Dunkle Excitonen zählen zu jenen flüchtigen Quasiteilchen, die in vielen physikalischen Modellen eine wichtige Rolle spielen, in der Praxis jedoch kaum greifbar sind. Sie entstehen in Halbleitern, wenn sich ein Elektron und ein positiv wirkendes „Loch“ zu einem kurzlebigen Paar verbinden. Während helle Excitonen durch die Abgabe von Licht leicht beobachtbar sind, verweigern dunkle Excitonen diesen optischen Fingerabdruck fast vollständig. …

Nachts geraten viele etablierte Formen der Energiegewinnung ins Hintertreffen, weil Sonnenlicht fehlt und Windverhältnisse schwanken. Gleichzeitig entsteht jedoch ein natürliches Temperaturgefälle, das bisher kaum technisch genutzt wurde. Während die Erdoberfläche gespeicherte Wärme abstrahlt, verharrt der Weltraum als nahezu idealer Kältespeicher. Dieses Gefälle existiert permanent und bildet die Grundlage für ein neues technisches Konzept, das erstmals in praktischen Versuchen erprobt wurde. …

Ein Birkenblatt und eine Erdnuss: zwei unscheinbare Naturprodukte, die nun eine Rolle in der modernen Photonik spielen. Forscher:innen der Umeå University in Schweden und Kolleg:innen in China haben gezeigt, dass sich aus diesen Biomaterialien ein funktionierender Laser herstellen lässt. Der sogenannte Zufallslaser nutzt natürliche Strukturen, um Licht zu streuen und zu verstärken – ganz ohne aufwendige oder giftige Hightech-Materialien. Wie …

Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Art von Nanogenerator entwickelt, der mechanische Energie mithilfe von Wasser und Silizium in elektrischen Strom umwandeln kann. Im Zentrum steht ein Intrusion–Extrusion Triboelectric Nanogenerator (IE-TENG): Wasser wird unter Druck in nanoporöses Silizium hineingedrückt und wieder herausgepresst, wodurch an der Grenzfläche zwischen Wasser und Silizium eine Ladungstrennung stattfindet und schließlich elektrische Energie entsteht. Stromerzeugung dank …

Es ist ein wissenschaftlicher Meilenstein, der künftige Quantentechnologien auf völlig neues Terrain führen könnte: Einem internationalen Forschungsteam ist es gelungen, erstmals ein Qubit aus Antimaterie zu erzeugen. Konkret handelt es sich um ein Antiproton, das sich in einem quantenmechanischen Überlagerungszustand befindet – also gleichzeitig in zwei verschiedenen Energiezuständen existiert. Damit wird ein physikalisches Konzept Realität, das bisher nur theoretisch diskutiert …

In einem bedeutenden Fortschritt für die Teilchenphysik ist es Forschenden am CERN gelungen, ein lange gesuchtes Phänomen mit hoher statistischer Sicherheit nachzuweisen: die gleichzeitige Erzeugung eines Higgs-Bosons mit einem Paar sogenannter Top-Quarks. Die Beobachtung dieser seltenen Reaktion liefert eine direkte Bestätigung für eine zentrale Wechselwirkung im Standardmodell der Teilchenphysik – und eröffnet neue Möglichkeiten, die Eigenschaften des Higgs-Bosons und potenzielle …

Diesen Monat präsentierten Forscher:innen der Technischen Universität Wien gemeinsam mit der Harvard University eine Lasertechnologie, die nicht nur extrem kompakt ist, sondern auch eine stufenlose Einstellung der Lichtfarbe direkt auf einem Chip ermöglicht. Dieser Durchbruch könnte viele bestehende Systeme vereinfachen und völlig neue Einsatzgebiete für Lasertechnologie erschließen. Lichtfarbe auf Knopfdruck – ganz ohne bewegliche Teile Im Zentrum der Innovation steht …

Die Fotosynthese ist der Basisvorgang irdischen Lebens. Dank ihr wachsen Pflanzen, gedeiht organisches Material und wird Sauerstoff freigesetzt. Es handelt sich bei ihr um einen komplexen Prozess, der die Energie des Sonnenlichts in energiereiche chemische Moleküle umwandelt. Forscher:innen fanden nun heraus, dass Pflanzen bei der Fotosynthese auch den quantenphysikalischen Effekt der Überlagerung nutzen. Dieser ermöglicht, dass die Energie der Sonne …

Quantencomputer werden als die Zukunft der Informationstechnologie gehandelt. Allerdings sind sie extrem fehleranfällig – bereits kleine Störungen bringen die quantenphysikalische Überlagerung und Verschränkung der Qubits aus dem Gleichgewicht bringen, was zum Kollaps führt. Um die Quantencomputer stabiler zu machen, werden die supraleitenden Qubits auf Temperaturen bis knapp über dem digitalen Nullpunkt gebracht. Physiker:innen gelang es nun, einen neuartigen Quantenkühlschrank zu …

Unser Verständnis des Universum hat sich in den vergangenen Jahrzehnten drastisch weiterentwickelt. Das ändert allerdings nichts an der Tatsache, dass es weiterhin noch viele Fragezeichen gibt. Physiker:innen haben diverse Theorien entwickelt, um diese Lücken zu schließen. Neil Turok, seines Zeichens Higgs Chair of Theoretical Physics an der University of Edinburgh, hat eine spannende neue Theorie aufgeworfen, die zahlreiche Lücken in …