Den Verdacht, dass es eine fünfte physikalische Kraft gibt, haben Forscher:innen schon länger. Dank des Teilchenbeschleunigers Fermilab in den USA gibt es nun neue Erkenntnisse, die diese These stützen. Gibt es eine fünfte physikalische Kraft? Aktuell sind der Wissenschaft vier physikalische Kräfte bekannt: Schwerkraft, elektromagnetische Kraft sowie schwache und starke Wechselwirkungen. Allerdings gibt es schon seit einiger Zeit die Vermutung, …

Das Äquivalenzprinzip ist ein wichtiges Grundprinzip aus der Physik. Beobachtet wurde es bereits von Galileo Galilei, ausformuliert wurde es von Isaac Newton, und Albert Einstein machte es schließlich zu einem Grundpfeiler seiner berühmten Allgemeinen Relativitätstheorie. Das Prinzip besagt, dass die Gravitation auf alle Objekte unabhängig von ihrer individuellen Zusammensetzung gleich wirkt. Physiker:innen ist es nun erneut gelungen, das Äquivalenzprinzip zu …

Sogenannte Axionen sind die vielversprechendsten Kandidaten für die Teilchen der dunklen Materie. Es handelt sich dabei um Teilchen mit geringer Masse, geringer Wechselwirkung mit anderen Teilchen und keinem Spin. Mittels eines neuartigen „Licht-durch-Wand“-Experiments am Deutschen Elektronenynchrotron (DESY) in Hamburg sollen diese Teilchen nun nachgewiesen werden. Dafür werden Axionen mittels starker Magnetfelder dazu animiert, sich in Photonen und wieder zurück zu …

Erstmals gelang es Physiker:innen, einen Quantenchip zu entwickeln, der eine eigene Quantenlichtquelle besitzt, also verschränkte Photonen ohne externe Laserquelle erzeugen. Als Lichtquelle fungiert ein Quantenpunkt-Laser aus Indiumphosphid mit speziellen Filtern aus ringförmigen Wellenleitern. Mit Hilfe dieser Filter wird Störrauschen blockiert und die Verschränkung ermöglicht. Mit dieser neuen Technologie könnten photonische Quantenprozessoren in Zukunft günstiger, kleiner und vielseitiger verwendbar werden. Laserquelle …

Während die Energiewende hin zu erneuerbaren Energien im vollen Gange ist, wird Fusionsenergie als das Mittel der Wahl gehandelt, wenn es darum geht, die Menschheit in mittelbarer Zukunft mit Energie zu versorgen. Eine der größten Herausforderungen bei künftigen Fusionsreaktoren ist indes der sichere Einschluss des mehr als 100 Millionen Grad heißen Plasmas. Solchen Temperaturen kann kein Material standhalten, weshalb das …

Das verfügbare Platzangebot ist ein limitierender Faktor für Weltraumteleskope. Denn die Observatorien müssen ins All transportiert werden, wofür sie in die Trägerrakete passen müssen. Das bedeutet, dass die Spiegelgröße für die Teleskope im All begrenzt ist oder die Limitierungen mit komplizierten und riskanten Klappkonstruktionen wie etwa beim 25 Quadratmeter großen Primärspiegel des James-Webb-Teleskops umgangen werden müssen. Eine neue Technologie könnte …

Die Kombination von Quantencomputern und Quanten-Kommunikation wird als wichtige Zukunftstechnologie betrachtet. Allerdings speichern und übertragen die meisten Quantencomputer ihre Informationen in Mikrowellen-Photonen. Will man die Quanteninformationen über größere Entfernungen übertragen, müssen sie aber in optischen Photonen gespeichert werden. Physiker:innen haben nun eine Art Quanten-Modem entwickelt, also einen Übersetzer für Quanteninformationen, der die Mikrowellen-Qubits in gut übertragbare optische Photonen umwandelt. Diese …

Supraleitende Materialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie Strom ohne Widerstand leiten, weshalb sie unter anderem in Teilchenbeschleunigern, Kernspintomografen und sogar Quantencomputern verwendet werden. Allerdings müssen sie aufwendig gekühlt werden, da die meisten Supraleiter den Widerstand erst bei sehr tiefen Temperaturen verlieren. Forscher:innen gelang es nun erstmals, ein Material zu finden, dass bereits bei Raumtemperatur und einem relativ geringen Druck …

Bis zu eine Million Mal schneller als die Transistoren in modernen Mikrochips – so schnell ist ein neuer Elektronenschalter, der auf Fullerene basiert, wie Forscher:innen in einem Experiment mit den Hohlkugeln aus Kohlenstoffatomen zeigen konnten. Dabei wird das Fulleren mit gezielten Laserimpulsen konfrontiert, die seinen elektrochemischen Zustand ändern. In Folge werden Elektronen entweder abgelenkt oder fliegen weiter. Solche Schalter könnten …

Wasser ist allgegenwärtig und an und für sich ein simples Molekül, das allerdings mit allerlei spannenden Eigenschaften daherkommt. Es existieren mehr als ein Dutzend verschiedene Eisformen, und auch im flüssigen Zustand weist Wasser interessante Eigenschaften wie die Dichteanomalie oder Eigendissoziation auf. Nun kommt noch mehr hinzu: Forscher:innen haben entdeckt, dass Wasser unter beengten Bedingungen bisher unbekannte Phasenzustände annehmen kann. Einlagige …