6 Photonen auf einen Streich! Forschergruppe entwickelt Multiphotonen-Generator. Physiker aus Ulm und Paris haben einen Generator entwickelt, mit dem sich bis zu sechs Photonen gleichzeitig erzeugen lassen. Die relativ einfach aufgebaute Apparatur könnte zukunftsträchtige Quantentechnologien auf die nächste Ebene heben – vom hochleistungsfähigen Quantencomputer bis zur abhörsicheren Informationsübertragung via Quantenkryptographie. Die Forschenden um den Experimentalphysiker Dr. Gerbold Ménard und den Theoretiker Professor Joachim Ankerhold stellen den neuartigen „Multiphotonen-Generator“ im Fachjournal „Physical Review X“ vor. Miteinander verschränkte Lichtquanten (Photonen) sind grundlegend…
In einer neuen Studie zeigen Forscher*innen um Francesca Ferlaino und Russell Bisset, wie ein atomares Gas zu einem zweidimensionalen, kreisförmigen Suprafestkörper abgekühlt werden kann. Die Methode erlaubt es der Wissenschaft, diese exotischen Materiezustände weiter zu untersuchen und nach Merkmalen wie turbulenten Wirbeln zu suchen. In den letzten Jahren ist ein neuer Materiezustand auf der Bühne der Physik erschienen: der Suprafestkörper. Dieser besitzt sowohl die Kristallstruktur eines Festkörpers als auch die Eigenschaften eines Supraflüssigkeit, die ohne Reibung fließen kann. Das Team…
Nanodrähte aus einem topologischen Isolator könnten dazu beitragen, hochstabile Informationseinheiten für künftige Quantencomputer zu entwickeln. In neuen Forschungsresultaten zu solchen Bauelementen erkennen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen wichtigen Schritt, um das Potenzial dieser Technologie ausschöpfen zu können. Nanodrähte, die mehr als 100-mal dünner sind als ein menschliches Haar, können wie eine Einbahnstrasse für Elektronen wirken, wenn sie aus einem besonderen Material bestehen, das als topologischer Isolator bezeichnet wird. Das berichtet ein internationales Team von Forschenden in der Fachzeitschrift «Nature Nanotechnology». Die…
Quantencomputer sollen künftig nicht nur besonders knifflige Rechenaufgaben lösen, sondern sich auch zu einem Netzwerk für den sicheren Austausch von Daten verbinden lassen. Entscheidend dafür sind so genannte Quantengatter. Doch die ließen sich bislang nicht mit ausreichend großer Effizienz realisieren. Durch die ausgeklügelte Kombination mehrerer Techniken haben Physikerinnen und Physiker am MPQ nun einen großen Schritt gemacht, um diese Hürde zu überwinden. Computer werden seit Jahrzehnten mit jeder neuen Generation schneller und leistungsfähiger. Diese Entwicklung ermöglicht es, stetig neue Anwendungen…
Mehr als zwei Billiarden verschiedene Zustände kann ein Quantensystem mit nur 51 geladenen Atomen einnehmen. Sein Verhalten zu berechnen, ist für einen Quantensimulator ein Kinderspiel. Doch nachzuprüfen, ob das Ergebnis stimmt, ist selbst mit aktuellen Supercomputern kaum noch zu schaffen. Ein Forschungsteam der Universität Innsbruck und der Technischen Universität München (TUM) hat nun gezeigt, wie solche Systeme sich mit im 18. Jahrhundert entwickelten Gleichungen überprüfen lassen. Auf den ersten Blick erscheint ein System aus 51 Ionen überschaubar. Doch selbst wenn…
Astronomen haben das erste Bild des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße enthüllt. Die Beobachtungen liefert überwältigende Beweise dafür, dass es sich dabei tatsächlich um ein Schwarzes Loch handelt, und gibt wertvolle Hinweise auf die Funktionsweise solcher Giganten, die vermutlich im Zentrum der meisten Galaxien auftreten. Das Bild wurde vom globalen EHT-Forschungsteam unter Verwendung eines weltweiten Netzes von Radioteleskopen erstellt. Das MPIfR in Bonn spielt eine wichtige Rolle in allen Phasen dieser Entdeckung, von der Gründung und dem Aufbau…
Forscher der Universität Rostock haben ein neuartiges mikrostrukturiertes Material entwickelt, das Lichtsignale mit höherer Geschwindigkeit transportiert und sie dabei vor Streuung und äußeren Störquellen abschirmt. Diese Entdeckung wird vom renommierten Fachjournal „Science“ am 12. Mai 2022 online veröffentlicht. So genannte Photonische Topologische Isolatoren (PTIs) sind künstliche Materialien, in denen Lichtteilchen in oberflächennahen Kanälen geführt werden, ohne dabei ins Innere gestreut werden zu können. Diese „Supraleiter für Photonen“ faszinieren Professor Alexander Szameit von der Universität Rostock bereits seit langem. „Seit es…
Wenn Sterne wie unsere Sonne ihren Brennstoff verbraucht haben, schrumpfen sie zu Weißen Zwergen. Manchmal zucken solche Objekte in einer superheißen Explosion noch einmal auf und produzieren einen Feuerball aus Röntgenstrahlung. Einen solchen Ausbruch im Röntgenlicht konnte ein Forschungsteam unter Führung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) jetzt zum ersten Mal direkt beobachten. „Dabei kam uns auch der Zufall zu Hilfe“, erklärt Ole König vom Astronomischen Institut der FAU in der Dr. Karl Remeis-Sternwarte Bamberg, der gemeinsam mit dem FAU-Astrophysiker Prof. Dr….
Ein alter „Schönheitsfehler“ des berühmten Doppelspaltexperiments konnte an der TU Wien in einer Kooperation mit der Hiroshima University nun korrigiert werden: Ein einzelnes Neutron bewegt sich in eindeutig quantifizierbaren Anteilen auf zwei Wegen gleichzeitig. Das Doppelspaltexperiment ist das berühmteste und gleichzeitig wohl wichtigste Experiment der Quantenphysik: Einzelne Teilchen werden auf eine Wand mit zwei Öffnungen geschossen, dahinter wird gemessen, an welcher Stelle die Teilchen ankommen. Dabei zeigt sich, dass sich die Teilchen nicht auf einem ganz bestimmten Pfad bewegen, wie…
Für die Quantentechnologien von morgen: hexagonales Bornitrid unter der Lupe / Veröffentlichung in “Optica”. Physiker haben erstmals die ultraschnelle Kontrolle von Einzelphotonenemittern durch Laserimpulse in hexagonalem Bornitrid genau untersucht. Die Erkenntnisse sind wichtig für mögliche Anwendungen in Quantentechnologien. Quantentechnologien gelten als zukunftsträchtiges Forschungsgebiet, beispielsweise im Hinblick auf Anwendungen in den Bereichen Kommunikation und Computer. Ein wichtiger Baustein für solche Anwendungen sind sogenannte Einzelphotonenemitter – Materialien, die in schneller Folge einzelne Photonen, also Lichtteilchen, aussenden. Photonen sind hervorragend geeignet, um Daten…
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts (MPL) und des Max-Planck-Zentrums für Physik und Medizin (MPZPM) in Erlangen präsentieren einen großen Fortschritt bei der Charakterisierung von Nanopartikeln. Sie nutzten eine spezielle Mikroskopie-Methode, die auf Interferometrie basiert, um die bestehenden Instrumente zu übertreffen. Eine mögliche Anwendung dieser Technik könnte die Identifizierung von Krankheiten sein. Nanopartikel sind überall. Sie befinden sich in unserem Körper in Form von Proteinaggregaten, Lipidbläschen oder Viren. Sie befinden sich in Form von Verunreinigungen in unserem Trinkwasser….
TUD-Ausgründungsprojekt PRUUVE startet… Durch den EXIST-Forschungstransfer PRUUVE (Phosphorescent Response Under UV Excitation) wollen drei Physiker der TU Dresden wiederverwendbare UV-Sensor-Folien und Etiketten zur Marktreife führen. Mit dieser Idee ist das Team aktuell auch für den futureSAX – den Sächsischen Gründerpreis 2022 nominiert. Bei zahlreichen Industrie-Anwendungen wird künstlich erzeugte UV-Strahlung eingesetzt: zum Beispiel zur Sterilisation von Luft, Wasser und Oberflächen oder auch für die schnelle Aushärtung beschichteter Oberflächen, Druckfarben, Lacke oder Klebstoffe. Die Qualitäts- und Erfolgskontrolle beim Einsatz der UV-Strahlung hat…
In den frühen Morgenstunden des 16. Mai 2022 wird ein kosmisches Schauspiel zu sehen sein: der Vollmond taucht vollständig in den Schatten der Erde ein, es findet eine totale Mondfinsternis statt. Leider geht der Mond mit Beginn der vollständigen Verfinsterung von Deutschland aus gesehen gerade unter und der Himmel ist bereits recht hell. Beobachter*innen werden daher nur eine partielle Finsternis tief über dem Südwesthorizont verfolgen können. Eine Mondfinsternis kann nur bei Vollmond eintreten, wenn der Mond genau gegenüber der Sonne…
Laserspektroskopische Messungen an Methyliden-Ionen im CSR unter Einsatz des Elektronenkühlers. Ein einsames, frei im kalten Raum schwebendes Molekül kühlt sich ab, indem es seine Rotation verlangsamt − es verliert spontan seine Rotationsenergie in Quantenübergängen, normalerweise nur alle paar Sekunden einmal. Dieser Prozess kann durch Stöße mit umgebenden Teilchen beschleunigt, verlangsamt oder sogar umgekehrt werden. In einem Experiment am ultrakalten Speicherring CSR haben Forscher des MPI für Kernphysik die Rate der Quantenübergänge durch Begegnungen zwischen Molekülen und Elektronen gemessen, indem sie…
Das ballongetragene 1m Sonnenteleskop SUNRISE III hat einen wichtigen Meilenstein erreicht: First Light am Startplatz in Schweden für das Teleskop und die verschiedenen Instrumente und der vom Leibniz-Instituts für Sonnenphysik (KIS) in Freiburg entwickelten neuen Bildstabilisierung. Im Juni wird das 1m-Sunrise-Teleskop vom Esrange Space Center, der Ballon- und Raketenbasis der Schwedischen Raumfahrtagentur (SSC) in Kiruna (Schweden), abheben und zum dritten Mal in der Stratosphäre in einer Höhe von etwa 35 Kilometern entlang des Polarkreises in Richtung Westen fliegen. Während des…
Weniger ist mehr: Enthalten Tabletten aus Papier das Schmerzmittel Indomethacin in hoher Konzentration, so kristallisiert der Wirkstoff stärker aus, als wenn wenig Indomethacin vorliegt; das hat eine Marburger Forschungsgruppe aus Physik und Pharmazie herausgefunden, indem sie Terahertz-Strahlen einsetzte, um den Grad der Kristallisation zu ermitteln. Die Art der Kristallisation beeinflusst, wie gut der Körper das Medikament aufnehmen kann. Die Forschungsgruppe berichtet im Wissenschaftsmagazin „Scientific Reports“ über ihre Ergebnisse. Auch das beste Medikament hilft nicht, wenn es nicht an seinem Zielort…
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