Das Standardmodell der Kosmologie beschreibt, wie das Weltall nach Ansicht der meisten Physikerinnen und Physiker entstanden ist. Forschende der Universität Bonn haben nun auf seiner Basis die Entwicklung der Galaxien untersucht. Dabei sind sie auf erhebliche Abweichungen zu tatsächlichen Beobachtungen gestoßen. An der Studie waren auch die Universität von St. Andrews in Schottland sowie die Karls-Universität in Tschechien beteiligt. Die Ergebnisse sind jetzt im Astrophysical Journal erschienen. Die meisten Galaxien, die von der Erde aus sichtbar sind, ähneln einer flachen…

Nanodrähte unter Zug bieten Basis für ultraschnelle Transistoren. Kleinere Chips, schnellere Rechner, weniger Energieverbrauch. Neue Konzepte auf der Basis von Halbleiter-Nanodrähten sollen Transistoren in mikroelektronischen Schaltkreisen besser und effizienter machen. Wichtig dafür ist die Elektronenbeweglichkeit: Je schneller die Elektronen in den winzigen Drähten beschleunigen können, desto schneller kann ein Transistor schalten und desto weniger Energie benötigt er. Einem Forschungsteam vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), der TU Dresden und der NaMLab gGmbH ist nun der experimentelle Nachweis gelungen, dass die Elektronenbeweglichkeit in…

Studie der Universität Bonn und der TU Darmstadt legt Fehler bei der Interpretation älterer Messwerte nahe. Vor einigen Jahren zeigte ein neuartiges Messverfahren, dass Protonen wohl kleiner sind als seit den 1990er Jahren angenommen. Die Diskrepanz überraschte die Fachwelt; manche Forschende glaubten sogar, das Standardmodell der Teilchenphysik müsse geändert werden. Physiker der Universität Bonn und der TU Darmstadt haben nun eine Methode entwickelt, mit der sie die Ergebnisse älterer und neuerer Experimente deutlich umfassender als bislang analysieren können. Damit ergibt…

Künstliche Intelligenz (KI) hält zunehmend Einzug in den Alltag, auch in der Krebsmedizin. Sie soll medizinisches Personal nicht ersetzen, hat aber das Potential, bei Entscheidungen zu unterstützen und Diagnosen und Therapien zu verbessern. Am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) arbeiten Forschende gemeinsam mit Expertinnen und Experten aus der Klinik an neuen KI-basierten Anwendungen für die Krebsmedizin. Anlässlich des Weltkrebstages am 4. Februar gibt das NCT/UCC einen Einblick in die KI-Forschung am Standort. Das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC)…

Forschende der Universität Basel können zwei Quantensysteme über eine Distanz von einem Meter zu einem Regelkreis verbinden. In diesem Regelkreis wird das eine Quantensystem – eine vibrierende Membran – durch das andere Quantensystem – eine Wolke von Atomen – gekühlt. Die beiden Systeme sind über Laserlicht miteinander gekoppelt. Derartige Schnittstellen, an denen Quantensysteme unterschiedlicher Natur auch über vergleichsweise grosse Distanzen interagieren, sind für zukünftige Quantentechnologien von grosser Bedeutung. Das Prinzip der Rückkopplung kennen wir alle: Mithilfe eines Thermostaten an der…

Terahertz-Strahlung eignet sich dazu, zweidimensionale Kristalle nachzuweisen, die aus Elektronen bestehen statt aus Atomen. Das zeigen Modellrechnungen der Marburger Physiker Dr. Samuel Brem und Professor Dr. Ermin Malic. Die Wissenschaftler berichten im Fachblatt „Nano Letters“ über ihre Ergebnisse. Kristalle müssen nicht aus Atomen bestehen – auch Elektronen können Kristalle bilden, wenn sie sich in einem regelmäßigen Gitter anordnen. Das ist bereits in hauchdünnen Halbleitern gelungen, die nur eine Atomlage dick sind. „Es handelt sich um eine exotische Quantenphase der Materie“,…

Astrophysiker, darunter Axel Weiß/MPIfR, haben eine neue Methode zur Messung der Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung nur 880 Millionen Jahre nach dem Urknall entwickelt. Zum ersten Mal konnte die Temperatur der Strahlung in einer so frühen Epoche gemessen werden. Das derzeitige kosmologische Modell geht davon aus, dass sich das Universum seit dem Urknall abgekühlt hat. Es beschreibt den Abkühlungsprozess, konnte aber bisher nur für relativ junge kosmische Epochen direkt bestätigt werden. Die Entdeckung setzt nicht nur einen sehr frühen Meilenstein für…

Die Interaktion zwischen Mensch und Maschine mithilfe innovativer 3D-Technologien effizienter und sicherer zu gestalten – das war das Ziel der Forschungsallianz »3Dsensation«. Nach acht Jahren endet nun das vom Bundesministerium für Forschung und Bildung (BMBF) mit 45 Millionen Euro geförderte Verbundprojekt. Zusammen blicken die Partner aus Forschung, Industrie und Wirtschaft auf wegweisende Entwicklungen innerhalb des Verbunds zurück – etwa zur Gesundheitsüberwachung von Neugeborenen, zur fälschungssicheren Personenidentifikation oder zum Warenmanagement im Einzelhandel. Maschinen sind uns als Partner im Alltag schon längst…

Die Straßen sind chronisch überfüllt, an den Kreuzungen stauen sich die Fahrzeuge. Vor allem in der Rushhour bilden sich lange Warteschlangen. In den Projekten »KI4LSA« und »KI4PED« realisieren Forschende am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, Institutsteil für industrielle Automation INA in Lemgo eine intelligente Ampelsteuerung mithilfe von Künstlicher Intelligenz. Selbstlernende Algorithmen sollen in Kombination mit neuer Sensorik künftig für einen besseren Verkehrsfluss sowie kürzere Wartezeiten sorgen und Fußgängern mehr Sicherheit an Ampelkreuzungen bieten. Die Fahrt zur Arbeit und…

Ein internationales Team mit Forschenden der Universität Bern und der Universität Genf sowie des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) PlanetS hat die Atmosphäre eines der extremsten bekannten Planeten detailliert analysiert. Die Ergebnisse von diesem heissen, Jupiter-ähnlichen Planeten, der erstmals mit Hilfe des Weltraumteleskops CHEOPS charakterisiert worden war, könnten Astronominnen und Astronomen dabei helfen, die Komplexität anderer Exoplaneten zu verstehen – darunter auch die von erdähnlichen Planeten. Die Atmosphäre der Erde ist keine einheitliche Hülle, sondern besteht aus verschiedenen Schichten, die jeweils charakteristische…

Schon bald können sich Internet-Nutzer:innen im Cyberspace als animierte 3D-Avatare begegnen. ETH-Forscher haben neue Algorithmen entwickelt, mit denen sich virtuelle Menschen deutlich einfacher als bisher erstellen lassen. Spätestens seit der Corona-Pandemie starren wir noch häufiger in den Bildschirm. Sitzungen, Gespräche mit Arbeitskolleg:innen oder Konferenzen finden per Videotelefonie statt. Geht es nach den grossen Tech-Unternehmen, sollen wir uns dagegen schon ab nächstem Jahr in einer virtuellen Erlebniswelt, dem sogenannten Metaversum, treffen können – mittels 3D-Brillen und spezialisierten Computerprogrammen. Der Schlüssel zu…

Physiker:innen können ungewöhnliches Quantenphänomen sehen. Wissenschaftler:innen des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ct.qmat haben bei der Bewegung leuchtender Teilchen in atomar-dünnen Halbleitern ein ungewöhnliches Quantenphänomen entdeckt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht. Eine extrem ungewöhnliche Teilchenbewegung in atomar-dünnen Halbleitern wurde durch Wissenschaftler:innen des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ct.qmat – Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien erstmals experimentell bestätigt: Elektronische Quasiteilchen, sogenannte Exzitonen, scheinen sich demnach gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen. Ausprägungen dieses neuartigen Quantenphänomens konnten Prof. Alexey Chernikov – neu berufener…

Statistische Charakterisierung von Halbleiter-Qubits bei 2 Kelvin. Das BMBF fördert die Anschaffung und Verifizierung eines kryogenen On-Wafer-Probers am Fraunhofer IAF. Ab 2022 wollen Forschende des Fraunhofer IAF erstmals in Europa statistische Daten zur Varianz von Qubits vorlegen, die mit unterschiedlichen Halbleitertechnologien erzeugt werden. Mit Unterstützung des BMBF schafft das Institut hierzu einen neuartigen On-Wafer-Prober an, der mehr als 200 Bauelemente gleichzeitig bei Qubit-Betriebstemperaturen von unter 2 K charakterisieren kann. Die zu gewinnenden Daten sind essenziell für den Aufbau einer europäischen…

ISTA-Professor Hausel veröffentlicht neue Theorie grundlegender Mathematik zur Teilchenphysik. Symmetrien sind von fundamentaler Bedeutung in der Physik. Die Suche nach ihnen und ihre Analyse ermöglichten Physiker:innen, eine Theorie für verschiedenste Teilchen zu entwickeln, aus denen unser Universum besteht. Mathematiker:innen hingegen konzentrieren sich auf die abstrakten Strukturen dahinter. Tamás Hausel, Professor am Institute of Science and Technology Austria (ISTA), entwickelte gemeinsam mit dem Oxford-Wissenschaftler Nigel Hitchin eine ausgefeilte Theorie rund um die so genannten Higgs-Bündel. Sie wirft neues Licht auf Mysterien,…

Kann man mit machine learning den Geheimnissen des Quark-Gluon-Plasmas auf die Spur kommen? Ja – aber nur mit ausgeklügelten neuen Methoden. Komplizierter geht es kaum: Mit extrem hoher Energie schwirren winzige Teilchen wild umher, in dem wirren Durcheinander von Quantenteilchen kommt es zu unzähligen Interaktionen, und so ergibt sich ein Materiezustand, den man als „Quark-Gluon-Plasma“ bezeichnet. Unmittelbar nach dem Urknall war das ganze Universum in diesem Zustand, heute stellt man ihn durch hochenergetische Atomkernkollisionen her, etwa am CERN. Wenn man…

… unterschiedlichste Aufgaben flexibel zu lösen. Im Rahmen eines Forschungsfreisemesters an der Universität Regensburg hat Prof. Dr. Martin Stetter von der Fakultät Bioingenieurwissenschaften der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) https://www.hswt.de/hochschule/fakultaeten/bi/ zusammen mit seinem Kooperationspartner Prof. Dr. Elmar W. Lang von der CIML Group am Institut für Biophysik http://www-aglang.uni-regensburg.de/ einen intelligenten Agenten entwickelt, der grundlegend anders als Deep Learning-Verfahren lernt und sich dabei am Beispiel des Menschen orientiert. Die derzeit vorherrschende Art künstlicher Intelligenz, das „Deep Learning“, ist fähig, auch äußerst komplexe Probleme…