news 2017

40 Jahre alte Vorhersagen für fundamentalen Mechanismus der Astrophysik bestätigt Wenn die Suppe brodelt ist der physikalische Mechanismus der Konvektion dafür verantwortlich. Dieser spielt auch eine entscheidende Rolle im Leben der Sterne. Direkt beobachten konnte man ihn aber bisher nur auf der Sonne.

Bei der Beantwortung einer quantenphysikalischen Fragestellung durch den Algorithmus Melvin wurde Mathematik aus dem Bereich der Graph-Theorie entdeckt. ForscherInnen von der Österreichischer Akademie der Wissenschaften und Universität Wien fanden bei der Untersuchung von Melvins ungewöhnlichem Berechnungsweg, der außerhalb der menschlichen Intuition liegt, einen tieferen Zusammenhang zwischen der experimentellen Quantenphysik und dieser mathematischen Theorie.

Eine bemerkenswerte Entdeckung gelang an der TU Wien: In Materialien mit starker Wechselwirkung zwischen den Elektronen fand man sogenannte ,,Weyl-Fermionen". Genau wie Lichtteilchen haben sie keine Masse, bewegen sich aber trotzdem extrem langsam. Die Begeisterung war groß, als man 2015 die sogenannten ,,Weyl-Fermionen" erstmals messen konnte - exotische, masselose Teilchen, die der deutsche Mathematiker, Physiker und Philosoph Hermann Weyl fast 90 Jahre zuvor vorausgesagt hatte.

Japanische ForscherInnen haben gemeinsam mit dem JKU-Physiker Martin Kaltenbrunner (LIT) verbesserte organische Transistoren entwickelt.

Sexualisierte Darstellungen, vor allem die Betonung sekundärer Geschlechtsmerkmale, können die Art und Weise verändern, wie wir eine Person wahrnehmen. Ein internationales ForscherInnenteam um Giorgia Silani von der Fakultät für Psychologie der Universität Wien konnte durch Magnetresonanztomographie zeigen, dass empathische Gefühle und Gehirnreaktionen reduziert sind, wenn wir die Emotionen sexualisierter Frauen beobachten.

PhysikerInnen entwickeln Strategie um chemisch identische Makromoleküle zu trennen, die sich nur in ihrer Form unterscheiden Was ist der Unterschied zwischen einer langen Kette und einem Ring aus dem gleichen Material? Die molekulare Zusammensetzung ist identisch, jedoch besitzen beide Strukturen von einem mathematischen Standpunkt aus gesehen unterschiedliche Topologien - ringförmig und linear.

Einem internationalen Team von Forschern der Universitäten Wien, Duisburg-Essen und Tel Aviv ist es gelungen, ein Nano-Stäbchen kontrolliert in Rotation zu versetzen und somit als hochpräzisen Zeiger einer elektronischen Uhr zu verwenden. Mit Hilfe fokussierter Laserstrahlen kann das Team um Stefan Kuhn, James Millen und Markus Arndt von der Universität Wien ein Stäbchen mit einer Länge von etwa einem Tausendstel Millimeter in Vakuum einfangen, gegen die Schwerkraft zum Schweben bringen und gezielt in Rotation versetzen.

Eine scheinbar widersinnige Vorhersage in der Physik konnte nun experimentell nachgewiesen werden: Egal wie durchsichtig oder undurchsichtig ein Objekt ist - das Licht legt darin immer dieselbe Wegstrecke zurück. Licht auf dem Weg durch eine Flüssigkeit: Im Falle einer transparenten Flüssigkeit (links) sind Lichtpfade geradlinig.

JKU-PhysikerInnen haben eine neue Methode mit bisher unerreichter Ortsund Zeitauflösungzur Messung von Nanostrukturen vorgestellt. Die Miniaturisierung von Speichermedien erfordert es, immer kleinere magnetische Strukturen auf immer kürzeren Zeitskalen zu entwickeln. In einer internationalen Zusammenarbeit haben PhysikerInnen der JKU nun eine Messmethode mit bisher noch nicht erreichter Ortsund Zeitauflösung entwickelt, wie die ForscherInnen im Fachjournal "Review of Scientific Instruments" berichten.

Graz ist seit 60 Jahren ein Zentrum für Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) zur Nano-Strukturanalyse von Materialien. Das International SAXS Symposium von 26. 27.9. an der TU Graz zeigt die anhaltende Bedeutung dieser Technologie. Revolutionierte die Entwicklung des Röntgengerätes einst die Medizin, so markiert die Erfindung der Kratky-Kamera für Röntgenkleinwinkelstreuung SAXS vor 60 Jahren einen Meilenstein in den Materialwissenschaften.

An der TU Wien wird an extrem präzisen 3D-Druck-Technologien geforscht. Eine neue Methode erlaubt es nun, besser und effektiver nach passenden Materialien zu suchen. Wie baut man ein Modell des Stephansdoms in der Größe eines Staubkorns? Mit den modernen 3D-Druck-Techniken der TU Wien ist das heute kein großes Problem mehr.

Ein über 20 Jahre altes Rätsel der Atomphysik wurde an der TU Wien gelöst. Das Ergebnis soll nun auch helfen, die Wirksamkeit ionisierender Strahlung in der Krebstherapie besser zu verstehen. Wenn ein hochgeladenes Ion (Mitte) zwischen den Kohlenstoffatomen der Graphen-Schicht hindurchfliegt, kann es Energie abgeben, die dann auf mehrere Kohlenstoffatome verteilt wird.

In der Quantenphysik breiten sich unbeobachtete Teilchen wie ausgedehnte Wellen im Raum aus. Dieses Phänomen ist philosophisch spannend und von technologischer Relevanz: Ein Forschungsteam der Universität Wien um Markus Arndt konnte an einer Reihe von Vitaminen zeigen, dass die Kombination von experimenteller Quanteninterferometrie und Quantenchemie erlaubt, Informationen über die optischen und elektronischen Eigenschaften von Biomolekülen zu gewinnen - mittels eines "Quantenlineals".

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Das steht im Gegensatz zu klassischen Teilchen, die, wie eine Murmel, immer nur einem dieser Pfade folgen können. Die Wahrscheinlichkeit, dass das quantenmechanische Teilchen an einer Stelle auftrifft, folgt aus allen möglichen Kombinationen von Pfadpaaren, auch wenn die Welle eine größere Anzahl an Pfaden nutzt.

Normalerweise muss sich die Temperatur ändern, damit man einen Phasenübergang beobachten kann: Es wird kalt, und eine Flüssigkeit gefriert. Ein Metall wird heiß und verliert seine magnetischen Eigenschaften. Doch es gibt auch Phasenübergänge, bei denen sich die Temperatur nicht ändern kann, weil sie direkt am absoluten Temperatur-Nullpunkt stattfinden.

Ein PhysikerInnen-Team der Universität Wien und der Johannes Kepler Universität hat mit einer neuartigen Methode einen "Quanten-Eierkarton" hergestellt. Damit können Hunderttausende Fluxonen stabil und regelmäßig angeordnet werden - ein wegweisender Fortschritt für Schaltkreise auf Fluxonen-Basis. Die Ergebnisse erscheinen im neuen Journal "Physical Review Applied" der renommierten "American Physical Society".

Magnetische Quantenobjekte in Supraleitern, sogenannte "Fluxonen", eignen sich besonders für die Speicherung und Verarbeitung von Datenbits. Computerschaltkreise ließen sich damit mit wesentlich höherer Geschwindigkeit bei viel geringerer Wärmeentwicklung herstellen.

Auch das härteste Gestein hält nicht ewig. Regen und Temperaturschwankungen können alte Gebäude aus Stein im Lauf der Zeit schwer beschädigen, das Material wird rissig und beginnt zu bröckeln. Verantwortlich dafür ist eine Vielzahl von Effekten, die nun im EU-Projekt ,,Nano Cathedral" genau erforscht werden - einen wesentlichen Beitrag dazu leistet die TU Wien.

Konvektion und Corioliskraft führen zu komplizierten Strömungen im Erdinneren, die das Erdmagnetfeld verursachen. Das wäre ohne Nickel in dieser Form nicht möglich. Jeder von uns kann das Erdmagnetfeld ganz einfach mit einem Kompass nachweisen - doch wie es genau entsteht ist eine ausgesprochen komplizierte Frage.

Quantencomputer sind ein - einstweilen noch fernes - Ziel der Forschung. ForscherInnen der JKU haben nun einen Schritt in diese Richtung gesetzt. Eines der Probleme: Solche Computer weisen Strukturen auf, die oft nur ein Atom dünn sind. Dennoch müsste man auch in diesem Maßstab genaue Lokalisierungen vornehmen.