Neue Beobachtungen geben Aufschluss darüber, ob die Geburt der Riesenplaneten ähnlich abläuft wie bei Sternen. Die Geburt von Sternen ist, besonders in der Frühphase, ein chaotischer und dynamischer Prozess, der durch komplexe Gasstrukturen in Form von Spiralen und Ausläufern geprägt ist. Solche Strukturen werden als „Fütterungsfäden” (feeding filaments) bezeichnet, die das gasförmige Material aus der Umgebung wie kosmische Nabelschnüre in den heranwachsenden Stern einspeisen. Kosmische Nabelschnur Braune Zwerge sind Himmelskörper, deren Masse weniger als ein Zehntel der Masse der Sonne…
… stellt Ursprung sich wiederholender schneller Radiostrahlungsausbrüche in Frage. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Gregory Desvignes vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn hat mit den Radioteleskopen in Effelsberg und Jodrell Bank den präzedierenden Magnetar XTE J1810-197 – einen hochmagnetisierten und extrem dichten Neutronenstern – kurz nach seiner durch Röntgenstrahlen verstärkten Aktivität und Reaktivierung der Radiostrahlung beobachtet. Diese Präzession wird auf einer Zeitskala von einigen Monaten gedämpft und stellt einige Modelle in Frage, die zur Erklärung des Ursprungs der…
Physiker der LMU München zeigen, dass die Form der Komponenten wesentlich bestimmt, wie schnell und effizient sich komplexe Strukturen selbst zusammenbauen. Komplexe Systeme in der Natur und ihre künstlichen Analoga in der Technik bestehen aus einer Vielzahl kleiner Bauteile, die sich mithilfe molekularer Wechselwirkungen autonom zusammenfügen. Ein besseres Verständnis der Prinzipien und Mechanismen dieser Selbstmontage und Selbstorganisation – des Self-Assembly – ist wichtig für die Entwicklung neuer Anwendungen, beispielsweise in der Nanotechnologie oder der Medizin. An der LMU haben Professor…
Quantencomputer vernetzen und ihre Leistungsfähigkeit erhöhen, Kommunikationskanäle abhörsicher verschlüsseln oder Atomuhren synchronisieren: Das Quanteninternet verspricht signifikante Verbesserungen in verschiedenen technologischen Schlüsselbereichen. Um das Quanteninternet im bestehenden Glaserfasernetz zu realisieren, sind jedoch Quantenfrequenzkonverter nötig, die die Wellenlänge von Photonen an das Telekomband (1550 nm) anpassen können. Das Fraunhofer IAF hat einmodige GaSb-Scheibenlaser mit Bestwert-Ausgangsleistungen von bis zu 2,4 W entwickelt, die als rauscharme Pumpquelle Quantenfrequenzkonversion ermöglichen. Einmodiges Halbleiter-Scheibenlaser-Modul mit bis zu 2,4 W Ausgangsleistung für den Frequenzbereich zwischen 1,9 und 2,5…
Ein Forschungsteam, darunter Leindert Boogaard und Fabian Walter vom MPIA, nutzte die hohe Infrarotempfindlichkeit des Weltraumteleskops James Webb (JWST), um die Umgebung intensiver Sternentstehung im Zentrum der Starburst-Galaxie M 82 zu untersuchen. Mithilfe großer organischer Moleküle kartierten sie den massereichen galaktischen Wind, der durch Sternentstehung und Supernovaexplosionen riesige Gasmengen ausstößt, in noch nie dagewesener Detailtiefe und fanden seinen Ursprung in den dichten Sternhaufen in der Scheibe der Galaxie. Die Studie ist ein großer Schritt hin zu einem besseren Verständnis der…
Ein internationales Team, an dem Forschende der Uni Würzburg beteiligt sind, hat erstmals einen speziellen Zustand der Supraleitung erzeugt. Die Entdeckung könnte die Entwicklung von Quantencomputern vorantreiben. Supraleiter sind Materialien, die Strom ohne elektrischen Widerstand leiten können – das macht sie zum idealen Grundstoff für elektronische Bauteile in MRT-Geräten, Magnetschwebebahnen und sogar Teilchenbeschleunigern. Einziges Problem: Herkömmliche Supraleiter lassen sich leicht durch äußere Einflüsse stören, insbesondere durch Magnetfelder. Einer internationalen Forschungsgruppe ist es jetzt gelungen, ein Hybridbauteil zu konstruieren, das aus…
Erst eisige Kälte, dann Mitternachtssonne: Am Polarkreis bereitet das Team den Flug des ballongetragenen Sonnenobservatoriums vor – und hofft auf ein solares Feuerwerk. Der nächste Stratosphärenflug des ballongetragenen Sonnenobservatoriums Sunrise III ist für den Frühsommer dieses Jahres geplant. Mit der heutigen Abfahrt der Flughardware vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen zum Startplatz am Polarkreis beginnt die letzte und entscheidende Missionsphase. Vor Ort auf der Raketen- und Ballonbasis Esrange Space Center der schwedischen Weltraumagentur nahe der Stadt Kiruna bereitet das…
Das Zusammenspiel von Elektronen und Licht gehört zu den fundamentalen Wechselwirkungen der Physik. Jetzt ist es mit einem Experiment an der Goethe-Universität Frankfurt gelungen, den sogenannten Kapitza-Dirac-Effekt erstmals in voller Zeitauflösung zu beobachten. Dieser Effekt wurde erstmals vor über 90 Jahren postuliert, seine Feinheiten werden aber erst jetzt sichtbar. Es war eine der größten Überraschungen in der Geschichte der Naturwissenschaft: Zum Beginn der Quantenphysik vor rund 100 Jahren stellte sich heraus, dass die Bestandteile unserer Materie nicht einfach nur Teilchen…
Forscherteam der Universität Augsburg gewinnt den Businessplan Wettbewerb Schwaben. Eine nachhaltige, nicht vom seltenen Helium abhängige, Kühlmethode für Quantentechnologie entwickeln Forschende am Institut für Physik der Universität Augsburg. Die Erfindung soll im nächsten Schritt zu einem Unternehmen ausgegründet werden. Für dieses Vorhaben und die Vorarbeiten dazu wurde das Projektteam „Solidcryo“ jetzt mit dem ersten Preis des Businessplan-Wettbewerbs Schwaben ausgezeichnet. Quantentechnologie gilt als Schlüsseltechnologie unseres Jahrhunderts, die – weiter erforscht – erhebliche technische Möglichkeiten verspricht. Quantencomputer und -sensoren benötigen jedoch oft…
Forschende der TU Darmstadt stellen neuen Ansatz für Problem der statistischen Physik vor. Ob Bakterien auf Nahrungssuche oder Mikroroboter, die selbsttätig Giftstoffe oder Abfall einsammeln – immer wieder steckt dahinter ein Problem der statistischen Physik, das bisher nur unbefriedigend geklärt werden konnte: Wie muss sich ein „Agent“ bewegen, um möglichst geschickt zufällig verteilte Ziele einzusammeln? Forschende der TU Darmstadt haben nun im renommierten Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) einen Ansatz vorgestellt, mit dem sich effiziente Suchstrategien…
Langperiodische Schwingungen in hohen Breitengraden stellen einen Rückkopplungsmechanismus dar, der die differentielle Rotation der Sonne zwischen Pol und Äquator begrenzt. Das Innere der Sonne dreht sich nicht in allen Breitengraden mit der gleichen Geschwindigkeit. Der physikalische Ursprung dieser differentiellen Rotation ist noch nicht vollständig geklärt. Ein Team von Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen hat jetzt eine bahnbrechende Entdeckung gemacht. Wie das Team heute in der Zeitschrift Science Advances berichtet, spielen langperiodische Sonnenschwingungen eine entscheidende Rolle dabei, das…
… verstärkt Schallwellen exponentiell. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am niederländischen Forschungsinstitut AMOLF haben in einer internationalen Kollaboration ein neuartiges Metamaterial entwickelt, durch das sich Schallwellen auf völlig neue Art und Weise ausbreiten können. Das Metamaterial verstärkt mechanische Schwingungen in einer bisher unbekannten Form, die das Potenzial hat, Sensortechnologien und Informationsverarbeitung zu verbessern. Dieses Metamaterial ist der erste Vertreter einer so genannten ‚bosonischen Kitaev-Kette‘, dessen besondere Eigenschaften sich aus seiner Natur als topologisches Material ergeben. Um dies zu erreichen, hat das Forschungsteam…
… am Rand des zentralen schwarzen Lochs der Milchstraße. Ein neues Bild des Event Horizon Telescope (EHT) hat starke und geordnete Magnetfelder aufgespürt, die vom Rand des supermassereichen schwarzen Lochs Sagittarius A* (Sgr A*) ausgehen. Dieser neue Blick auf das Gebilde, das im Herzen der Milchstraße ruht, zeigt erstmals in polarisiertem Licht eine Magnetfeldstruktur, die der des schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 verblüffend ähnlich ist. Dies deutet darauf hin, dass starke Magnetfelder allen schwarzen Löchern gemeinsam sind. Zudem…
Stabilere Quantenexperimente werden an der TU Wien mit neuartigen Tricks möglich– durch ausgeklügeltes Aufspalten von Bose-Einstein-Kondensaten. Immer wieder hat man bei Quantenexperimenten mit demselben Problem zu kämpfen, egal ob es um Quantencomputer geht, um Quanten-Teleportation oder neuartige Quanten-Sensoren: Quanteneffekte gehen extrem leicht kaputt. Sie sind äußerst empfindlich gegenüber Störungen von außen – zum Beispiel gegenüber Fluktuationen, die einfach durch die umgebende Temperatur entstehen. Daher ist es wichtig, Quantenexperimente möglichst effektiv abkühlen zu können. An der TU Wien konnte man nun…
Entropie, die zentrale Größe der Thermodynamik, wird natürlicherweise ständig erzeugt, kann aber nicht direkt gemessen werden. Ein von Physikern der Chalmers University of Technology im schwedischen Göteborg und der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) entwickeltes Rechenmodell wirft nun ein neues Licht darauf, wie Entropie auf einer sehr kurzen Zeitskala in laserangeregten Materialien erzeugt wird. Die Ergebnisse stellt das Forschungsteam in der Fachzeitschrift Nature Communications vor. Physik: Veröffentlichung in Nature Communications Entropie ist ein Maß für Unumkehrbarkeit, sie spielt in der Thermodynamik eine…
Experimentelle und theoretische Physiker des Würzburger Instituts für Topologische Isolatoren haben einen ungewöhnlichen Quanten-Hall-Effekt in einem Quecksilber-Tellurid-Bauelement als Signatur der Paritätsanomalie identifiziert. Topologische Isolatoren sind Materialien, die elektrischen Strom leiten können, aber nur an ihrer Oberfläche oder an den Kanten. In ihrem Inneren fließt kein Strom. Sie werden weltweit intensiv erforscht, weil sie einzigartige elektronische Eigenschaften besitzen, die zum Beispiel für die Verbesserung der Effizienz von Quantencomputern und für andere Technologien interessant sind, etwa für die Verschlüsselung und sichere Übertragung…
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