Die Elektronik der Zukunft basiert auf neuen Materialien. Doch manchmal sind die natürlichen Anordnungen von Atomen nicht optimal, um neue physikalische Effekte zu erzeugen. Forschenden der Universität Zürich ist es nun gelungen, Supraleiter Atom für Atom zu gestalten und so neue Zustände von Materie zu erzeugen. Wie wird der Computer der Zukunft aussehen? Nach welchen Prinzipien wird er arbeiten? Diese Fragen zu beantworten ist eine wichtige Triebkraft der physikalischen Grundlagenforschung. Dabei gibt es verschiedene Szenarien die von der Weiterentwicklung klassischer…
Neue Methode ermöglicht genaue Beobachtung der Generkennung. Wissenschaftler:innen der Universität Leipzig haben in Zusammenarbeit mit Kolleg:innen der Universität Vilnius in Litauen eine neue Methode entwickelt, um kleinste Verdrehungen und Drehmomente von Molekülen innerhalb von Millisekunden zu messen. Die Methode ermöglicht es, die Generkennung von CRISPR-Cas-Proteinkomplexen, auch „Genscheren” genannt, mit höchster Auflösung in Echtzeit zu verfolgen. Mit den gewonnenen Daten kann der Erkennungsprozess genau charakterisiert und modelliert werden, um die Präzision der Genscheren zu verbessern. Die Ergebnisse des Teams um Prof….
Das Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) ist ein revolutionäres bodengebundenes Teleskop mit einem 39 Meter großen Hauptspiegel und wird das größte Teleskop der Welt für sichtbares und infrarotes Licht sein: das weltweit größte Auge am Himmel. Der Bau dieses technisch komplexen Projekts schreitet zügig voran. Das ELT hat nun den Meilenstein der Fertigstellung von 50 % überschritten. Das Teleskop befindet sich auf dem Cerro Armazones in der chilenischen Atacama-Wüste, wo Ingenieurinnen und Ingenieure, Handwerkerinnen und Handwerker derzeit…
Experimente am einzigartigen Windkanal des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) in Göttingen zeigen, dass vor über 80 Jahren formulierte Gesetze und deren Erweiterungen turbulente Strömungen nur unvollständig erklären. Beim Umrühren einer Tasse Kaffee entsteht eine turbulente Strömung mit großen und sehr kleinen Wirbeln. Die unterschiedlich großen Wirbel beeinflussen sich gegenseitig, indem sie Energie von einem größeren auf einen kleineren Wirbel übertragen bis hin zum kleinsten Wirbel, der sich durch Reibung in der Flüssigkeit auflöst. Dieses Konzept wurde von dem…
Fachgebiet “Physics of Cancer“ findet erstmals potenzielle Anwendung in der Onkologie – Präzisere Prognose zu Streuung von Brusttumoren. Wissenschaftler:innen unter Federführung der Universität Leipzig haben eine wegweisende Anwendung des wissenschaftlichen Fachgebiets der „Physics of Cancer“ in der Onkologie gefunden. Dies markiert einen Meilenstein für das neue wissenschaftliche Gebiet, das erstmals deren Anwendbarkeit in der Medizin belegt. Basierend auf Gewebe- und Zellmechanik sowie dem Einsatz von maschinellem Lernen, haben sie einen Marker für die Beweglichkeit (Motilität) von Krebszellen in der digitalen…
Forschende des PSI und der Universität Barcelona können das merkwürdige Verhalten von Mikrogelen erklären. Bei ihrer Messung mit Neutronenstrahlen gehen sie an die Grenzen der Messtechnik. Ihre Ergebnisse öffnen Möglichkeiten für neue Anwendungen in der Materialforschung oder der Pharmazie. Sie fliessen durch unsere Adern, machen Wände farbig oder Milch lecker: Die Rede ist von winzigen Partikeln oder Tröpfchen, die sehr fein in einem Lösungsmittel verteilt sind. Zusammen bilden sie ein Kolloid. Während Kolloide mit harten Partikeln – etwa Farbpigmente in…
Hochenergielaser der Spitzenklasse mit erfolgreichem Nutzerexperiment in Betrieb. European XFEL hat einen hochmodernen Laser in Betrieb genommen und für ein erstes Nutzerexperiment eingesetzt. Der neue Laser DiPOLE 100-X ebnet den Weg für neue wissenschaftliche Erkenntnisse. Er liefert extrem leistungsstarke grüne Lichtblitze, mit denen Materie in extreme Zustände versetzt werden kann, so dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihr Verhalten bei hohen Temperaturen und Drücken untersuchen können. Am ersten Benutzerexperiment waren über 100 internationale Forscher beteiligt. DiPOLE ist ein diodengepumpter optischer Laser für…
Ein Zusammenstoß vor fast 30 Jahren hat die Atmosphärenchemie des Jupiters nachhaltig verändert; die Nachwirkungen helfen noch immer, den Gasriesen besser zu verstehen. Über den Polen des Gasriesen Jupiters leuchten fortwährend Polarlichter von riesigem Ausmaß. Das malerische Phänomen prägt die Vorgänge in der Atmosphäre des Gasriesen stärker als bisher gedacht, wie eine Gruppe von Forschenden, zu denen auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen zählen, heute in der Fachzeitschrift Nature Astronomy berichtet. Mit Hilfe von Messdaten des Atacama…
Fraunhofer-Technologien im Weltall: Der am Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT entwickelte On-board Radiation Sensor (FORS) kommt auf dem Heinrich-Hertz-Satelliten, der am 5. Juli ins All startete, erstmalig zum Einsatz. Die Sensoren messen intensive Strahlenereignisse im Orbit, um die strahlungsempfindlichen Bauteile des Satelliten je nach Strahlungsniveau zu schützen. Die Messungen sollen außerdem dazu beitragen, ein besseres Verständnis für die Strahlungsumgebung der Satellitentechnik unter realen Bedingungen zu bekommen. Die Heinrich-Hertz-Mission verfolgt mehrere Ziele. Eines davon ist es, neue Technologien für die Satellitenkommunikation…
Wissenschaftler führender Forschungseinrichtungen, darunter das Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, haben mit dem Radioteleskop LOFAR 68 Satelliten von SpaceX beobachtet. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass sie elektromagnetische Leckstrahlung entdeckt haben, die von der Bordelektronik erzeugt wird. Sie könnte astronomische Forschung behindern und unterscheidet sich von den normalen Kommunikationssignalen, die bisher im Fokus der Radioastronomen lagen. Die Autoren fordern daher Satellitenbetreiber und Regulierungsbehörden dazu auf, die Auswirkungen auf die Radioastronomie sowohl bei der Entwicklung von Raumfahrzeugen als auch bei…
Wie Gläser den Schall dämpfen: Forscher der Universität Konstanz lösen ein Rätsel der Physik – indem sie eine verworfene Theorie wiederentdecken. Manchmal ist das Wissen schon da – es wurde nur übersehen. Seit rund einem halben Jahrhundert rätseln Physiker*innen über Vibrationen in Gläsern bei tiefen Temperaturen. Der Grund: Gläser tragen Schallwellen und Vibrationen anders weiter als andere Festkörper – sie „schwingen anders“. Nur warum? Und wie lässt sich die Ausbreitung von Schall in Gläsern korrekt berechnen? Die beiden Konstanzer Physiker…
Wachstumsdynamik feinster Zinnschichten gezielt steuern. Für viele sensorische, elektronische und photonische Anwendungen nehmen Beschichtungen im Nanometermaßstab mit funktionellen Materialien eine wichtige Rolle ein. Einem internationalen Forschendenteam ist es – unter Koordination des Leibniz-IPHT aus Jena – erstmals gelungen, neuartige Wachstumseffekte von Zinnschichten an Silizium-nanometerstrukturierten Oberflächen zu beobachten. Mit den gewonnenen Erkenntnissen kann die chemische Zusammensetzung von abgeschiedenen Dünnschichten in Zukunft präzise gesteuert und kontrolliert werden, was neue Anwendungen im Bereich der Biophotonik, Energiegewinnung oder Mobilität eröffnet. Die Ergebnisse wurden in…
Anionen, negativ geladene Ionen, lassen sich nur ungern kühlen. Physiker um Matthias Weidemüller von der Universität Heidelberg und Roland Wester von der Universität Innsbruck haben nun eine neue Methode entwickelt, mit der Molekül-Anionen in kurzer Zeit auf unter 3 Kelvin gekühlt werden können. Dies ermöglicht zum Beispiel neue Untersuchungen von chemischen Reaktionen im Weltraum. Die Kühlung von Atomen und Ionen auf nahezu den absoluten Nullpunkt ist heute in vielen Laboren Routine. Die Teilchen lassen sich bei diesen Temperaturen sehr gut…
Die moderne Datenübertragung beruht under anderem darauf, dass sich Information in Form von Lichtstrahlen schnell durch Glasfasern schicken lässt. Technologisch anspruchsvoll sind die Lichtquellen. Forschende der ETH Zürich, der Empa und aus Barcelona haben nun die Basis gelegt für winzig kleine, effiziente Lichtquellen. Für ihre Mini-Lichtquellen nutzen die Forschenden Regeln der Quantenmechanik und eine überraschende, neue Antennenlösung. Auf dem schnellen Schalten und Modulieren von Licht beruht unter anderem die moderne Datenübertragung, bei der Informationen in Form modulierter Lichtstrahlen durch Glasfasern…
Euclid, ein Weltraumteleskop der ESA mit starker deutscher Beteiligung, ist am 1. Juli 2023 um 17:12 Uhr MESZ mit einer Falcon 9-Rakete des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX ins All gestartet. Von seinem Zielort, dem Lagrange-Punkt 2 (L2) von Erde und Sonne, wird es mindestens sechs Jahre lang über ein Drittel des gesamten Himmels beobachten und die räumliche Verteilung von mehreren Milliarden Galaxien kartieren. Mit den Daten erhoffen sich die sechs aus Deutschland beteiligten Institute des internationalen Euclid-Konsortiums Aufschluss über den Einfluss der…
Ein neuer Blick auf unsere kosmische Heimat: Die Herkunft eines energiereichen Regens relativistischer Teilchen, der beständig auch auf unsere Erdatmosphäre einprasselt, ist eines der größten Rätsel der modernen Astroteilchenphysik. Ein internationales Forschungsteam ist diesem Rätsel auf der Spur. Mit dem IceCube-Detektor am Südpol konnten sie jetzt erstmals Neutrinos aus unserer Milchstraße nachweisen. Die Ergebnisse präsentieren sie im Fachmagazin Science. Der Anblick unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, im Sommer von einem dunklen Standort aus, gehört für viele Menschen zu den beeindruckendsten Naturerlebnissen…
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