Aktualitäten 2021

Schon vor mehr als 20 Jahren haben Forscher*innen vorhergesagt, dass bestimmte Materieteilchen bei ausreichend hoher Dichte einen neuen Zustand von Materie bilden würden, der gleichzeitig die Eigenschaften von kristallinen Festkörpern und fließenden Flüssigkeiten besitzt. Wissenschafter*innen des Forschungszentrums Jülich, der Universität Siegen und der Universität Wien ist es nun gemeinsam gelungen, diesen Zustand im Labor zu verwirklichen.

Von Beate Mosing Eine Physikerin der TU Graz entwickelt eine neue Methode, mit der man die Vorgänge in unserer Atmosphäre sichtbar machen kann. Denkt man das weiter, ergeben sich daraus neue Chancen für die Umweltforschung - und vielleicht sogar Potenziale, um dem Klimawandel entgegenzuwirken. Die Ozonschicht in der Stratosphäre der Erde ,,schluckt" -Strahlen und schützt auf diese Weise Menschen und Tiere vor Strahlenschäden.

Zeitumkehr in der Quantenmechanik: Systeme können sich simultan in zwei - auch entgegengesetzte - Richtungen entwickeln Ein Team von Physiker*innen der Universität Wien und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften gemeinsam mit Wissenschafter*innen aus Bristol und von den Balearen hat gezeigt, wie sich Quantensysteme gleichzeitig entlang zweier entgegengesetzter Zeitpfeile (vorwärts und rückwärts in der Zeit) entwickeln können.

Von Birgit Baustädter Die eindeutige Antwort an der TU Graz: mit vielfältiger Forschung und grünen Innovationen. Und genau damit wird an der Universität für eine nachhaltigere Zukunft gearbeitet. Immer extremere Wetterereignisse wie Regenfluten, Wirbelstürme, Dürreperioden oder intensive Schneefälle, zeigen deutlich, dass sich unsere Welt mitten in der Klimakrise befindet.

Eine neue bildgebende Untersuchungsmethode zur Erkennung des MALT-Lymphoms könnte Betroffenen zahlreiche Magenspiegelungen ersparen Eine neue bildgebende Untersuchungsmethode zur Erkennung des MALT-Lymphoms, bösartigen Tumoren des Lymphsystems, könnte Betroffenen zahlreiche Magenspiegelungen ersparen.

Forscher*innen finden Weg um sicherzustellen, dass Quantencomputer das Richtige tun Woher wissen wir, ob ein Quantencomputer die richtige Antwort auf eine Frage liefert, die mit keinem anderen Computer beantwortet werden kann? Dieser Herausforderung widmete sich nun ein Team von Forscher*innen der Universitäten Wien, Innsbruck, Oxford und Singapur, und zeigte wie sich Quantencomputer gegenseitig in der Spur halten können.

Neue Hinweise auf die Entstehung unseres Sonnensystems Astrophysiker João Alves von der Universität Wien hat gemeinsam mit einem internationalen Team eine Region des Sternbilds Schlangenträger untersucht, in der aktiv Sterne gebildet werden, und damit Einblicke in jene Bedingungen gewinnen können, unter denen sich auch unser Sonnensystem gebildet hat: nämlich durch Anreicherung mit kurzlebigen radioaktiven Elementen.

Forscher*innen an der Fakultät für Physik der Universität Wien in Zusammenarbeit mit Kolleg*innen vom Oak Ridge National Laboratory in den USA haben einen zerstörungsfreien Mechanismus zur Manipulation von Dotieratomen in Silizium mittels fokussierter Elektronenbestrahlung entdeckt. In diesem neuartigen indirekten Austauschprozess sind nicht nur ein, sondern zwei benachbarte Siliziumatome an einem koordinierten atomaren "Walzer" beteiligt, der einen Weg zur Herstellung von Festkörper-Qubits eröffnen könnte.

Dreidimensionale (3D) Nanonetzwerke versprechen eine neue Ära in der modernen Festkörperphysik mit zahlreichen Anwendungen in der Photonik, Biomedizin und Spintronik. Die Realisierung von magnetischen 3D-Nanoarchitekturen könnte ultraschnelle und energiesparende Datenspeicher ermöglichen. Aufgrund der konkurrierenden magnetischen Wechselwirkungen in diesen Systemen können magnetische Ladungen oder magnetische Monopole entstehen, die als mobile, binäre Informationsträger genutzt werden können.

Dreidimensionale (3D) Konfigurationen von Atomen bestimmen alle Materialeigenschaften. Eine quantitative Vorhersage von 3D-Koordinaten aller Atome und somit deren genauen Gleichgewichtsstrukturen ist eine anspruchsvolle und rechenintensive Aufgabe, die am Anfang praktisch jedes Arbeitsablaufs in der Computerchemie steht.

Die Quantenbewegungen eines Glaskügelchens konnten in Wien durch die Verbindung von Mikroskopie mit Regelungstechnik erstmals kontrolliert werden - eine Weichenstellung für künftige Quantentechnologien. Ein Fußball ist kein Quantenteilchen. Zwischen Gegenständen, die wir aus dem Alltag kennen, und winzigen Quantenobjekten gibt es entscheidende Unterschiede.

Von Christoph Pelzl Erstmals ist es gelungen, die Aufnahme von Energie aus Laserlicht durch freie Elektronen in einer Flüssigkeit zu beobachten. Bisher war dies nur in der Gasphase möglich. Die Erkenntnisse unter der Leitung der TU Graz eröffnen der ultraschnellen Elektronenmikroskopie neue Türen. Bei der Untersuchung und Entwicklung von Materialien sind der Blick aufs ganz Kleine und aufs ganz Schnelle entscheidend.

Bodenbakterien verfügen über erstaunliche Strategien, um sich mit Energie zu versorgen. Böden sind einer der vielfältigsten Lebensräume auf unserem Planeten. In jedem Gramm Boden leben mehrere tausend mikrobielle Arten. Ein Großteil der hier lebenden Mikroorganismen befindet sich in einer Art Ruhezustand, um Stressfaktoren wie Trockenheit und Nährstoffknappheit zu bewältigen.

Die Eigenschaften von Materialien werden häufig durch Unvollkommenheiten in ihrer atomaren Struktur bestimmt, insbesondere wenn das Material selbst nur ein Atom dick ist, wie z.B. Graphen. Forscher*innen der Universität Wien haben nun eine Methode entwickelt, die die kontrollierte Erzeugung derartiger Fehlstellen in Graphen auf Längenskalen erlaubt, die sich der makroskopischen Welt annähern.

Das Phänomen der Quanten-Nichtlokalität widerspricht unserer Alltagsintuition. Es zeigt die starken Korrelationen zwischen mehreren Quantenteilchen, von denen einige ihren Zustand augenblicklich ändern, sobald die anderen gemessen werden, unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen.

Uni-Graz-PhysikerInnen erkennen Löcher in der Sonnenatmosphäre mit Künstlicher Intelligenz Sie leuchtet strahlend hell, hat aber auch ihre finsteren Seiten. In der äußersten Atmosphärenschicht der Sonne, der Korona, entstehen immer wieder dunkle Regionen, die wie ,,Löcher" erscheinen. Dieser Effekt magnetischer Felder hinterlässt nicht nur im Weltraum seine Spuren.

Von Susanne Eigner Die weltweit erste molekulare Beobachtung zur Entstehung von Eis durch Forschende der TU Graz sowie der Unis Cambridge und Surrey zeigt, dass Wassermoleküle für den ersten Schritt der Eisbildung zusätzliche Energie aufbringen müssen. Bildmaterial zum Download am Ende der Meldung Wasser gefriert bei Temperaturen unter 0 Grad Celsius zu Eis - eine Tatsache, die hinlänglich bekannt ist.

Isolatoren leiten keinen Strom. Soweit, so gut. Und wenn man zwei Isolatoren aneinanderlegt? Dann schon - zumindest in bestimmten Ausnahmefällen. Bei manchen Isolatoren entsteht eine dünne Metallschicht, in der sich Elektronen über große Distanzen ohne Streuung bewegen können. Zur Überraschung der Forscher*innen vom Riken Labor in Japan und von der Johannes Kepler Universität Linz ist diese Bewegung von magnetischen Eigenschaften der Elektronen abhängig.

In einer internationalen Kooperation mit Partner*innen aus Industrie und Forschung gelang es Physiker*innen der Universität Wien, zusammen mit Thorlabs, dem National Institute of Standards and Technology (NIST) und der Universität von Kansas, nun erstmals Hochleistungs-Laserspiegel im wichtigen Wellenlängenbereich des mittleren Infrarot zu demonstrieren, die weniger als zehn aus einer Million Photonen absorbieren.

Die Quantenmechanik ist berühmt für ihren Indeterminismus. Normalerweise können wir jedoch Wahrscheinlichkeiten verwenden, um unsere Unsicherheit über zukünftige Beobachtungen zu quantifizieren. Ein Team von Forscher*innen der Universität Wien, des IQOQI Wien der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und des Perimeter-Instituts für Theoretische Physik zeigte nun kürzlich, dass es in bestimmten extremen Quantenszenarien nicht möglich ist, solche wahrscheinlichkeitstheoretischen Vorhersagen zu machen, vorausgesetzt bestimmte Schlüsselannahmen der Quantenmechanik treffen zu.