Aktualitäten 2023

An der TU Wien gelang es, ein eigentlich sehr instabiles System aus vielen Quantenteilchen stabil zu halten und dann seine Energie gezielt auf einmal freizusetzen. Es sind ganz besondere Diamanten, mit denen an der TU Wien gearbeitet wird: Ihr Kristallgitter ist nicht perfekt regelmäßig, es enthält zahlreiche Defekte.

Berechnungen der TU Wien zeigen: Neuentdecktes Material LK-99 hat tatsächlich Eigenschaften, die für Supraleitung vorteilhaft sein könnten. LK-99 heißt das Material, über das in diesen Tagen weltweit heiß diskutiert wird: Eine koreanische Forschungsgruppe veröffentlichte Ende Juli 2023 Ergebnisse, die darauf hindeuten, dass es sich dabei um einen Supraleiter handeln könnte, der auch bei Raumtemperatur und normalem Atmosphärendruck supraleitend bleibt, also Strom völlig ohne elektrischen Widerstand leitet.

Forschende der TU Wien entwickeln einen geschichteten Fotokatalysator, mit dem sich Wasserstoff sehr effizient aus Wasser herstellen lässt. Die Suche nach nachhaltigen und sauberen Brennstoffen ist angesichts der globalen Energieund Klimakrise von zentraler Bedeutung. Ein vielversprechender und zunehmend an Relevanz gewinnender Kandidat ist Wasserstoff.

Dissertant Robert Schwarzl vom Institut für Experimentalphysik berichtet von seinem Forschungsaufenthalt an der Temple University, der von der Austrian Marshall Plan Foundation gefördert wird. Grüß Euch! Was macht ein Projektassistent, der seit 2020 ultraschnelle Spektroskopie am optischen Tisch betreibt, in einer Forschungsgruppe für theoretische Chemie? Die Antwort ist einfach: interessante Forschung.

Winzige Plastikpartikel sind ein Umweltproblem. Sie können sogar in lebende Zellen eindringen. An der TU Wien wurde nun eine Methode entwickelt, solche Partikel präzise und schnell zu detektieren. Dass Mikroplastik ein Problem ist, ist mittlerweile bekannt: Es handelt sich dabei um winzige, kaum sichtbare Plastikpartikel, die in die Umwelt gelangen und Schaden anrichten können, zum Beispiel, wenn sie von Tieren gefressen werden.

Die Reibung in unseren Gelenken ist extrem gering - wie ist das physikalisch Überhaupt möglich? Messungen an der TU Wien liefern Erklärungen und Ideen für neue Behandlungsmethoden. Reibung und Verschleiß als ewiges Ärgernis - das kennt man in der Technik genauso wie in der Medizin. Ob Schaltgetriebe oder Kniegelenk, immer wünscht man sich, dass bewegliche Teile mit möglichst geringer Reibung Übereinander gleiten, sodass Energieaufwand und Abnützung möglichst klein sind.

Neue Studie eröffnet Möglichkeiten für die Kontrolle von Signalen etwa in der Quanteninformationsverarbeitung Die Weiterleitung von Signalen und ihre Isolierung gegen Rauschen und Rückreflexionen sind in vielen praktischen Situationen in der klassischen Kommunikation, aber auch in der Quantenverarbeitung unerlässlich.

Der japanische IT-Konzern NEC hat den ersten Quantenprozessor basierend auf der ParityQC Architektur gebaut. Die Parity-Technologie wurde an der Universität Innsbruck erfunden und wird vom Spin-off ParityQC weiterentwickelt und vermarktet. NEC macht den auf Optimierungsprobleme spezialisierten Quantencomputer nun über die Cloud für die Wissenschaft zugänglich.

Wie die kleinsten Bestandteile des Universums tatsächlich ausschauen, ist strittig. Experimente lassen annehmen, dass unsere bisherigen Vorstellungen nicht mit der Realität Übereinstimmen. Inwiefern wir unsere Welt neu denken müssen, erklären Physiker Axel Maas und Philosoph Philipp Berghofer in einer soeben erschienenen Publikation.

Wissenschafter*innen der Universität Wien haben nun ein bedingungslos sicheres System für digitale Einkäufe entwickelt Jede*r von uns war schon gezwungen, sensible Zahlungsdaten auf der Website eines unbekannten Händlers einzugeben oder Kreditkartendaten sowie Passwörter in unbekannte Hände zu geben.

Forscher:innen der Universität Innsbruck arbeiten intensiv an den Vorbereitungen für die Euclid-Mission der Europäischen Raumfahrtagentur ESA. Das Weltraumteleskop startet am 1. Juli und soll die bisher größte 3D-Karte des Weltalls erstellen. Davon erhoffen sich Wissenschaftler:innen, mehr über die bisher unerforschte dunkle Materie und dunkle Energie des Universums zu erfahren.

Einatomige Leerstellen in atomar dünnen Isolatoren im Ultrahochvakuum erzeugt Einzelne Lichtteilchen finden Anwendung in der Quanteninformationsverarbeitung, in Informationsnetzen und in Sensoren. Sie können von Fehlern im Atomgitter des atomdünnen Isolators hexagonales Bornitrid ausgestrahlt werden.

Von Falko Schoklitsch Mittels einer neu entwickelten Methode zur effizienten und kostengünstigen Herstellung biokompatibler Mikrofasern kann die Produktion von Eigenhaut und Organen deutlich beschleunigt werden. In der Biomedizintechnik gewinnt das Thema Tissue Engineering zur ex-vivo Produktion von Haut oder Organen zusehends an Bedeutung.

Kann man Atomkern-Uhren bauen, die noch einmal deutlich exakter sind als heutige Atomuhren? Mit Beteiligung der TU Wien gelang nun ein wichtiger Schritt in diese Richtung. Wenn man die exakteste Uhr der Welt bauen möchte, braucht man einen Taktgeber, der sehr oft und extrem präzise tickt. In einer Atomuhr nutzt man dafür die Elektronen in einem Atom, die bei Einstrahlen einer sehr exakt definierten Frequenz zwischen zwei verschiedenen Zuständen hin und her wechseln können.

Quantenphysiker der Universität Innsbruck haben gemeinsam mit Kollegen der ETH Lausanne einen neuen Weg gefunden, eine kristalline Struktur zu erzeugen, die als "kohärente Materiedichtewelle" in einem atomaren Gas entsteht. Die Erkenntnisse helfen, das faszinierende Verhalten von Quantenmaterie nahe dem absoluten Nullpunkt besser zu verstehen.

Nano-Säulen in winzigen Sensoren lassen sich steuern und messen, indem man akustische Oberflächenwellen verwendet, wie sie auch bei Erdbeben auftreten, zeigt ein Team der TU Wien. Ähnlich wie ein Grashalm im Wind hin und her schwingt, können auch winzige Nanostrukturen vibrieren - bloß mit viel höherer Frequenz.

Vor einem Vierteljahrhundert machten Innsbrucker Physiker den ersten Vorschlag, wie Quanteninformation mit Hilfe von Quantenrepeatern über große Distanzen Übertragen werden kann, und legten damit den Grundstein für den Aufbau eines weltweiten Quanteninformationsnetzes. Nun hat eine neue Generation von Forschern an der Universität Innsbruck einen Quantenrepeater-Knoten für die Standardfrequenz von Telekommunikationsnetzen gebaut und damit Quanteninformation über Dutzende von Kilometern Übertragen.

Nanotechnologie entwickelt sich rasch zu einem Schlüsselbereich für die Bewältigung verschiedener globaler Herausforderungen in Bereichen wie Gesundheit, Energie, Umwelt und Informationstechnologien. Allerdings untersuchen Forscher die meisten Nanomaterialien immer noch mit Massenverfahren, die den Durchschnitt über große Proben bilden, anstatt einzelne Nanostrukturen mit echten Nanosensoren zu untersuchen.

Mit neuen Techniken kann man Fragen beantworten, die bisher experimentell nicht zugänglich waren - darunter auch Fragen nach dem Zusammenhang von Quanten und Relativitätstheorie. Die Relativitätstheorie funktioniert großartig, wenn man Phänomene auf kosmischer Skala erklären möchte - etwa die Gravitationswellen, die bei der Kollision von schwarzen Löchern entstehen.

Von ÖAW Ein für JUICE in Graz entwickelter Sensor liefert rund einen Monat nach dem Start in Richtung Jupiter ein erstes Quanteninterferenz-Signal und erreicht damit einen wichtigen Missionsmeilenstein. Die Raumsonde JUpiter ICy moons Explorer ( JUICE ) der Europäischen Weltraumorganisation ESA, hat einen weiteren Meilenstein erreicht.