Physiker der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster haben in Modell-Simulationen nachgewiesen, dass die COVID-19-Infektionszahlen durch „Social Distancing“ deutlich sinken. Sie kombinierten dazu die “dynamische Dichtefunktionaltheorie” zur Beschreibung von wechselwirkenden Teilchen und das “SIR-Modell”, eine Theorie zur Beschreibung der Ausbreitung von Infektionskrankheiten. Infolge des weltweiten Ausbruchs der Krankheit COVID-19, verursacht durch das neue Coronavirus SARS-CoV-2, arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit mit Hochdruck an der Erforschung von Infektionskrankheiten. Dies betrifft nicht nur Virologen, sondern auch Physiker, die mathematische Modelle zur Beschreibung der Ausbreitung von…
Am 1. September 2020 ist an der Universität des Saarlandes das Projekt „QUANTAG“ gestartet. Sein Ziel ist es, einer breiten Öffentlichkeit das Thema Quantentechnologien näherzubringen. Das Projekt hat eine Laufzeit von eineinhalb Jahren und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 180.000 Euro gefördert. Begriffe wie Quantencomputer und Quantenkommunikation tauchen immer wieder in den Medien auf. Welche physikalischen und technischen Grundlagen dahinterstecken und inwieweit Quantentechnologien bereits heute unseren Alltag bestimmen, bleibt jedoch oft unklar. Daher wollen sechs…
Bildveröffentlichung der Europäischen südsternwarte (Garching) – Dieser ätherische Überrest eines längst toten Sterns, eingebettet im Bauch des Wals, hat eine verblüffende Ähnlichkeit mit einem durch den Raum schwebenden Schädel. Der unheimliche Totenkopfnebel, der mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO in verblüffender Detailgenauigkeit aufgenommen wurde, wird in diesem neuen Bild in wunderschönen blutroten Farben dargestellt. Dieser planetarische Nebel ist der erste, von dem bekannt ist, dass er mit einem Paar eng verbundener Sterne assoziiert ist, die von einem dritten…
Dichtefluktuationen in amorphem Silizium entdeckt Erstmals hat ein Team am HZB mit Röntgen- und Neutronenstreuung an BESSY II und BER II in amorphem Silizium mit einer Auflösung von 0.8 Nanometern atomare Substrukturen identifiziert. Solche a-Si:H-Dünnschichten werden bereits seit Jahrzehnten in Solarzellen, TFT-Displays und Detektoren eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich drei unterschiedliche Phasen innerhalb der amorphen Matrix bilden, die Qualität und Lebensdauer der Halbleiterschicht dramatisch beeinflussen. Die Arbeit wird auf dem Titel der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters hervorgehoben….
Neutronen machen Strukturveränderungen in molekularen Bürsten Sie sehen aus wie mikroskopisch kleine Flaschenbürsten: Polymere mit einem Rückgrat und Büscheln von Seitenarmen. Dieses molekulare Design verleiht ihnen ungewöhnliche Fähigkeiten: Sie können beispielsweise Wirkstoffe binden und bei einer Temperaturänderung wieder freisetzen. Mit Hilfe von Neutronenstrahlen ist es nun einem Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) gelungen, die Veränderungen der inneren Struktur, die sich dabei vollzieht, sichtbar zu machen. „Mit klassischen optischen Verfahren lässt sich die Struktur der nur nanometerkleinen Flaschenbürsten-Polymere nicht untersuchen:…
Eine gemeinsame Forschungsgruppe um Prof. Jens Eisert von der Freien Universität Berlin und des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat einen Weg aufgezeigt, um die quantenphysikalischen Eigenschaften komplexer Festkörpersysteme zu simulieren. Und zwar mithilfe von komplexen Festkörpersystemen, die experimentell untersucht werden können. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) veröffentlicht. „Das eigentliche Ziel ist ein robuster Quantencomputer, der auch bei Fehlern stabile Ergebnisse erzeugt und diese Fehler korrigiert“,…
Mit einer neuen Methode haben Physiker des Heidelberger Max-Planck-Instituts für Kernphysik die ultraschnelle Fragmentation von Wasserstoffmolekülen in intensiven Laserfeldern detailliert untersucht. Dabei nutzten sie die durch einen Laserpuls angestoßene Rotation des Moleküls als „innere Uhr“, um den zeitlichen Ablauf der in einem weiteren Laserpuls in zwei Schritten erfolgenden Reaktion zu vermessen. Eine solche „Rotationsuhr“ ist ein allgemeines Konzept, anwendbar auf mehrschrittige Fragmentationsprozesse in anderen Molekülen. [Physical Review Letters, 23.10.2020] Wie zerbricht ein Molekül in einem intensiven Laserfeld und welche Prozesse…
Die fliegende Sternwarte SOFIA (Stratosphären Observatorium Für Infrarot-Astronomie) hat erstmals den direkten eindeutigen Nachweis von Wassermolekülen auf dem Mond außerhalb des permanenten Schattens an den Mondpolen erbracht. Dem Infrarot-Observatorium der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) war es mit dem Instrument FORCAST gelungen, die Moleküle auf der Südhalbkugel des Mondes zu detektieren. Die Forschungsergebnisse wurden in Nature Astronomy veröffentlicht. Der wissenschaftliche Betrieb von SOFIA wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA-Institut (DSI) der Universität…
Turbulenzen sind ein allgegenwärtiges Phänomen – und eines der großen Rätsel der Physik. Einem Oldenburger Forscherteam ist es nun gelungen, im Windkanal des Zentrums für Windenergieforschung (ForWind) an der Universität Oldenburg realistische Sturmturbulenzen zu erzeugen. Die Zerstörung, die ein starker Sturm hinterlässt, scheint oft wahllos zu sein: Während bei einem Haus das Dach abgedeckt wird, sind auf dem benachbarten Grundstück womöglich keinerlei Schäden zu verzeichnen. Ursache für diese Unterschiede sind Windböen – physikalisch ausgedrückt: lokale Turbulenzen. Sie entstehen aus großräumigen…
Land Thüringen fördert neues System zur Raman-Spektroskopie an der Universität Jena Zu erfahren, was passiert, wenn Mikroorganismen untereinander oder mit höher entwickelten Lebewesen interagieren, kann für Menschen sehr wertvoll sein. Bakterien beispielsweise produzieren bei solchen Prozessen häufig Substanzen, die möglicherweise die Grundlage für neue Arzneiwirkstoffe oder Antibiotika liefern. Um solche Prozesse beobachten zu können, nutzen Forscherinnen und Forscher moderne Bildgebungsverfahren – wie die Raman-Spektroskopie. Diese Untersuchungsmethode erforschen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler seit Jahren an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, entwickeln sie weiter…
Den gängigen Theorien zufolge unmöglich: Junger Physiker der JGU entdeckt Hall-Effekt in einem Antiferromagneten Mitunter rufen Kombinationen verschiedener Dinge Effekte hervor, mit denen niemand rechnet: Etwa, wenn gänzlich neue Eigenschaften auftauchen, die die beiden kombinierten Teile nicht haben. Eine solche unerwartete Eigenschaft fand Dr. Libor Šmejkal von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). Er kombinierte antiferromagnetische Stoffe mit unmagnetischen Atomen – und stellte fest, dass entgegen der Lehrmeinung ein Hall-Strom auftritt, was einzeln weder bei antiferromagnetischen noch bei unmagnetischen Stoffen der…
Eine entscheidende Auflösungsgrenze in der Kryo-Elektronenmikroskopie ist geknackt. Holger Stark und sein Team am Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie haben zum ersten Mal einzelne Atome in einer Proteinstruktur beobachtet und die bisher schärfsten Bilder mit dieser Methode aufgenommen. Mit solch detaillierten Einblicken lässt sich besser verstehen, wie Proteine in der lebenden Zelle ihre Arbeit verrichten oder Krankheiten hervorrufen. Auch kann die Technik zukünftig eingesetzt werden, um Wirkstoffe für neue Medikamente zu entwickeln. Seit Ausbruch der COVID-19-Pandemie ermitteln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler…
ETH-Forschende haben eine neue Technik zur Ausführung empfindlicher Quantenoperationen mit Atomen demonstriert. Dabei wird das Kontroll-Laserlicht direkt in einem Chip transportiert. So sollte es möglich werden, grössere Quantencomputer zu bauen, die mit eingefangenen Atomen arbeiten. Es ist nicht einfach, mit einem Laserpointer während einer Präsentation einen bestimmten Punkt auf einer Leinwand zu treffen – schon das kleinste nervöse Zittern in der Hand wird auf dem weit entfernten Schirm zu einer riesigen Krakelei. Nun stelle man sich vor, man müsste das…
Eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Juan Soler vom MPIA hat ein komplexes Netzwerk aus Filamenten aus atomarem Wasserstoffgas gefunden, das die Milchstraße durchdringt. Durch die Anwendung von Techniken der maschinellen Bildverarbeitung auf Daten der THOR-Durchmusterung machten sie dieses Geflecht aus Gas sichtbar, das den bisher detailliertesten Blick auf die Verteilung von atomarem Wasserstoff in der inneren Milchstraße bietet. Durch statistische Methoden und Simulationen zeigten sie, dass die Struktur einen Abdruck historischer Prozesse bewahrt hat, die durch die…
Im weltweiten Wettlauf um die Messung der kürzesten Zeitspanne liegen jetzt Physikerinnen und Physiker der Goethe-Universität Frankfurt vorn. Zusammen mit Kollegen des Beschleunigerzentrums DESY in Hamburg und des Fritz-Haber-Instituts in Berlin haben sie erstmals einen Vorgang vermessen, der im Bereich von Zeptosekunden liegt: die Ausbreitung von Licht innerhalb eines Moleküls. Eine Zeptosekunde ist ein Billionstel einer Milliardstel Sekunde (10 hoch minus 21 Sekunden). Für die Vermessung der Geschwindigkeit, in der Moleküle schwingen, erhielt der ägyptische Chemiker Ahmed Zewail 1999 den…
Die Raumsonde BepiColombo, die sich auf dem Weg zum Merkur befindet, absolviert am 15. Oktober 2020 einen Vorbeiflug an der Venus – eines der Abbremsmanöver, damit die Sonde in die Umlaufbahn vor Merkur gebracht werden kann. Mit an Bord der Raumsonde sind Instrumente, die am Physikalischen Institut der Universität Bern konzipiert und gebaut wurden. Mit weiteren Instrumenten, an denen die Berner Forschenden beteiligt sind, werden nun auf dem Weg zum Merkur auch Daten zur Venus gewonnen. Am Samstag, 20. Oktober…
Rückmeldung
