Aktualitäten 2025

ISTA-Forschende präsentieren neue Mikroskopie-Methode um das Gehirn von Säugetieren zu rekonstruieren Unser Gehirn ist ein komplexes Organ. Milliarden von Nervenzellen sind in einem komplizierten Netzwerk miteinander verbunden und verarbeiten ständig Signale, sodass wir Erinnerungen abrufen oder unseren Körper bewegen können.

Ultrasaubere luftleere Messumgebung enthüllt neue Eigenschaft von Graphen Graphen ist ein "Wundermaterial": extrem leitfähig und extrem fest, also sehr gut für elektrische und mechanische Anwendungen geeignet. Physiker*innen der Universität Wien um Jani Kotakoski schafften es mit einer weltweit einzigartigen Methode, Graphen erstmals drastisch dehnbarer zu machen - durch Wellung wie bei einem Akkordeon.

Mit einem technischen Trick wurde im Labor eine Lichtgeschwindigkeit von nur 2 m/s simuliert. Dadurch konnte man erstmals den relativistischen Terrell-Penrose-Effekt abbilden. Wenn sich ein Objekt extrem schnell bewegt, - in der Größenordnung der Lichtgeschwindigkeit - dann gelten gewisse Grundannahmen nicht mehr, die wir für selbstverständlich halten - das ist die zentrale Konsequenz von Albert Einsteins spezieller Relativitätstheorie.

Ein bizarres Quantenphänomen kommt häufiger vor als erwartet, zeigen ISTA-Physiker Ein überraschendes Quantenphänomen, das dem Streben des Universums nach immer mehr Chaos entgegensteht, ist vielleicht doch nicht so exotisch. Bislang ging man davon aus, dass Quanten-Vielteilchen-Narben nur unter bestimmten experimentellen Bedingungen existieren.

Quantenzustände lassen sich nur unter hochkontrollierten Bedingungen erzeugen und beobachten. Einem Innsbrucker Forschungsteam ist es nun gelungen, in einem supraleitenden Mikrowellen-Resonator sogenannte "heiße" Schrödinger-Katzen-Zustände zu erzeugen. Die in Science Advances veröffentlichte Arbeit zeigt, dass Quantenphänomene auch in weniger idealen, wärmeren Umgebungen beobachtet und genutzt werden können.

Die Erforschung von Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen ist von zentraler Bedeutung für unser Verständnis des Universums. Ein Team der Universitäten Innsbruck und Waterloo zeigt, wie ein neuartiger Quantencomputer eine Tür in die Welt der Teilchenphysik öffnet. Das Standardmodell der Teilchenphysik liefert die bisher beste Beschreibung der Kräfte und Teilchen, aus denen sich unsere Welt zusammensetzt.

Auf Basis selbst entwickelter Machine-Learning-Workflows konnten die Forschenden feststellen, dass die Wärmeleitung wesentlich vielschichtiger ist als bisher gedacht. Erkenntnisse bieten Potenzial für Entwicklung spezifischer Materialien. Komplexe Materialien wie organische Halbleiter oder die als MOFs bekannten mikroporösen Kristalle kommen bereits für zahlreiche Anwendungen wie OLED-Displays, Solarzellen, Gasspeicherung oder zur Wassergewinnung zum Einsatz.

Info-Tag am 28. Besuchen Sie uns im Studienzentrum! Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des [X-MAT]-Laboratoriums (Laboratory of Metallurgy In Extreme Environments) am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie der Montanuniversität Leoben hat einen bedeutenden Fortschritt bei der Entwicklung strahlungsresistenter Materialien für Kernfusionsreaktoren erzielt.

Eine Proof-of-Concept-Studie der MedUni Wien hat gezeigt, dass sich gedruckte Buchstaben auf übereinanderliegenden Papierblättern mithilfe hochauflösender Magnetresonanz-Mikroskopie (MRM) sichtbar machen lassen. Die aktuell in Nature Communications Engineering publizierten Ergebnisse könnten langfristig neue Perspektiven für die Kulturwissenschaft, aber auch für die Medizin eröffnen.

Quantencomputer sind noch immer Forschungsobjekt, kontextualisierte Physik-Nobelpreisträger Frank Wilczek Anfang des Jahres die weitverbreiteten Vorstöße in Richtung Marktreife. Um sie praxistauglich zu machen, werden auch Korrekturalgorithmen für die fehleranfälligen Quantenberechnungen notwendig sein.

An der TU Wien werden Methoden entwickelt, aus Biomasse wertvolle Stoffe zu gewinnen - dabei bieten Quantenkaskadenlaser hochinteressante neue Möglichkeiten. Viele Abfälle sind viel zu wertvoll, um einfach verbrannt zu werden. Wenn man sie auf genau kontrollierte Weise verwertet, kann man nicht nur Wärmeenergie gewinnen, sondern aus dem entstandenen Produktgas wertvolle Chemikalien erzeugen - von Wasserstoff über Methan bis Methanol.

Ein internationales Team mit Beteiligung der Forschungsgruppe um Tracy Northup von der Universität Innsbruck hat das erste Betriebssystem für Quantennetzwerke entwickelt: QNodeOS . Das in Nature veröffentlichte Protokoll ist ein wichtiger Schritt von theoretischen Konzepten für Quantennetzwerke zu ihrer praktischen Umsetzung, die die Zukunft des Internets verändern könnte.

Mit Infrarot-Spektroskopie kann man winzige Spuren unterschiedlicher Stoffe nachweisen. In einem neueröffneten Christian Doppler-Labor an der TU Wien entwickelt man diese Technik nun einen Schritt weiter. Selbst kleinste Verunreinigungen können große Auswirkungen haben - das gilt etwa in der Arzneimittelproduktion, oder auch bei der Suche nach Umweltschadstoffen.

Quantencomputer: ISTA-Physiker erreichen optisches Auslesen von supraleitenden Qubits Qubits - die grundlegenden Einheiten der Quanteninformation - treiben ganze Technologiesektoren an. Supraleitende Qubits könnten beim Bau eines großen Quantencomputers eine wichtige Rolle spielen, aber sie sind auf elektrische Signale angewiesen und lassen sich nur schwer skalieren.

Was passiert mit dem menschlichen Körper bei ausgedehnter Bettruhe oder Schwerelosigkeit? Die Europäische Weltraumagentur (ESA) erforscht in sogenannten ,,Bed Rest Studies", ob und welche Veränderungen auftreten, wenn der Körper sich für längere Zeit im Ruhezustand befindet. Diese Bed-Rest-Studien werden an unterschiedlichen Orten in ganz Europa durchgeführt und bieten Forscher*innen der verschiedensten Fachrichtungen Möglichkeiten, diese außergewöhnlichen Umstände an gesunden Proband*innen zu erforschen.

Ein neues Mikroskopie-Verfahren kann Moleküle identifizieren. Die Frage nach dem Auflösungsvermögen erwies sich aber als schwieriges Rätsel. An der TU Wien wurde es nun gelöst. Wenn man die Qualität eines Mikroskops beurteilt, ist die entscheidende Frage: Wie groß sind die kleinsten Strukturen, die man damit gerade noch sichtbar machen kann? Wie nah können zwei Objekte aneinanderrücken, bis sie nicht mehr als zwei getrennte Objekte zu sehen sind, sondern zu einem einzigen Bild-Blob verschwimmen? Bei gewöhnlichen Lichtmikroskopen lässt sich das mit relativ einfachen Formeln berechnen.

Quantenmaschine modelliert, wie ,,falsches Vakuum" in ,,tanzende" Blasen zerfällt Unser Universum könnte in einem so genannten falschen Vakuum gefangen sein, bis ein kosmischer Übergang zu einem stabileren echten Vakuum erfolgt. Physiker:innen der University of Leeds, des Forschungszentrums Jülich und des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) haben diesen Vakuumzerfall modelliert und gezeigt, wie sich die Blasen des echten Vakuums bilden und interagieren.

Durchbruch in der Materialforschung: Eine Legierung aus mehreren Metallen wurde auf Basis von Computersimulationen der TU Wien so optimiert, dass sie praktisch keine Wärmeausdehnung zeigt. Die meisten Metalle dehnen sich aus, wenn ihre Temperatur ansteigt. Der Eiffelturm etwa ist aufgrund seiner Wärmeausdehnung im Sommer um rund 10 bis 15 Zentimeter höher als im Winter.

Gibt es einen Widerspruch zwischen Quantentheorie und Thermodynamik? Oberflächlich betrachtet schon - aber an der TU Wien zeigte man nun, wie beides perfekt zusammenpasst. Es ist eines der wichtigsten Naturgesetze, die wir kennen: Der berühmte zweite Hauptsatz der Thermodynamik sagt, dass die Welt immer unordentlicher wird, wenn der Zufall regiert.

Eine Forschungskooperation zwischen der Uni Cambridge und Halbleiter-Physiker*innen der JKU hat einen Durchbruch im Bereich der Quanten-Netzwerke erzielt. Damit können Quanteninformationen länger zwischengespeichert werden - eine wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung von Quantennetzwerken für die Quantenkommunikation und Quantencomputer.