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Wie sich aus einem Haufen scheinbar ungeordneter Zellen ein robuster Embryo entwickelt Eine einzelne Eizelle wird befruchtet - sie startet sich kontinuierlich zu teilen. Der junge Embryo baut sich langsam zusammen. Aus dem anfänglich chaotischen Zellhaufen entstehen allmählich hoch organisierte Strukturen.

Ein internationales Forschungsteam gelingt ein Durchbruch bei atomar dünnen antiferromagnetischen Tunnelverbindungen. Dies zeigt das große Potenzial von antiferromagnetischen Materialien für die Speichertechnologie. Spintronik (Spin-Elektronik) beschäftigt sich mit der Nutzung des Elektronenspins in elektronischen Geräten.

Post-Quantum-Sicherheitsalgorithmen in Hardware zu integrieren, galt bislang als Herausforderung. Ein Forschungsteam der TU Graz hat dafür eine einheitliche Hardware mit zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen entwickelt. Noch sind sie nicht Realität, aber in nicht allzu ferner Zukunft werden ausgereifte, leistungsstarke Quanten computer zur Verfügung stehen.

Spinwellen mit kurzen Wellenlängen machen magnonische Computerbauteile möglich Eine neue Studie der Universität Wien, des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart und der Helmholtz-Zentren in Berlin und Dresden stellt einen wichtigen Schritt dar, Computerbauelemente weiter zu miniaturisieren und energieeffizienter zu machen.

An der TU Wien ist es gelungen, Ionenpulse mit einer Dauer von deutlich unter 500 Pikosekunden zu erzeugen, mit denen man etwa chemische Prozesse auf Materialoberflächen beobachten kann. Wenn man etwas sehr Schnelles fotografieren will, braucht man eine Kamera mit sehr kurzer Belichtungszeit. Dasselbe Prinzip gilt Überall in der Physik: So verwendet man etwa extrem kurze Laserpulse, um die Prozesse sichtbar zu machen, die innerhalb von Atomen ablaufen.

Wie ,,große Algebren" Quantenphysik und Zahlentheorie verbinden könnten Mehrere Bereiche der Mathematik haben in völliger Isolation voneinander ihre eigenen ,unentzifferbaren' kodierten Sprachen entwickelt. In einer neuen Studie, die in PNAS veröffentlicht wurde, stellt Tamás Hausel, Professor für Mathematik am Institute of Science and Technology Austria (ISTA), ,,große Algebren" vor, ein mathematisches ,Wörterbuch' an der Schnittstelle zwischen Symmetrie, Algebra und Geometrie, das auch die entfernten Welten der Quantenphysik und der Zahlentheorie stärker verbinden könnte.

Atomuhren gibt es schon seit Jahrzehnten - nun aber gelang der entscheidende Schritt zu noch höherer Präzision: Die TU Wien präsentiert zusammen mit internationalen Partnern die erste Atomkern-Uhr. Jahrzehnte lang arbeitete man auf diesen Erfolg hin, nun geht plötzlich alles ganz schnell: Erst im April hatte ein Team rund um Prof. Thorsten Schumm von der TU Wien einen großen Erfolg verkündet.

ISTA-Forscher:innen entdecken, wie sich ,sterbliche Fäden' selbstorganisieren ,Sterben für die Ausrichtung' ist das Motto eines bisher unbekannten Mechanismus der Selbstorganisation aktiver Materie, der für die bakterielle Zellteilung wesentlich ist. Falsch ausgerichtete Fäden ,sterben' spontan, damit sich im Zentrum der sich teilenden Bakterienzelle eine klar organisierte Ringstruktur bildet.

Wie sich Mikroplastik-Partikel im Ozean ausbreiten, hängt von mikroskopischen Details ab. An der TU Wien gelang es nun, das Verhalten dieser Partikel genau zu charakterisieren. Mikroplastik ist ein weltweites Problem: Es gelangt in Flüsse und Meere, es reichert sich in Lebewesen an und stört ganze Ökosysteme.

Ein Forschungsteam unter Leitung der MedUni Wien hat im Rahmen einer Studie gezeigt, dass rein optische Messungen der Viskosität des Blutplasmas Aufschluss über den Schweregrad und Verlauf von COVID-19 geben können. Dass die sogenannte Brillouin-Lichtstreuungspektroskopie kleinste Plasmamengen in weniger als einer Sekunde analysieren kann, macht sie zu einer vielversprechenden Methode für die Überwachung schwer erkrankter Patient:innen.

Ein Forscherteam des Lehrstuhls für Physik der Montanuniversität Leoben hat in Zusammenarbeit mit internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern bahnbrechende Ergebnisse zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Halbleitern erzielt. Diese bedeutenden Erkenntnisse wurden in den renommierten Fachzeitschriften Nature Communications und ACS Nano Letters veröffentlicht.

Raubtier-Beute-Analogie: Neue Wechselwirkung zwischen Teilchen ermöglicht Mithilfe zweier optisch gefangener Nanokügelchen aus Glas beobachteten Forscher*innen eine neuartige, kollektive Nicht-Hermitesche und nichtlineare Dynamik, die durch nichtreziproke Wechselwirkungen getrieben wird. Dieser Beitrag erweitert die traditionelle optische Levitation mit Matrizen von optischen Pinzetten durch die Einbeziehung der sogenannten nicht-konservativen Wechselwirkungen.

Ein internationales Forschungsteam mit PLUS-Beteiligung hat mit Hilfe der Röntgen-Nanotomographie entdeckt, wie winzige, selbstorganisierte Strukturen zusammenarbeiten. Diese Nanoimaging-Technik könnte helfen, Materialien für Lichtund Elektronikanwendungen herzustellen, die über lange Distanzen gleichmäßig und verbessert strukturiert sind.

Gemeinsam haben die Universität Innsbruck und das Spin-off AQT erstmals in Österreich einen Quantencomputer in eine High-Performance-Computing (HPC)-Umgebung eingebunden. Dieses Hybrid aus Supercomputer und Quantenrechner ermöglicht die Lösung von komplexen Aufgaben in Chemie, Materialwissenschaften oder Optimierung und wird bereits von Anwendern in Forschung und Industrie erprobt.

Für die Frage nach außerirdischem Leben spielen mögliche Wasservorkommen im Weltall eine zentrale Rolle. Neue Daten der Universität Innsbruck helfen dabei, die Spuren von Wasser in astronomischen Beobachtungsdaten zu finden. Eine Forschungsgruppe um Christina M. Tonauer und Thomas Lörting hat Nahinfrarot-Spektren verschiedener Eisformen veröffentlicht.

Eine völlig neue Methode, störende Vibrationen zu dämpfen, patentierte die TU Wien. Für Präzisionsgeräte wie astronomische Hochleistungsteleskope ist das ein wichtiger Schritt. Wenn alles wackelt, ist Präzision meist unmöglich - das weiß man, wenn man mit zittrigen Händen ein Foto aufnehmen, oder bei einer rumpeligen Busfahrt handschriftliche Notizen machen möchte.

Das nächste Weltraumteleskop für Ultraviolett-Astronomie der NASA trägt die Handschrift einer Astrophysikerin des Institute of Science and Technology Austria (ISTA). Assistenzprofessorin Ylva Götberg wird als Teil einer großen internationalen Arbeitsgruppe untersuchen, wie sich Galaxien und Sterne entwickeln, und einen gemeinschaftlichen Datensatz für den gesamten Himmel erstellen.

Einen sehr exotischen Materiezustand konnte ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der TU Wien herstellen. Er beruht auf Atomen, deren Durchmesser hundertfach größer ist als sonst. Ein Kristall ist eine Anordnung von Atomen, die sich in bestimmten räumlichen Abständen wiederholt: An jeder Stelle sieht der Kristall genau gleich aus.

Ist die Natur wirklich so seltsam, wie die Quantentheorie sagt - oder gibt es doch anschaulichere Erklärungen? Neutronen-Messungen der TU Wien beweisen: Ohne Quantentheorie geht es nicht. Kann sich ein Teilchen an zwei unterschiedlichen Orten gleichzeitig aufhalten? In der Quantenphysik ist das kein Problem: Sie erlaubt, dass sich Objekte in verschiedenen Zuständen gleichzeitig befinden - oder präziser gesagt: In einem Überlagerungszustand, der sich aus unterschiedlichen beobachtbaren Zuständen zusammensetzt.

Wissenschafter*innen von drei Grazer Universitäten haben sich zu einer multidisziplinären Gruppe zusammengeschlossen, um einen neuen Ansatz für die umfassende Charakterisierung von Mikround Nanopartikeln zu entwickeln. Dieser eröffnet neue Perspektiven auf einzelne Partikel und erlaubt detaillierte Einblicke.