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Zwei mikroskopisch kleine Körner kollidieren und erzeugen einen winzigen Funken. Dieses Phänomen könnte die Energie geliefert haben, die das Leben auf der Erde ins Rollen gebracht hat. Aber wenn diese Materialien gleich sind, was entscheidet, in welche Richtung die Ladung fließt? In einer in Nature veröffentlichten Studie identifizieren Physiker des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) den entscheidenden Faktor als umweltbedingte Kohlenstoffmoleküle, die sich an der Oberfläche der Materialien ansammeln.

Sie wandeln Sonnenenergie überraschend effizient in Strom um, und das, obwohl sie mit Verunreinigungen und Defekten übersät sind: in einer Lösung hergestellte Blei-Halogenid-Perowskite. In einer kürzlich in Nature Communications veröffentlichten Studie präsentieren Physiker des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) eine umfassende Erklärung für den Mechanismus hinter der Effizienz von Perowskiten, der Forscher:innen seit langem verblüffte.

Inspiriert von biologischen Systemen versuchen Materialwissenschafter:innen seit langem, die Selbstorganisation zu nutzen, um Nanomaterialien herzustellen. Die Herausforderung: Der Prozess schien zufällig und schwer vorhersehbar. Nun haben Forschende des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) und der Brandeis University geometrische Regeln entdeckt, die als Hauptsteuerung für selbstorganisierende Partikel fungieren.

Wie sich eine einzige befruchtete Zelle zu einem vielzelligen Organismus entwickelt, ist genauestens abgestimmt. Fehler in diesem System haben schwerwiegende Folgen für den Embryo. Forschende am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) zeigen nun, dass die Zebrafische möglicherweise die Krümmung ihrer Eizellen als Leitfaden nutzen, der sicherstellt, dass sich die Zellteilung an den Zeitplan hält und die entsprechenden Gene in einem bestimmten Muster aktiviert, die das Schicksal der Zellen steuert.

Frühwarnsystem gegen Krankheiten: Koloniemitglieder signalisieren unheilbare Erkrankung Eine Ameisenkolonie ist ein ,,Super-Organismus". Wie Zellen im Körper kooperieren die Einzeltiere, um die Kolonie gesund zu halten. Forschende am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) zeigen nun, dass unheilbar kranke Ameisenbrut - ähnlich infizierter Körperzellen - ein Geruchssignal aussendet, das über ihren baldigen Tod und die damit einhergehende Ansteckungsgefahr informiert.

Zentrale Einschränkung der akustischen Levitation durch elektrische Ladung überwunden Physiker:innen aus den Gruppen von Scott Waitukaitis und Carl Goodrich am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) haben eine Methode entwickelt, um Objekte akustisch schweben zu lassen und sie gleichzeitig durch Ladung physisch voneinander getrennt zu halten.

Jamaika und die Philippinen sind jüngste Beispiele, wie tropische Wirbelstürme enorme Zerstörungen anrichten können. Präzise Wettervorhersagen, die auf einem tieferen Verständnis der Klimasysteme basieren, sind entscheidend für die Vorbereitung auf solche Naturkatastrophen und für die Rettung von Menschenleben.

ISTA-Wissenschafterin über das Einfangen winziger Partikel und Wolken-Elektrifizierung Laser als Pinzetten, um die Wolken-Elektrifizierung zu verstehen? Das klingt erstmal nach Science-Fiction, aber am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) ist das die Realität. Forscher:innen haben eine Methode entwickelt, um mikrometergroße Partikel mit Lasern einzufangen und sie aufzuladen.

ISTA-Physiker:innen lösen komplexe Quantenprobleme mit Hilfe der klassischen Physik Quanten-Vielteilchen-Narben stellen unser Wissen in Frage, wann und wie Quantensysteme ein Gleichgewicht erreichen. Forscher:innen der Serbyn Gruppe am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) haben vor kurzem gezeigt, dass diese Quanten-Narben häufiger vorkommen als erwartet.

Forschende und die Veränderungen der sibirischen Landschaft Die arktische Tundra ist nicht nur Schauplatz unberührter Natur, sondern auch Brennpunkt Ökologischer Veränderungen. Forschende, die das zerbrechliche Gleichgewicht der Tundra untersuchen, enthüllen alarmierende Zeichen: Das Verschwinden von Flechten und die Zunahme an Bränden markieren einen Startpunkt einer Kettenreaktion mit möglichen globalen Folgen.

ISTA-Studie bestätigt: Gletscher weltweit in aussichtslosem Kampf gegen Klimawandel Gletscher wehren sich gegen die Klimaerhitzung. Sie kühlen die Luft, die ihre Oberfläche berührt. Aber wie lange noch? Die Pellicciotti Gruppe am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) hat einen beispiellosen Datensatz mit weltweiten Beobachtungen auf Gletschern zusammengestellt und neu analysiert.

Zellschäden und leere Batterien: Singulett-Sauerstoff an die Leine legen Forscher:innen der Freunberger Gruppe am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) erlangten zentrale Erkenntnisse über die Redoxchemie von Sauerstoff und reaktiven Sauerstoffspezies (ROS). Während einige ROS eine wichtige Rolle bei der Zellsignalisierung spielen, schädigt der besonders schädliche Singulett-Sauerstoff Zellen und beeinträchtigt die Leistungsfähigkeit von Batterien.

Der Zusammenbruch der Sowjetunion bedeutet, dass es in Tadschikistan jahrzehntelang keine Gletscherdaten gab . Zu wenig Schneefall erschüttert nun auch die Fundamente einiger der widerstandsfähigsten "Wassertürme" der Welt, wie eine neue Studie unter der Leitung der Pellicciotti-Gruppe am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) zeigt.

Immunzellen werden zu ,,Mini-Hulks", um sich bei der Wanderung durch Gewebe abzustoßen und Platz zu schaffen Immunreaktionen beruhen auf der effizienten Bewegung von Immunzellen innerhalb der komplexen und geometrisch unvorhersehbaren dreidimensionalen Gewebe, aus denen unser Körper besteht. Jüngste Forschungen der Sixt-Gruppe am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) zeigen, wie Immunzellen ihr Zytoskelett nutzen um Kräfte auf ihre Umgebung auszuüben und sich so ihren Weg durch Gewebe bahnen.

Können wir verstehen und vorhersagen, wie komplexe Systeme lernen? Forschende am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) modellierten das Lernen in einem theoretischen Rahmen für amorphe Materialien. Dabei kamen sie zu überraschenden Ergebnissen, die an eine Philosophie aus Star Trek erinnern.

Im Wettlauf um die Entwicklung und Vermarktung praxistauglicher Quantencomputer widmen Forscher:innen der Katsaros Gruppe am ISTA ein besonderes Augenmerk der faszinierenden Physik spezieller Qubits, die in dem Halbleiter Germanium erzeugt werden. Indem sie die Reaktion dieser sogenannten ,,Loch-Spin-Qubits" auf magnetische und elektrische Felder nutzen, beantworten sie grundlegende Fragen zur Physik, die zur Weiterentwicklung von Quantenprozessoren beitragen könnten.

Wurzeln ,,spüren" nicht nur die Schwerkraft, um sich im Boden auszubreiten und sich zu verankern. Bei Bedarf können sie auch die eingeschlagene Wachstumsrichtung verändern und Wasserquellen erreichen. Eine neue Studie von Wissenschafter:innen des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) und der Northwest A&F University in China zeigt nun, dass Trockenheit diese Richtungsänderung erleichtert, indem sie die Wahrnehmung der Schwerkraft unterdrückt.

ISTA-Forschende präsentieren neue Mikroskopie-Methode um das Gehirn von Säugetieren zu rekonstruieren Unser Gehirn ist ein komplexes Organ. Milliarden von Nervenzellen sind in einem komplizierten Netzwerk miteinander verbunden und verarbeiten ständig Signale, sodass wir Erinnerungen abrufen oder unseren Körper bewegen können.

Ein bizarres Quantenphänomen kommt häufiger vor als erwartet, zeigen ISTA-Physiker Ein überraschendes Quantenphänomen, das dem Streben des Universums nach immer mehr Chaos entgegensteht, ist vielleicht doch nicht so exotisch. Bislang ging man davon aus, dass Quanten-Vielteilchen-Narben nur unter bestimmten experimentellen Bedingungen existieren.

ISTA-Forschende: Antibiotikaresistenz ist eher eine Hilfsfunktion bei Darmbakterien Könnte ein regulatorisches Netzwerk von Genen in Darmmikroben seine ausgeklügelten und streng regulierten molekularen Maschinen nur entwickelt haben, um wahllos Antibiotika herauszupumpen? Forschende des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) zeigen, dass dies eine Hilfsfunktion ist.