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 …

Wer die Zeit ganz genau messen will, der greift derzeit zu optischen Atomuhren auf Basis von Strontium- oder Ytterbium-Atomen zurück. Taktgeber in diesen Uhren sind Quantensprünge von Elektronen in den Atomhüllen. Allerdings gäbe es auch noch genauere Uhren: Sogenannte Atomkernuhren. Diese sind bisher allerdings nicht wirklich umsetzbar. Dank eines neuen Ansatzes könnte sich das nun ändern. Atomkernuhren: Aktuell sehr aufwendig …

Der Nobelpreis für Physik ging dieses Jahr an den US-Amerikaner John Hopfield und den britisch-kanadischen Forscher Geoffrey Hinton. Ausgezeichnet wurden die beiden Forscher für ihre grundlegenden Beiträge und Erfindungen im Bereich maschinelles Lernen. Zwei Forscher legen einen Grundstein für KI Während es sich bei John Hopfield um einen Physiker und Molekularbiologen handelt, ist Geoffrey Hinton Informatiker und Kognitionspsychologe. Hinton hat …

Photonische Kristalle finden sich etwa in Schmetterlingsflügeln oder Mikro-Lasern. Es handelt sich dabei um Kristallgitter, deren Nanostruktur das Licht auf eine bestimmte Art und Weise brechen kann. Physiker:innen gelang es nun, erstmals einen photonischen Kristall mit einer Diamantstruktur aus DNA herzustellen. Ein derartiger Kristall ist in der Lage, das sichtbare Licht auf eine Art und Weise zu manipulieren, zu brechen …

Die Beschleunigung von Protonen unter Einsatz von Laserplasma verspricht kompaktere und energieeffizientere Anlagern als die derzeitig vorrangig verwendete Radiowellen-Beschleunigung. Die Technologie steckt derzeit allerdings noch in den Kinderschuhen. Forscher:innen des Helmoltz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) ist nun ein signifikanter Fortschritt gelungen, in dessen Rahmen sie den bisherigen Rekord für die Protonenbeschleunigung mittels Laserplasma deutlich übertreffen konnten. Die dahinter stehende Technologie könnte interessante …

Physiker:innen ist es gelungen, in einem Teilchenbeschleuniger in den USA das wahrscheinlich stärkste Magnetfeld des Universums zu erzeugen. Dabei wurde eine Feldstärke von einer Trillion Gauß erreicht. Diese konnte aber nur wenige Sekundenbruchteile aufrecht erhalten werden. Das Magnetfeld entstand bei der seitlich gegeneinander versetzten Kollision von Schwerionen und der daraus resultierenden Erzeugung eines Quark-Gluon-Plasmas. Die Kräfte, die dabei auftraten, geben …

Halbleiter spielen eine wesentliche Rolle in moderner Elektronik. Materialien wie Silizium, Germanium oder Perowskite zeichnen sich durch eine Bandlücke aus. Durch diese werden Elektronen oder positive „Löcher“ im Kristallgitter erst dann Mobil, wenn Energie zugeführt werden, sodass die Halbleiter auch nur bei Energiezufuhr Strohm leiten. Chemiker:innen gelang es nun, den schnellsten und effizientesten Halbleiter der Welt zu konstruieren, der neue …

Forscher:innen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg ist es gelungen, einen Teilchenbeschleuniger zu bauen, der etwa so groß wie eine 1-Cent-Münze ist. Dieser ist damit etwa 54 Millionen Mal kleiner als der Large Hadron Collider am CERN in der Schweiz. Erste Demonstration eines nanophotonischen Elektronenbeschleunigers Im Large Hadron Collider (LHC) am CERN sind 9000 Magneten sowie Röhren von knapp 27 Kilometern Länge verbaut. …