Weltraumteleskop James Webb enthüllt verborgene Details in jungen Sternensystemen. Planeten bildende Scheiben, Strudel aus Gas und Staub, die um junge Sterne wirbeln, sind Brutstätten, aus denen Planetensysteme wie unser Sonnensystem entstehen. Astronomen haben neue Details über Gasströme entdeckt, die diese Scheiben im Laufe der Zeit formen und gestalten. Die beobachtete verschachtelte Struktur dieser Ströme bestätigt einen seit Langem theoretisch angenommenen Mechanismus, der es dem Stern ermöglicht, durch das Abzapfen von Scheibenmaterial zu wachsen. Jede Sekunde werden im sichtbaren Universum mehr…
Astronominnen und Astronomen haben mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) einen Exoplaneten entdeckt, der den Barnards Stern umkreist – den unserer Sonne am nächsten gelegenen Einzelstern. Auf diesem neu entdeckten Exoplaneten, der mindestens die Hälfte der Masse der Venus hat, dauert ein Jahr etwas mehr als drei Erdentage. Die Beobachtungen des Teams deuten auch auf die Existenz von drei weiteren Exoplaneten-Kandidaten hin, die sich auf verschiedenen Bahnen um den Stern bewegen. Der nur sechs Lichtjahre entfernte…
Forschende aus Jena liefern Optik für Treibhausgas-Monitoring. Mit ihrer Weltraummission CO2M will sich die ESA der Frage widmen, wie viel CO₂ -Treibhausgas in der Erdatmosphäre genau von Menschenhand verursacht wird. Für die Spektrometer an Bord der Satelliten haben Forschende aus Jena die wohl wichtigste optische Baugruppe entwickelt und gefertigt: den Disperser. Er ermöglicht hochpräzise Messungen von Treibhausgasen und deren Konzentration. Die erste flugtaugliche Baugruppe wurde nun vollständig ausgeliefert. Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO₂) schädigen unser Klima. Um ihre negativen Auswirkungen zu…
Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) hat eine neuartige kosmographische Darstellungsmethode entwickelt und durch Analyse der Bewegungen von 56.000 Galaxien eine aktualisierte Karte des lokalen Universums erstellt. Die Arbeit enthüllt beeindruckende kosmische Strukturen und zeigt die großräumige Vernetzung von Galaxien-Superhaufen in unserem Universum. Im Universum ist die Gravitation die dominierende Kraft: Sie hält den Mond um die Erde, die Planeten auf ihren Umlaufbahnen um die Sonne und verbindet unsere Milchstraße mit ihrer Nachbarschaft, der sogenannten…
Astronominnen und Astronomen haben eine gigantische Infrarotkarte der Milchstraße mit mehr als 1,5 Milliarden Objekten veröffentlicht – die detaillierteste, die je erstellt wurde. Mit dem VISTA-Teleskop der Europäischen Südsternwarte beobachtete das Team über einen Zeitraum von mehr als 13 Jahren die zentralen Regionen unserer Galaxie. Mit 500 Terabyte Daten ist dies das größte Beobachtungsprojekt, das jemals mit einem ESO-Teleskop durchgeführt wurde. „Wir haben so viele Entdeckungen gemacht, dass wir die Sicht auf unsere Galaxie für immer verändert haben“, sagt Dante…
Den Augenblick der Erregung eines Moleküls einfangen. Forschende der Universität Regensburg haben in Zusammenarbeit mit IBM Research Europe – Zürich einen Weg gefunden, angeregte Zustände einzelner Moleküle zu messen und deren Energie zu bestimmen. Eine sehr grundlegende Eigenschaft von Atomen und Molekülen sind die Energien, bei denen Elektronen hinzugefügt oder aus ihnen entfernt werden können. Dies ist entscheidend für viele chemische Reaktionen, bei denen Elektronen ausgetauscht werden. Sie ist jedoch nicht nur von grundlegendem Interesse: Organische Verbindungen sind vielversprechende Kandidaten…
Spinwellen mit kurzen Wellenlängen machen magnonische Computerbauteile möglich. Eine neue Studie der Universität Wien, des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart und der Helmholtz-Zentren in Berlin und Dresden stellt einen wichtigen Schritt dar, Computerbauelemente weiter zu miniaturisieren und energieeffizienter zu machen. Die in der renommierten Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichte Arbeit eröffnet neue Möglichkeiten, reprogrammierbare magnetische Schaltungen zu schaffen, indem Spinwellen durch Wechselströme angeregt und bei Bedarf umgelenkt werden. Die zentralen Recheneinheiten (CPUs), die wir in unseren Laptops, Desktops oder sogar…
Forschende des Exzellenzclusters ct.qmat haben eine Methode entwickelt, um eine zentrale Theorie der Quantengravitation im Labor zu modellieren. Ihr Ziel: bislang unerklärbare Phänomene in der Quantenwelt zu entschlüsseln. Gravitation ist für die Physik längst kein Rätsel mehr – zumindest, wenn es um große Abstände geht: Dank der Wissenschaft können wir die Umlaufbahnen von Planeten berechnen, Gezeiten vorhersagen und Raketen präzise ins All schicken. An ihre Grenzen stößt die theoretische Beschreibung der Gravitation jedoch auf der Ebene der kleinsten Teilchen, der…
Ein Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Deutschland und des Brookhaven National Laboratory in den USA hat eine neue Methode zur Untersuchung von Unordnung in Supraleitern mithilfe von Terahertz-Lichtimpulsen demonstriert. Durch die Anpassung von Methoden aus der Kernspinresonanz an die Terahertz-Spektroskopie war das Team in der Lage, erstmals die Entwicklung der Unordnung in den Transporteigenschaften bis zur Supraleitungsübergangstemperatur zu verfolgen. Die Arbeit der Cavalleri-Gruppe wurde in Nature Physics veröffentlicht. Die Bedeutung von Unordnung in der…
Forschende der Technischen Universität Wien und der Universität Wien lüften nach jahrzehntelanger Suche das Geheimnis um die Oberflächenstruktur von Aluminiumoxid. Aluminiumoxid (Al2O3), auch bekannt als Korund, Saphir oder Rubin, wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt: als Isolator in elektronischen Bauteilen, als Trägermaterial für Katalysatoren oder als chemisch inerte Keramik, um nur einige Beispiele zu nennen. Um zu verstehen, wie chemische Reaktionen auf diesem Material ablaufen – etwa bei katalytischen Prozessen – muss die Anordnung der Oberflächenatome bekannt sein. Im…
HZDR-Team präsentiert neues Verfahren, um kosmische Verhältnisse zu simulieren. Im Inneren von Sternen und Planeten herrschen extreme Bedingungen. Mit ausgefeilten Methoden gelingt es, solche Materiezustände im Labor zu erzeugen – wenn auch nur für einen Wimpernschlag und in einem winzigen Volumen. Bisher braucht es dafür die energiestärksten Laser der Welt. Doch von diesen Giganten gibt es nur wenige, entsprechend rar sind die Möglichkeiten für Experimente. Einem Team unter Federführung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) ist es gemeinsam mit Kolleg*innen des European…
Wie „große Algebren“ Quantenphysik und Zahlentheorie verbinden könnten. Mehrere Bereiche der Mathematik haben in völliger Isolation voneinander ihre eigenen ‚unentzifferbaren‘ kodierten Sprachen entwickelt. In einer neuen Studie, die in PNAS veröffentlicht wurde, stellt Tamás Hausel, Professor für Mathematik am Institute of Science and Technology Austria (ISTA), „große Algebren“ vor, ein mathematisches ‚Wörterbuch‘ an der Schnittstelle zwischen Symmetrie, Algebra und Geometrie, das auch die entfernten Welten der Quantenphysik und der Zahlentheorie stärker verbinden könnte. Begriffsbestimmungen: Symmetrie und Kommutativität, von der Ästhetik…
… in bisher detailliertestem Video auf. Zum ersten Mal haben Astronominnen und Astronomen Bilder eines Sterns, der nicht die Sonne ist, in einer so hohen Auflösung aufgenommen, dass die Bewegung von brodelndem Gas auf seiner Oberfläche zu erkennen ist. Die Bilder des Sterns R Doradus wurden im Juli und August 2023 mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), einem Teleskop, zu dessen Besitzern die Europäische Südsternwarte (ESO) gehört, aufgenommen. Auf ihnen sind riesige, heiße Gasblasen zu sehen, die 75-mal so…
Forschenden am Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) in Heidelberg ist es gelungen in die Bewegung des Elektronenpaars im Wasserstoffmolekül gezielt einzugreifen. Die Emissionsrichtung eines durch Licht (ein Photon) herausgelösten Photoelektrons in Bezug auf das verbleibende gebundene Elektron im abgespalteten neutrale Wasserstoff-Atom lässt sich durch den zeitlichen Abstand zweier Laserblitze auf der Skala von einigen 100 Attosekunden (10⁻¹⁸ s) steuern. Die somit einstellbare Emissionsasymmetrie beruht auf der Quantenverschränkung zwischen dem gebundenen und dem davon räumlich getrennten emittierten Elektron. Gehen wir nach links…
Physiker aus Würzburg präsentieren eine nanometer-kleine Lichtantenne mit elektrisch modulierten Oberflächeneigenschaften – ein Durchbruch, der neue Wege für schnellere Computerchips eröffnen könnte. Heutige Computer stoßen bei der Geschwindigkeit an physikalische Grenzen. Halbleiterkomponenten arbeiten meist mit einer maximal nutzbaren Frequenz von einigen Gigahertz – das entspricht mehreren Milliarden Rechenoperationen pro Sekunde. Infolgedessen sind moderne Systeme auf mehrere Chips angewiesen, um die Rechenaufgaben aufzuteilen, weil sich die Geschwindigkeit der einzelnen Chips nicht weiter erhöhen lässt. Würde man jedoch Licht (Photonen) anstelle von…
Physiker der Universität Bonn und der Rheinland-Pfälzisch Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) haben ein eindimensionales Gas aus Licht erzeugt. Damit konnten sie erstmals theoretische Vorhersagen überprüfen, die für den Übergang in diesen exotischen Materiezustand gemacht wurden. Die Methode, die sie in ihrem Experiment nutzten, lässt sich für die Untersuchung von Quanteneffekten nutzen. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Nature Physics erschienen. Mal angenommen, Sie stehen an einem Swimmingpool und kommen auf die Idee, dort noch mehr Wasser einzufüllen. Sie schnappen sich…
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