news 2015

Einem internationalen Team, bestehend aus ForscherInnen der Universität Wien, der Tel Aviv University und der Universität Duisburg-Essen, ist es erstmals gelungen, Nanostäbchen zu präparieren, mittels Laserlicht ins Vakuum zu heben, ihre Bewegung mit hoher Zeitauflösung zu verfolgen, zu beeinflussen und zu verstehen.

WissenschafterInnen aus Deutschland haben gemeinsam mit einem internationalen Team, unter ihnen Christos Likos, Physiker an der Universität Wien, ein Modellsystem entwickelt, um Zusammenhänge zwischen der atomaren Struktur von Kolloiden und ihren Materialeigenschaften besser zu verstehen. Kolloide sind nanooder mikrometergroße, fein verteilte Teilchen oder Tröpfchen.

Ein Team von PhysikerInnen der Universität Wien und der ÖAW um Philip Walther und Caslav Brukner demonstrieren ein neues Quantenrechenschema. Ihre Ideen könnten die Grundlage für eine neue Art des Quantenrechnens mit dem Potenzial für noch schnellere Quantencomputer bilden. Seit ihrer frühen Entwicklung hat die Quantenmechanik unserer natürlichen Denkweise getrotzt und PhysikerInnen dazu gezwungen, mit sonderbaren Ideen zurechtzukommen.

Ein Team von PhysikerInnen der Universität Wien und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften um Philip Walther und Caslav Brukner demonstrieren ein neues Quantenrechenschema, bei dem verschiedene Reihenfolgen von Rechenoperationen gleichzeitig prozessiert werden. Die WissenschafterInnen nutzten diesen Effekt, um eine Aufgabe effizienter als mit einem Standard-Quantencomputer zu lösen.

Woraus besteht das Universum? Wie ist es entstanden und wie geht es weiter? Bei der weltgrößten Teilchenphysik-Konferenz, die dieses Jahr in Wien stattfindet, werden ganz grundlegende Fragen gestellt. Der Jubel war groß: Nach jahrzehntelanger Arbeit konnte im Jahr 2012 am CERN in Genf die Entdeckung eines neuen Teilchens verkündet werden.

Physiker am Atominstitut der TU Wien bestätigen eine Unschärferelation beim Informationsaustausch zwischen zwei Quantenmessungen. Information Heisenbergs Unschärferelation ist eine der fundamentalsten Aussagen der Quantenphysik. Sie sagt, dass bestimmte Eigenschaften von Quantenteilchen, etwa Ort und Impuls, nicht gleichzeitig mit beliebiger Genauigkeit bestimmt werden können.

An der TU Wien wurden Quanteneffekte untersucht, die bei der Photosynthese wichtig sind. Wie sich zeigt, spielen molekulare Vibrationen eine zentrale Rolle. Die Natur ist nicht dumm. Mit beeindruckender Effizienz können Pflanzen oder Bakterien das Licht der Sonne für die Photosynthese nutzbar machen.

Reibung und Verschleiß spielen praktisch in jedem Industriebereich eine wichtige Rolle. AC²T und TU Wien konnten nun wichtige Gesetze der Reibung auf atomarer Ebene erklären. Wenn man einen Schlitten über den Asphalt zieht, dann macht er hässliche Geräusche und wird von der Reibkraft gebremst. Wenn sich dann noch dazu jemand auf den Schlitten setzt, wird die Reibung noch viel größer und man wird ihn kaum noch ziehen können.

Ein Trick aus der Quantentheorie macht es möglich, Quantenzustände aus tausenden Atomen zu beschreiben - mit herkömmlichen Methoden würde aller Speicherplatz der Welt dafür nicht ausreichen. Lange Zeit wurden quantenphysikalische Experimente bloß mit einer kleinen Anzahl von Teilchen durchgeführt. Schon das Verhalten einzelner Atome oder Moleküle ist oft schwer zu beschreiben.

Nanostrukturen, in die Oberfläche geätzt: Eine neue Bearbeitungstechnik der TU Wien verbessert die elektrischen Eigenschaften von Glaskeramik-Leiterplatten. Man nimmt entspannt den Fuß vom Gaspedal, ein Radar-Sensor erkennt den Abstand zu den anderen Autos und passt die Geschwindigkeit intelligent an.

Der Quantenphysiker Dr. Tim Langen wurde für seine Dissertation am Wiener Atominstitut mit einem QEOD Thesis Prize der Europäischen Physikalischen Gesellschaft sowie einem Springer Theses Award ausgezeichnet. Dr. Tim Langen wurde für seine Forschungen zur Vielteilchenphysik ultrakalter Quantengase gleich zweimal geehrt.

Linus Paulings Traum wird wahr: Chemiker um Thomas Lörting haben erstmals die vom zweifachen Nobelpreisträger theoretisch bestimmte Nullpunktsentropie von Eiskristallen im Labor experimentell gemessen. Die Wissenschaftler der Universität Innsbruck und der TU Dortmund berichten darüber in der Fachzeitschrift Nature.

Alles wackelt und vibriert: Fluktuationen unterschiedlicher Art sind entscheidend für die Eigenschaften von Festkörpern. Eine neue Methode erleichtert es nun, diese Fluktuationen theoretisch zu identifizieren. Genau wie physikalische Daten können auch Bilder ein Rauschen enthalten. Wenn es gelingt, dieses Rauschen in sinnvolle und weniger sinnvolle Daten aufzuteilen, dann sieht man klarer.

Drei neue Großgeräte zur Materialcharakterisierung werden an der TU Wien eingeweiht. Sie dienen der interdisziplinären Forschung und sollen von verschiedenen Forschungsgruppen genutzt werden können.

Forschern um Physiker Roland Wester gelang es erstmals, einen elementaren Stoßprozess zwischen Atomen und geladenen Molekülen bei tiefen Temperaturen präzise zu vermessen und zu beschreiben. Das Experiment, bei dem nur ein einziges Quant an Energie in die Drehbewegung des Moleküls übertragen wird, stimmt sehr genau mit theoretischen Berechnungen überein.

Wissenschaftler um Alipasha Vaziri am Vienna Biocenter haben gemeinsam mit Kollegen am Institute for Biophysical Dynamics der University of Chicago eine neue Methode entwickelt, die es ihnen ermöglicht, die enorme Selektivität und die Transporteigenschaften von Ionenkanälen noch besser zu verstehen.

Das Aussehen von Objektoberflächen in Computerspielen wirkt oft unnatürlich. Eine neue Rechenmethode ahmt die komplizierte Streuung des Lichts im Material nach und ermöglicht dadurch erheblich realistischere Bilder. Autos überschlagen sich, Geschosse fliegen umher und ein Flugzeug rast quer über den Bildschirm.

Zur Beschreibung des Universums braucht man möglicherweise eine Dimension weniger als es den Anschein hat.

Einem lange umstrittenen Rätsel der Zellmembran kam man an der TU Wien auf die Spur: Die molekularen Flöße, sogenannte ,,Lipid Rafts", die angeblich über die Membran der Zelle wandern, gibt es nicht. Wie ein Floß, das durch das Wasser gleitet, sollen sich winzige Gebilde aus Fettmolekülen und Proteinen angeblich ihren Weg durch unsere Zellmembranen bahnen.

Messungen an der TU Wien zeigen: Eine Wolke aus Quantenteilchen kann mehrere Temperaturen gleichzeitig haben. Das Experiment liefert wichtige Einblicke in das Verhalten großer Quantensysteme. Temperatur ist eine sehr nützliche Größe. Sie ermöglicht uns eine einfache statistische Aussage über die Energie eines hochkomplizierten Teilchengewirrs.