Astronomen des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik haben Beweise dafür gefunden, dass kurz vor Einsetzen der Sternentstehung so gut wie alle schweren Moleküle in der zentralen Region einer prästellaren Wolke an Staubkörnern einfrieren. Die ALMA-Beobachtungen der molekularen Wolke L1544 im Sternbild Stier zeigten nicht nur eine Konzentration von Staubkörnchen zum Zentrum hin, sondern auch, dass stickstoffhaltige Moleküle sowie Kohlenstoff, Sauerstoff und alle weiteren Elemente schwerer als Helium in dicken Eishüllen um die Staubkörner gespeichert sind. Diese Eishüllen sind reich an Wasser…
Ein internationales Team von Astronomen und Astronominnen hat mit bodengestützten Teleskopen, darunter das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO), die Temperaturen in der Atmosphäre des Neptun über einen Zeitraum von 17 Jahren verfolgt. Sie fanden einen überraschenden Rückgang der globalen Temperaturen des Neptun, gefolgt von einer dramatischen Erwärmung an seinem Südpol. „Diese Veränderung war unerwartet“, sagt Michael Roman, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Leicester, Großbritannien, und Hauptautor der Studie, die heute in der Zeitschrift The Planetary Science…
Die Kollision supermassereicher schwarzer Löcher in den Zentren wechselwirkender Galaxien füllt das Universum mit niederfrequenten Gravitationswellen. Mit großen Radioteleskopen wurde bereits nach diesen Wellen gesucht, um die Auswirkungen dieser Raumzeitwellen auf die Pulsperioden von Pulsaren in der Milchstraße zu beobachten. Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Aditya Parthasarathy und Michael Kramer vom MPIfR Bonn hat gezeigt, dass auch hochfrequente Gammastrahlung für diese Suche genutzt werden kann. Gammastrahlen anstelle von Radiowellen ermöglichen einen klareren Blick auf die Pulsare und bietet eine…
Frische Lieferung aus Lyon: Der erste von drei Spektrographen für 4MOST, ein neues innovatives Instrument für Himmelsdurchmusterungen, das unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) gebaut wird, ist auf dem Campus des Instituts in Potsdam-Babelsberg angekommen. Nur eine Woche nach seiner Ankunft hat der niedrig auflösende Spektrograph nun ein erstes Spektrum nach dem Wiederzusammenbau aufgenommen. 4MOST, das 4-Meter-Multi-Object Spectroscopic Telescope für das VISTA-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) am Paranal in Chile, besteht aus drei Spektrographen, die gleichzeitig die…
Bündelung sächsischer Kompetenz in der Mikroelektronik wird fortgesetzt. Die wirtschaftlichen Folgen der aktuellen Lieferengpässe verdeutlichen die Bedeutung der Mikroelektronik. Um hier für die Zukunft gerüstet zu sein, ist, neben neuen Produktionsstätten in Europa, eine Technologiesouveränität in Forschung und Entwicklung erforderlich. Genau dieser Herausforderung stellt sich das Leistungszentrum »Funktionsintegration für die Mikro-/Nanoelektronik«. Es bündelt sächsische Kompetenzen und schafft dadurch ein breites Angebot für Technologien der Mikroelektronik und Mikromechanik. Dieses richtet sich an die großen Player der Mikroelektronikindustrie als auch dezidiert an…
Forschende am PSI haben zum ersten Mal beobachtet, wie sich winzige Magnete in einer speziellen Anordnung nur aufgrund von Temperaturänderungen ausrichten. Der Einblick in die Vorgänge innerhalb von sogenanntem künstlichem Spin-Eis könnte eine wichtige Rolle spielen bei der Entwicklung neuartiger Hochleistungsrechner. Die Ergebnisse wurden heute im Fachmagazin Nature Physics veröffentlicht. Gefriert Wasser zu Eis, ordnen sich die Wassermoleküle mit ihren Wasserstoff- und Sauerstoffatomen in einer komplexen Struktur an. Wasser und Eis sind unterschiedliche Phasen und die Umwandlung von Wasser zu…
Ein Schritt in Richtung organischer Hochleistungs-Thermoelektrika. Forschende der TU Dresden stellen einen neuen Weg zu leistungsstarken organischen thermoelektrischen Bauelementen vor: hocheffiziente Modulationsdotierung von hochgeordneten organischen Halbleitern bei hohen Dotierkonzentrationen. Die Ergebnisse wurden jetzt in der renommierten Fachzeitschrift “Science Advances” veröffentlicht. Handys mittels Körperwärme aufladen. Was noch wie Zukunftsmusik klingt, kann durch thermoelektrische Bauelemente bald zur Realität werden. Denn bei der Thermoelektrik geht es darum, Wärme in nutzbare Energie umzuwandeln. Dafür werden bisher meist anorganische Materialien verwendet, die für flexible Anwendungen…
Einzelphotonen nach Maß: Physiker der Universität Paderborn haben ein neuartiges Konzept zur Erzeugung einzelner Photonen – kleinen Lichtteilchen, aus denen elektromagnetische Strahlung besteht – mit maßgeschneiderten Eigenschaften entwickelt. Deren gezielte Manipulation gehört zu den wichtigsten Schlüsselelementen für photonische Quantentechnologien. Die Ergebnisse sind jetzt im Fachjournal Nature Communications erschienen. Wie Prof. Dr. Artur Zrenner, Leiter der Arbeitsgruppe „Optoelektronik und Spektroskopie an Nanostrukturen“ erklärt, stellen Wunschzustände nach Maß bislang eine Herausforderung dar: „Entsprechende Quellen basieren meist auf Lichtemission aus einzelnen Halbleiter-Quantenemittern, die…
In manchen Materialien nehmen Elektronen einen ungewöhnlichen Zustand ein, die sogenannte nematische Ordnung: Sie bewegen sich nicht gleichmäßig in alle Richtungen, sondern nehmen spontan eine Vorzugsorientieung ein. Dieses erst kürzlich entdeckte Verhalten haben Forschende mittlerweile in mehreren Supraleitern beschrieben, also in Materialien, die Strom verlustfrei leiten können. Bislang mangelt es jedoch an hochauflösenden Methoden, um solche nematischen Supraleiter erforschen zu können. Das möchte Prof. Dr. Anna Böhmer ändern. Die Experimentalphysikern an der Ruhr-Universität Bochum wurde vom Europäischen Forschungsrat ERC mit…
Anhand von Daten der VISTA-Durchmusterung des Magellanschen Wolkensystems (VMC) haben Forschende des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) in Zusammenarbeit mit dem VMC-Team die Existenz von langgestreckten Bahnen bestätigt, die das Rückgrat des Balkenbildungsprozesses bilden. Die Methode verwendete wiederholte bildgebende Beobachtungen, um eine Geschwindigkeitskarte der Sterne in der zentralen Region der Großen Magellanschen Wolke zu erstellen. Die Große Magellansche Wolke ist von der südlichen Hemisphäre aus mit bloßem Auge sichtbar, da sie die hellste und massereichste Satellitengalaxie der Milchstraße ist. Die…
Quantenpunkte könnten eines Tages die Basis-Informationseinheiten von Quantencomputern bilden. Forschende der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und der Technischen Universität München (TUM) haben das Herstellungsverfahren für diese winzigen Halbleiter-Strukturen entscheidend verbessert, zusammen mit Kollegen aus Kopenhagen und Basel. Die Quantenpunkte werden auf einem Wafer, einer dünnen Halbleiterkristallscheibe, erzeugt. Bisher war die Dichte der Strukturen darauf nur schwer zu kontrollieren. Nun können die Wissenschaftler gezielt bestimmte Anordnungen erzeugen – ein wichtiger Schritt in Richtung eines anwendbaren Bauteils, das eine Vielzahl von Quantenpunkten besitzen…
Wissenschaftler des Max-Born-Instituts in Berlin, der Universität Stockholm, der Universität Hamburg, des Helmholtz-Zentrums Berlin, der Ben-Gurion Universität des Negev in Beersheva und der Universität Uppsala haben nun erfolgreich einen neuartigen kombinierten experimentellen und theoretischen Ansatz verfolgt, um die elektronischen Ladungsverteilungen von Photosäuren entlang der vier Stadien der Photosäuren zu untersuchen, die einen direkten mikroskopischen Einblick in die elektronischen Strukturänderungen der protonenspendenden Amingruppe eines Aminopyren-Derivats in wässriger Lösung ermöglichen. Photosäuren sind Moleküle, die nach elektronischer Anregung ein Proton freisetzen und so…
Bindeglied zwischen KI und Quantencomputer entwickelt. Künstliche Intelligenz ist allgegenwärtig, etwa bei Anwendungen in der Sprachinterpretation, Bilderkennung, medizinischen Diagnose und vielem mehr. Zugleich hat sich gezeigt, dass die Quantentechnologie Rechenleistungen erbringen kann, die selbst den größten Supercomputer der Welt übersteigen. Physiker*innen der Universität Wien stellen mit dem so genannten „Quanten-Memristor“ ein neues Element vor, um diese beiden Welten miteinander zu verbinden. Das Experiment, das in Zusammenarbeit mit dem Nationalen Forschungsrat (CNR) und der Polytechnischen Universität Mailand in Italien durchgeführt wurde,…
Mit Hilfe eines einzigartigen neuen Datensatzes istMaosheng Xiang und Hans-Walter Rix (MPI für Astronomie) die bislang detaillierte Rekonstruktion der bewegten Teenager-Jahre unserer Heimatgalaxie gelungen: der Zeit zwischen etwa 13 und 8 Milliarden Jahren, als die Milchstraße ein reges Leben führte, mit anderen Galaxien verschmolz und viel Wasserstoff verbrauchte, um neue Sterne zu bilden – bevor für die folgenden 8 Milliarden Jahre ein ruhigeres Erwachsenenleben begann. Möglich wurde die Rekonstruktion, weil die Forscher das Alter zahlreicher Milchstraßen-Sterne präzise bestimmen konnten. Die…
Forschende der Universität Bonn haben ein Gas aus Lichtteilchen erzeugt, das sich extrem stark komprimieren lässt. Ihre Ergebnisse bestätigen die Vorhersagen zentraler Theorien der Quantenphysik. Sie könnten zudem die Richtung zu neuartigen Sensoren weisen, mit denen sich kleinste Kräfte messen lassen. Die Studie erscheint in der Fachzeitschrift Science. Wenn man den Auslass einer Luftpumpe mit dem Finger verschließt, kann man ihren Kolben dennoch nach unten drücken. Grund: Gase lassen sich ziemlich leicht komprimieren – im Gegensatz etwa zu Flüssigkeiten. Befände…
Halbleiterelektronik wird immer schneller – aber irgendwann erlaubt die Physik keine Steigerung mehr. Die kürzest mögliche Zeitskala optoelektronischer Phänomene wurde nun untersucht. Wie schnell kann Elektronik werden? Wenn Computerchips mit immer kürzeren Signalen und immer kleineren Zeitabständen arbeiten, stößt man irgendwann auf physikalische Grenzen: Die quantenmechanischen Prozesse, die in einem Halbleitermaterial die Entstehung von elektrischem Strom ermöglichen, brauchen ihre Zeit. Schneller ist Signalentstehung und Signalübertragung einfach nicht möglich. Diese Grenzen konnten TU Wien, TU Graz und das Max-Planck-Institut für Quantenoptik…
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