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Mit einem Quanten-Coprozessor in der Cloud stoßen Innsbrucker Physiker die Tür zur Simulation von bisher kaum lösbaren Fragestellungen in der Chemie, Materialforschung oder Hochenergiephysik weit auf. Die Forschungsgruppen um Rainer Blatt und Peter Zoller berichten in der Fachzeitschrift Nature, wie sie Phänomene der Teilchenphysik auf 20 Quantenbits simuliert haben und wie der Quantensimulator das Ergebnis erstmals selbständig überprüft hat.

Die größtmögliche Kontrolle über technische und elektronische Komponenten wäre, Bauteile Atom für Atom präzise herzustellen. Nun machte eine internationale Kollaboration unter der Leitung von Toma Susi der Universität Wien und Ju Li des MIT einen weiteren Schritt in diese Richtung. Das Team verbesserte eine ursprünglich in Wien entdeckte Methode, um Dotieratome mit einem stark fokussierten Elektronenstrahl neu anzuordnen.

Ein neuartiges Material, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen besteht, könnte zu neuen Designs für optische Quantencomputer führen. PhysikerInnen der Universität Wien und des Instituts für Photonische Wissenschaften in Barcelona haben gezeigt, dass maßgeschneiderte Graphen-Strukturen die Wechselwirkung einzelner Photonen untereinander ermöglichen.

Das menschliche Auge ist für Grün besonders empfindlich, für Blau und Rot hingegen weniger. Chemiker um Hubert Huppertz von der Universität Innsbruck haben nun einen neuen roten Leuchtstoff entwickelt, dessen Licht vom Auge gut wahrgenommen wird. Damit lässt sich die Lichtausbeute von weißen LEDs um rund ein Sechstel steigern, was die Energieeffizienz von Beleuchtungssystemen deutlich verbessern kann.

OECD Richtliniendokument für Umweltbewertung von Nanomaterialien entsteht unter österreichischer Leitung Für die Risikobewertung für Chemikalien in Nanoform sind neue Testmethoden und Richtlinien notwendig, da Nanomaterialien potenziell über andere Eigenschaften verfügen als dieselben Materialien in Nicht-Nanoform.

Internationales ForscherInnenteam untersucht den Gasverlust von Galaxien im Sternbild Virgo Galaxienhaufen stellen im Universum die größte Masseansammlung dar. Mit ihren 1.000- bis 10.000-fach größeren Massen als jene der Milchstraße ziehen diese auch heute noch Materie ihrer Umgebung an.

Einen Zementsack industriell zu befüllen, hat etwas von einem Boxenstopp in der Formel 1: Drei Sekunden dauert es in der Zementfabrik, bis ein 25 kg fassender Papiersack gefüllt ist. Zu lange, findet der Verpackungsund Papierhersteller Mondi und hat die TU Graz beauftragt, den Materialstrom zu untersuchen, der bei diesem Vorgang wirkt.

Mit einem programmierbaren Quantensimulator konnte ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung von Tiroler Physikern die Eigenschaften von verschiedenen Quantenphasenübergängen untersuchen. Aufgrund der Komplexität der Prozesse waren diese Dynamiken bisher experimentell nicht zugänglich. Die Forscher berichten darüber in der Fachzeitschrift Nature.

Wenn ein Teilchen vollständig von seiner Umgebung isoliert wird, beginnen die Gesetze der Quantenphysik eine wesentliche Rolle zu spielen. Eine wichtige Bedingung für die Beobachtung von Quanteneffekten ist es, die thermische Energie der Bewegung zu reduzieren, das heißt sie so nahe wie möglich an den absoluten Nullpunkt zu kühlen.

Faraday-Wellen auch in Wolke ultrakalter Atome nachweisbar Wasserwellen in einem Glas sind etwas ganz anderes als die Scherben, in die das Glas zerbricht. Aber in der Quantenphysik ultrakalter Atome ist beides verwandt, zeigt eine Studie mit Beteiligung der TU Wien und der Universität Wien. Wenn man ein Wassergefäß sanft schüttelt, werden an der Wasseroberfläche charakteristische Wellenmuster sichtbar - man bezeichnet sie als "Faraday-Wellen".

Mit Finite-Elemente-Software kann man heute in der Industrie zahllose physikalische Aufgabenstellungen lösen. Die TU Wien bietet in diesem Bereich etwas ganz Besonderes: Das Softwarepaket 'NGSolve' wird auf der Hannover Messe präsentiert. Egal ob man den Crashtest eines Autos simulieren oder das Strömungsverhalten von Gasen berechnen möchte ' für fast jedes produzierende Unternehmen sind große, effiziente Computersimulationen unverzichtbar.

Forscher entwickeln neue Messmethoden zur Beschreibung von Aerosolteilchen Luft besteht aus Gasmolekülen und winzigen Teilchen - sogenannten Aerosolen. Der Großteil dieser in der Luft getragenen Teilchen ist nur einige Nanometer groß und nicht sichtbar. Die Detektion und experimentelle Beschreibung dieser Nanoteilchen ist für das Verständnis von klimarelevanten Wolkeneigenschaften und der Bestimmung der Luftqualität von großer Bedeutung und daher ein wesentlicher Aspekt der Aerosolforschung.

Das Konzept des Lasers lässt sich umkehren: Aus der perfekten Lichtquelle wird dann der perfekte Licht-Absorber. An der TU Wien konnte man nun zeigen, wie die Konstruktion dieses Anti-Lasers auf praxistaugliche Weise gelingt. Der Laser ist die perfekte Lichtquelle: Man muss ihm lediglich Energie zuführen und er erzeugt Licht einer ganz bestimmten, exakt definierten Farbe.

Dem Schwarmverhalten von Lebewesen und Robotern sind Wissenschaftler der Universitäten Innsbruck und Konstanz mit künstlicher Intelligenz auf der Spur. Sie benutzen Methoden des maschinellen Lernens, um kollektive Bewegung zu modellieren, ohne dabei das Verhalten der Individuen von vornherein festzulegen.

An der TU Wien wurde ein physikalischer Effekt entdeckt, der elektrisch leitende Materialien mit extrem niedriger Wärmeleitfähigkeit ermöglicht. Damit kann man Abwärme in Strom umwandeln. Jeden Tag geht uns wertvolle Energie in Form von Abwärme verloren ' bei technischen Geräten zu Hause, aber auch bei großen Energieanlagen.

Bis heute gibt es keine exakte Rechenmethode, um supraleitende Materialien zu beschreiben. An der TU Wien gelang nun aber ein wichtiger Schritt in diese Richtung und damit auch besseres Verständnis warum gängige Materialien Supraleitung nur bei ca. -200 °C zeigen. Warum muss es immer so kalt sein? Man kennt heute eine ganze Reihe Materialien, die unter bestimmten Bedingungen elektrischen Strom völlig ohne Widerstand leiten ' dieses Phänomen bezeichnet man als Supraleitung.

ForscherInnen schaffen Kategorien zur besseren Eindämmung von Mikroplastik Die Ansammlung von Plastikmüll in der Natur ist ein globales Problem. Trotz der breiten Präsenz dieses Themas in Politik, Wissenschaft und Gesellschaft besteht kein Konsens darüber, wie Plastikmüll definiert und kategorisiert wird.

Forscher bestimmen die Leistungsfähigkeit mehrdimensionaler Bits Quantencomputer sind leistungsfähiger als klassische Computer, weil sie mit kohärenten "Quantenbits" arbeiten, statt mit klassischen Nullen und Einsen. Aber was, wenn die Naturgesetze anders wären als bisher gedacht - wären dann vielleicht noch leistungsfähigere "Science Fiction-Computer" denkbar?

ForscherInnen studieren die Bedeutung von Quantenbezugssystemen für die Symmetrien der Welt Eines der grundlegendsten Prinzipien der Physik besagt, dass ein auf einem Bahnsteig hüpfender Ball von einem Beobachter in einem vorbeifahrenden Zug und einem am Bahnsteig wartenden Beobachter mit denselben Gesetzen beschrieben wird - die Naturgesetze sind unabhängig von der Wahl eines Bezugssystems.

Über Supraleitung muss ganz neu nachgedacht werden. Experimente an der TU Wien beweisen, dass unbewegliche Ladungsträger, die als 'Klebstoff' wirken, die Supraleitung erst ermöglichen. Jedes gewöhnliche Kabel, jeder Draht, jeder elektronische Bauteil hat einen gewissen elektrischen Widerstand. Es gibt allerdings spezielle supraleitende Materialien mit der besonderen Fähigkeit, elektrischen Strom mit einem Widerstand von exakt null zu transportieren ' zumindest bei sehr niedrigen Temperaturen.