Die Quantennatur von mit bloßem Auge sichtbaren Objekten ist aktuell eine vieldiskutierte Forschungsfrage. Ein Team um den Innsbrucker Physiker Gerhard Kirchmair hat nun im Labor eine neue Methode demonstriert, die die Quanteneigenschaften von makroskopischen Objekten leichter als bisher zugänglich machen könnte. Mit der Methode konnten die Forscher die Effizienz einer etablierten Kühlmethode um den Faktor 10 steigern. Mit optomechanischen Experimenten versucht die Wissenschaft, die Grenzen der Quantenwelt auszuloten und eine Grundlage für die Entwicklung hochempfindlicher Quantensensoren zu schaffen. Dabei werden…
Physiker:innen der Universität Leipzig ist erneut ein tieferer Einblick in den Mechanismus von Supraleitern gelungen. Damit ist die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Jürgen Haase dem Ziel ein Stück nähergekommen, Grundlagen für eine Theorie für Supraleiter zu entwickeln, die Strom ohne Widerstand und damit ohne Verlust fließen lassen. Die Forschenden fanden heraus, dass in supraleitenden Kupfer-Sauerstoff-Verbindungen, sogenannten Kupraten, auch unter Druck eine ganz bestimmte Verteilung der Ladung zwischen dem Kupfer und dem Sauerstoff vorherrschen muss. Damit bestätigten sie…
Scheinbar spontan koordiniertes Schwarmverhalten in großen Tierverbänden ist ein faszinierendes und auffälliges kollektives Phänomen. Experimente von Forschenden der Universität Leipzig an laserbetriebenen synthetischen Mikroschwimmern zeigen nun, dass vermeintliche Schwarmintelligenz zuweilen auch die Folge simpler und generischer physikalischer Mechanismen sein kann. Ein Physikerteam um Prof. Dr. Frank Cichos und Prof. Dr. Klaus Kroy fand heraus, dass Schwärme synthetisch hergestellter Brownscher Mikroschwimmer den Eindruck erwecken können, dass sie sich spontan entscheiden, ihren Zielpunkt zu umkreisen statt diesen direkt anzusteuern. Ihre Erkenntnisse haben…
Nach der Heisenbergschen Unschärferelation lassen sich zwei komplementäre Eigenschaften, also zum Beispiel die einzelnen Komponenten eines Magnetfeldes, nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmen. Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat nun ein neues Verfahren auf rund einem Dutzend Quantencomputern getestet, in dem mit verschränkten Kopien eines Quantenzustands mehrere Parameter gleichzeitig optimal bestimmt werden können. Viele Größen in der Natur sind gerichtet – sie haben nicht nur eine Stärke, sondern auch eine Richtung. Will man eine solche Größe bestimmen, muss man zumeist mehr…
Nach mehreren Jahren Betrieb hat die STEREO-Kollaboration die finalen Ergebnisse ihrer Antineutrino-Studien veröffentlicht. Die Forscherinnen und Forscher konnten anhand der vorliegenden Daten die Existenz von sterilen Neutrinos, einem zusätzlichen Neutrino-Zustand, der in vielen Theorien erwartet wird, ausschließen. Das Ergebnis, das in der Ausgabe von Nature vom 11. Januar erscheinen wird, hat wichtige Auswirkungen auf viele fundamentale Bereiche der Physik. In der modernen Teilchenphysik werden alle bekannten Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen im sogenannten Standardmodell der Teilchenphysik beschrieben. Das Modell umfasst auch…
Die Entwicklung neuer Lasersysteme und Optiken erfordert es, etablierte Prüfverfahren für Optiken zu überprüfen und anzupassen. Im Forschungsvorhaben cw-LIDT arbeitet das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) zusammen mit der LASEROPTIK GmbH und der RAYLASE GmbH daran, Hochleistungslaseroptiken zuverlässig untersuchen zu können. Ein limitierender Faktor bei der Entwicklung neuer Lasersysteme ist inzwischen die optische Belastbarkeit der Komponenten, mit denen die Laserstrahlung erzeugt und geführt wird. Diese sind notwendig, um immer höhere optische Ausgangsleistungen zu erreichen. Gleichzeitig wächst der Bedarf nach Optikkomponenten…
Im Rahmen des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ct.qmat wurden erstmals Exzitonen in einem topologischen Isolator erzeugt. Ein zukunftsweisender Durchbruch in der Quantenforschung, basierend auf Materialdesign aus Würzburg. Mit dem ersten Nachweis von Quasiteilchen – sogenannten Exzitonen – in einem topologischen Isolator ist einem internationalen Wissenschaftsteam rund um das Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ct.qmat ein Durchbruch in der Quantenforschung gelungen. Diese Entdeckung schafft die Grundlage für eine neue Generation von lichtgesteuerten Computerchips und Quantentechnologien. Möglich wurde dies durch geschicktes Materialdesign aus Würzburg – dem Geburtsort…
Forscher der Universität Tübingen beteiligt an der Untersuchung hochbetagter seltener Himmelsobjekte am Ende ihres Lebenszyklus. Mithilfe des größten Einzelteleskops auf der Südhalbkugel, dem SALT in Südafrika, hat ein internationales Team von Astronomen acht der heißesten Sterne im Universum entdeckt. Ihre Oberflächentemperatur liegt bei mehr als 100.000 Grad – die Oberfläche der Sonne erreicht lediglich 5.800 Grad. Die Entdeckungen entsprangen einem Forschungsprojekt unter der Leitung von Professor Simon Jeffrey vom Armagh-Observatorium in Nordirland, an dem Professor Klaus Werner vom Institut für…
Die Arbeiten zur Herstellung hochqualitativer YIG-Schichten unter Verwendung von Gasphasenabscheideverfahren werden in den kommenden drei Jahren durch den Freistaat Thüringen gefördert, indem bei INNOVENT e.V. in Jena eine entsprechende Forschungsgruppe ins Leben gerufen und finanziell unterstützt wird. Der Bedarf an immer leistungsfähigeren und effizienteren integrierten Schaltkreisen führte in den vergangenen Jahrzehnten zu einer kontinuierlichen Erhöhung der Integrationsdichte von CMOS Bauteilen. Etwa alle zwei Jahre konnte die Integrationsdichte verdoppelt werden (Mooresches Gesetz). Diese Entwicklung stößt seit dem Jahr 2000 immer mehr…
Hinter dem schwachen orangefarbenen Leuchten des Nebels Sh2-54 ist auf diesem neuen Infrarotbild eine Vielzahl von Sternen zu erkennen. Dieser spektakuläre Sternenhimmel im Sternbild Schlange (Serpens) wurde mit dem VISTA-Teleskop (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) des Paranal-Observatoriums der ESO in Chile bis ins kleinste Detail aufgenommen. Als die Menschen der Antike in den Nachthimmel blickten, sahen sie zufällige Muster in den Sternen. Die Griechen zum Beispiel nannten eines dieser Sternbilder Serpens, weil es einer Schlange ähnelte. Was sie…
Das neue Jahr bietet uns gleich ein interessantes Himmelsschauspiel: der Komet C/2022 E3 (ZTF) wird Anfang Februar mit ca. 5,5 mag seine maximale Helligkeit erreichen und gut mit dem Fernglas zu beobachten sein. Er ist zunächst ein Objekt des Morgenhimmels, wird dann nahe des Polarsterns die gesamte Nacht über hoch am Himmel stehen und verabschiedet sich Anfang März am Abendhimmel. Der Komet wurde am 2. März 2022 von der „Zwicky Transient Facility“ entdeckt und trägt daher das Kürzel „ZTF“. Zum…
TU-Forschende entwickeln neue Methode zur An- und Abschaltung einzelner Poren. Nanoporen spielen eine wichtige Rolle in der Wasseraufbereitung und in der Bioforschung. Allerdings lässt sich die Technik oft noch schwer kontrollieren. Ein Forschungsteam der TU-Darmstadt will mit einem neuen Ansatz Abhilfe schaffen. Die Ergebnisse wurden jetzt in dem renommierten Fachjournal „Physical Review Letters“ veröffentlicht. Meerwasser entsalzen oder Trinkwasser von schädlichem Nitrat befreien: Dies gelingt dank Membranen, die von winzigen Nanoporen durchsetzt sind. Man kann sie sich als Sieb vorstellen, dessen…
Wir sind umgeben von chemischen Prozessen. Von neuartigen Materialien bis hin zu wirksameren Medikamenten oder Kunststoffprodukten: Chemische Reaktionen spielen eine Schlüsselrolle bei der Gestaltung der Dinge, die wir alltäglich benutzen. Wissenschaftler*innen suchen ständig nach besseren Kontrollmöglichkeiten für diese Reaktionen, beispielsweise um neue Materialien zu entwickeln. Nun hat ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des MPSD eine Erklärung dafür gefunden, warum sich chemische Reaktionen in verspiegelten Hohlräumen, wo Moleküle in eine Wechselwirkung mit Licht gezwungen werden, langsamer abspielen. Die Arbeit, nun…
Forschende der Universität Stuttgart entwickeln ein Metaobjektiv, dessen Brennweite auf Knopfdruck verstellbar ist. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Stuttgart präsentieren in der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Communications ein elektrisch schaltbares Metaobjektiv. Es besteht aus zwei Metalinsen, die unabhängig voneinander schaltbar sind. Auf diese Weise sind mehrere Kombinationen möglich, die verschiedene Brennweiten ergeben. Objektive dieser Bauart könnten zukünftig in einem flachen Smartphone verwendet werden, ohne weitere mechanische Bauteile oder einen komplizierten, störanfälligen Mechanismus. Bei herkömmlichen Smartphones ist zoomen meist…
Wo Experimente an ihre Grenzen stoßen, können Computersimulationen tiefer blicken lassen. Wissenschaftler vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) an der Universität Bremen haben einen Computercode entwickelt, der exakte Vorhersagen über den Zerfall von Tropfen in turbulenten Strömungen ermöglicht. Überraschenderweise zeigt er, dass es keinen Zeitpunkt gibt, an dem Flüssigkeitstropfen nicht weiter in noch kleinere Tropfen zerfallen können. Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Science Advances veröffentlicht und der Open-Source-Computercode steht nun auch anderen Wissenschaftler:innen zur Verfügung. Der Zerfall von…
Die EU-Kommission gewährt 2,14 Millionen Euro Fördergeld, um den am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) entwickelten Simulationscode GENE auf eine neue Stufe zu heben: Durch den Einsatz von Exascale-Supercomputern soll er künftig digitale Zwillinge von Kernfusionsexperimenten wie ITER ermöglichen. An dem Projekt werden das IPP, die Max Planck Computing and Data Facility (MPCDF) und die Technische Universität München gemeinsam arbeiten. Die Plasmaphysik ist seit den 1960er Jahren einer der wichtigsten Treiber für die Weiterentwicklung von Höchstleistungsrechnern. Das liegt daran, dass Plasmen…
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