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NAWI Graz: PhysikerInnen gelingt erstmals dreidimensionale Abbildung elektromagnetischer Felder von Nanostrukturen Forschern der TU Graz und Universität Graz ist es gemeinsam mit Fachleuten aus Frankreich gelungen, sogenannte Oberflächenphononen erstmals dreidimensional abzubilden. Der Forschungserfolg könnte die Entwicklung neuer, effizienter Nanotechnologien beschleunigen.

Forschern der TU Graz und Uni Graz ist es mit Fachleuten aus Frankreich gelungen, Oberflächenphononen erstmals in 3D abzubilden. Der Forschungserfolg könnte die Entwicklung neuer, effizienter Nanotechnologien beschleunigen. Ob für die Mikroskopie, die Datenspeicherung oder die Sensorik: Viele fortgeschrittene technologische Anwendungen, die spezifische Funktionen erfordern, beruhen auf der Struktur des elektromagnetischen Feldes in der Nähe der Oberflächen von Materialien.

2D-Materialien haben einen Boom in der Materialforschung ausgelöst. Nun zeigt sich: Spannende Effekte treten auf, wenn man zwei solche Schichtmaterialien aufeinander stapelt und leicht verdreht. Die Entdeckung des Materials Graphen, das nur aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen besteht, war der Startschuss für ein weltweites Forschungswettrennen: Aus unterschiedlichen Atomsorten stellt man heute sogenannte -2D-Materialien- her - atomar dünne Schichten, die oft ganz besondere Materialeigenschaften aufweisen, wie man sie in herkömmlichen, dickeren Materialien nicht findet.

Ein Rätsel aus der Festkörperphysik konnte nun mit neuen Messungen gelöst werden: Wie kommt es, dass sich bestimmte Metalle scheinbar nicht an die gültigen Regeln halten? Unter einem Metall kann sich jeder etwas vorstellen: Wir denken an feste, unzerbrechliche Objekte, die elektrischen Strom leiten und einen typischen metallischen Glanz zeigen.

Künstliche Intelligenz ist Teil unseres modernen Lebens: Sie lässt Maschinen nützliche Prozesse zur Spracherkennung oder für digitale persönliche Assistenten erlernen. Eine entscheidende Frage für praktische Anwendungen ist, wie schnell solche intelligenten Maschinen lernen können. Ein Experiment an der Universität Wien brachte nun den Beweis dafür, dass Quantentechnologie tatsächlich eine Beschleunigung des Lernprozesses ermöglicht.

Quantenphysiker messen die bislang kleinste Gravitationskraft Forschern der Universität Wien und der ÖAW um Markus Aspelmeyer ist es erstmals gelungen, mit Hilfe eines hochempfindlichen Pendels das Schwerefeld einer lediglich 2 mm großen Goldkugel zu vermessen - und damit die kleinste jemals gemessene Gravitationskraft.

Das Projekt ONEM wird eine neue nicht-invasive Mikroskopietechnik zur Abbildung dynamischer Prozesse an Grenzflächen entwickeln, die sogenannte Optische Nahfeldelektronenmikroskopie. Unter der Leitung des Physikers Thomas Juffmann von der Universität Wien ist ONEM - das mit einem Budget von 3,7 Millionen Euro ausgestattet ist - einer von nur zwei Anträgen, die im Themenfeld "Measuring the Unmeasurable" der Ausschreibung des Europäischen Innovationsrates erfolgreich waren.

Quanten-Kunststücke, die man bisher nur mit Photonen durchführen konnte, werden nun auch mit Atomen möglich: An der TU Wien konnte man quantenverschränkte Atomstrahlen herstellen. Kopf oder Zahl? Wenn wir zwei Münzen in die Luft werfen, hat das Ergebnis des einen Münzwurfs nichts mit dem Ergebnis des anderen zu tun.

Überraschung in der Festkörperphysik: Der Hall-Effekt, der normalerweise nur bei Magnetfeldern auftritt, ließ sich an der TU Wien auch anders erzeugen - und zwar extrem stark. Elektrischer Strom kann durch ein Magnetfeld abgelenkt werden - das kann in stromleitenden Materialien zum sogenannten Hall-Effekt führen, den man in der Industrie etwa verwendet, um Magnetfelder zu messen.

Uni-Graz-ForscherInnen beobachten erstmals Elektronen-Dynamik in Molekülen In Lehrbüchern und Erklärvideos werden sie gerne als farbige Ballons oder Wolken dargestellt: Elektronenorbitale - also die ,,Aufenthaltsorte" von Elektronen in Molekülen. Um den Austausch von Elektronen im Zuge chemischer Reaktionen zu verstehen, muss man jedoch nicht nur die räumliche Verteilung der Orbitale kennen, sondern gleichzeitig auch genau nachvollziehen können, wie sie sich mit der Zeit bewegen.

Quantentechnologien für Computer eröffnen neue Konzepte zur Wahrung der Privatsphäre von Einund Ausgabedaten einer Berechnung. Wissenschaftler*innen der Universität Wien, der Singapore University of Technology and Design und der Polytechnischen Universität Mailand haben gezeigt, dass optische Quantensysteme für manche Quantenberechnungen nicht nur besonders geeignet sind, sondern auch die dazugehörigen Einund Ausgabe-Daten effektiv verschlüsseln lassen.

Ein an der Fakultät für Physik der Universität Wien entwickelter "Fingerabdruck" 233U/236U für anthropogenes - also vom Menschen produziertes - Uran hat jetzt in internationaler Zusammenarbeit mit dem Risø Labor der Technischen Universität Dänemark (DTU) und weiteren internationalen Partner*innen eine erste spektakuläre Entdeckung ermöglicht.

Rauschen schränkt die Leistungsfähigkeit moderner Quantentechnologien ein. Teilchen jedoch, die sich in einer Überlagerung von Pfaden bewegen, können Rauschen in der Kommunikation umgehen. Ein internationales Team an Wissenschafter*innen der Universität Wien unter der Leitung von Philip Walther mit Beteiligung der Universitäten Hongkong und Grenoble, sowie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, präsentiert nun neuartige Techniken, die unerwünschtes Rauschen in der Quantenkommunikation reduzieren.

Physiker Peter Banzer erforscht neue optische Materialien und Eigenschaften von Licht zur Steuerung von Geräten. Eine Publikation zur ,,Bändigung" von diffusen Strahlen erschien kürzlich Präzisere Messgeräte, schnellere Computer, neue Materialien: Das wünschen sich Forschung wie Industrie. Licht könnte dafür ein Schlüssel zum Erfolg sein.

Wie vermisst man Objekte, die man unter gewöhnlichen Umständen gar nicht sehen kann? Universität Utrecht und TU Wien eröffnen mit speziellen Lichtwellen neue Möglichkeiten. Mit Laser strahlen kann man präzise messen, wo sich ein Objekt befindet, oder ob es seine Position verändert. Normalerweise braucht man dafür allerdings freie, ungetrübte Sicht auf dieses Objekt - und diese Voraussetzung ist nicht immer gegeben.

Seit Jahren versucht man, Metallpartikel in Katalysatoren immer kleiner zu machen. An der TU Wien zeigte sich: Wenn man bei der kleinstmöglichen Größe ankommt, ist plötzlich alles anders. Metalle wie Gold oder Platin werden oft als Katalysatoren eingesetzt. So dient Platin etwa in Fahrzeugkatalysatoren dazu, giftiges Kohlenmonoxid in ungiftiges Kohlendioxid umzuwandeln.

Am Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik der MedUni Wien wurden erstmals in vivo Bilder von menschlicher Netzhaut mit miniaturisiertem Spektrometer für optische Koheränztomographie generiert. Das Ziel eines miniaturisiertem optischen Kohärenztomographen (OCT, aus dem englischen Optical Coherence Tomography), der auf einem photonischen Chip integriert ist, ist der Realität einen Schritt nähergekommen.

Änderungen in der Tageslänge sind ein wichtiges Signal für Tiere, um ihr Verhalten und ihre Lebensvorgänge zu kontrollieren. Eine internationale Gruppe von Wissenschaftler*innen unter der Leitung von Kristin Tessmar-Raible an den Max Perutz Labs, ein Joint Venture der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien, zeigen nun, dass Borstenwürmer ihren Neurohormonspiegel und ihr Verhalten während des Jahres auch an Änderungen der Intensität des ultravioletten UVA-Lichtes anpassen.

Warum verhalten sich Metalloxid-Oberflächen chemisch unterschiedlich? An der TU Wien fand man eine neue Untersuchungsmethode, um wichtige Fragen zu beantworten. Metalloberflächen spielen als Katalysatoren für viele wichtige Anwendungen eine Rolle - von der Brennstoffzelle bis hin zur Reinigung von Auto-Abgasen.

Wo sitzt welches Protein? An der TU Wien wurde nun eine neue Technik entwickelt, mit der man den Aufenthaltsort von Proteinen in der Zelle mit höchster Präzision erfassen kann. Proteine sind gleichzeitig die Bausteine und die Werkzeuge unserer Zellen. Um wichtige biologische Prozesse zu verstehen, muss man oft genau wissen, wo sich welche Proteine in welcher Häufigkeit befinden.