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Geophysik
In der 332. Folge erklärt Frank Flechtner, warum die Schwerkraft nicht überall auf dem Planeten gleich stark wirkt und was diese Variationen über unseren Planeten verraten.
Technik
Auf einer Strecke von 120 Kilometern soll der Magnetschwebezug Tempo 270 erreichen
Forscher entwickeln Quelle für Traktorstrahlen, die kleine Objekte mit Schallwellen aus nur einer Richtung zum Schweben bringt.
Poröse Metallstrukturen aus Zink legen die Basis für eine leichte und günstige Alternative zu Lithiumionen-Akkus.
Brain-Computer-Interface
In der 355. Folge berichtet Thomas Stieglitz, wie sich Signale aus dem Gehirn auslesen lassen und an welchen Schnittstellen zwischen Gehirn und Computer aktuell geforscht wird.
Deutschland rückt in Sachen Supercomputer fast bis an die Weltspitze. IBM und das Forschungszentrum Jülich haben am Montag beschlossen, dass bis zum Herbst ein Rechner mit über 220 Teraflops Leistung (220 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde)…
Bei der internationale "Supercomputing" Konferenz wurden die Ranglisten der 500 schnellsten und der 500 energieeffizientesten Supercomputer vorgestellt. Ein Konsortium aus größtenteils deutschen Universitäten und Forschungseinrichtungen und der…
Für rasante Spintronik-Prozessoren der Zukunft finden Forscher erstaunlich schnelle Wechsel von Quantenzuständen
Biomechanik
Durch ein spezielles System aus Sprungfedern könnte ein Läufer bis zu siebzig Prozent schneller rennen als die weltbesten Athleten – zumindest theoretisch.
Satelliten schießen gestochen scharfe Bilder von der Erdoberfläche und liefern wichtige Klimadaten über die Atmosphäre. Bisher tragen Mikrowellen diese Informationsflut zu den Empfangsstationen auf der Erde. Bis zu hundertmal schneller könnte eine…
Als Forschungsreaktor wurde der 1974 gebaute Phönix dank eines 10 bis 20 Mal höheren Neutronenflusses als der klassischer Reaktoren insbesondere als Bestrahlungsgerät eingesetzt.
Bei einer besonderen Klasse von Kernreaktoren, den Schnellen Brütern, verwandeln schnelle Neutronen das nicht als Kernbrennstoff geeignete Isotop Uran-238 in den neuen Kernbrennstoff Plutonium-239.
Zwei Reaktordesigns sind für Fusionskraftwerke in Entwicklung. Wie unterscheiden sich die Funktionsprinzipien von Tokamak und Stellerator?
Extrem poröses Material eignet sich für leichte und flexible Superkondensatoren mit hohen Leistungsdichten.
Erosion
Mit einer neuen Methode lässt sich der Einfluss von Haftkräften zwischen Staubkörnern auf Erosionseffekte im Detail analysieren.
Französische Forscher entwickeln günstige und schnelle Methode, den Selbstreinigungseffekt von Schmetterlingsflügeln auf Glas zu übertragen
Beschluss des Bundesverwaltungsgerichts zur Schachtanlage Konrad schafft Rechtsklarheit / Weg frei für die Inbetriebnahme des Endlagers Konrad
BMBF fördert Forschung an organischen Leuchtdioden mit 100 Millionen Euro / Industrie sagt 500 Millionen Euro zu
Bundesforschungsministerin legt Innovationsstrategie für Deutschland vor / Mehr Freiheit und Schubkraft für zündende Ideen
Der Bund und das Land Berlin haben sich darüber verständigt, das Hahn-Meitner-Institut (HMI) in Berlin als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft und BESSY (Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung) als bisheriges Mitglied…
Forscher präsentieren ein Kryo-Elektronenmikroskop, das mit relativ langsamen Elektronen eine überraschend hohe Bildauflösung erreicht.
Neues Gemisch aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Silikon mit großer elektrischer Leitfähigkeit für flexible Schaltkreise, rollbare Monitore und bewegliche Roboterlippen
Bionik
Ein neues Material nach dem Vorbild von Tintenfischen kann je nach Einstellung Wärme, Licht und Mikrowellen blockieren – oder durchlassen.
Erstmals schaltet ein europäisches Physiker-Team Supraleiter auf der Nanoskala an und aus und legen so die Grundlage für völlig neue, extrem leistungsfähige Transistoren
Hauchdünne Kohlenstoffschichten für neue Nanotransistoren - Sandwich aus Graphenlagen zeigt einzigartige elektronische Halbleiter-Eigenschaften
Akustische Energie reicht über einen weiten Frequenzbereich aus, um autarke Sensoren zu versorgen.
Bis zu sechs Gegenstände lassen sich gleichzeitig und unabhängig voneinander mit einer einzigen Schallquelle bewegen.
Wassergewinnung
Dank einer besonderen Beschichtung lassen sich schädliche Substanzen in kondensiertem Wasser zersetzen – und so gereinigtes Trinkwasser gewinnen.
Regenerative Energien
Mithilfe einer neuen elektrostatischen Reinigungsmethode lassen sich Solarmodule von abschattenden Staubschichten befreien.
Neue Substanz soll Kraftwerksemissionen effizient und günstig reinigen können
Bei Berlin, New York und Toronto zeigt Umstellung auf Gas und Biomasse Wirkung.
Energiespeicher
Dank eines neuen Konzepts lassen sich Kurzschlüsse in leistungsfähigen Festkörperbatterien verhindern und so ihre Lebensdauer deutlich erhöhen.
Gleich zwei Promotionspreise konnte die Saarbrücker Physikerin Renate Fetzer für ihre Dissertation entgegen nehmen. Sie erhielt je einen Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG).
Forscher der TU Dresden haben eine miniaturisierte Röntgenquelle entwickelt, die nicht größer als eine 1-Cent-Münze ist. Sobald die Methode ausgereift ist, könnten solche Strahlungsquellen in kleinen Lab-On-Chip-Modulen integriert werden.
Neuer Ansatz erlaubt Phasenkontrastaufnahmen mit einfachem Versuchsaufbau und einer Laborstrahlenquelle von hoher Intensität.
Wird Klebeband schnell genug abgerollt, sendet es Licht und Röntgenstrahlung aus – Forscher konnten damit sogar einen Finger durchleuchten
Rollt das Fahrrad erst einmal, so kippt es selten. Doch warum ein Fahrrad in Bewegung so stabil ist, war für die Hersteller rund 150 Jahre lang ein Erfahrungswert und für die Wissenschaft ein Rätsel. Jetzt präsentiert ein internationales Forscherteam…
Neue Materialmischung könnte sich für die Massenproduktion eignen, da sie hohe Wirkungsgrade ermöglicht, die mit der Zeit nur wenig abnehmen.
Drehbare Module aus DNA-Molekülen setzen sich selbstständig zusammen.
Forscher deponieren bis zu 100 Transistoren auf leitfähigen Kunststoffträgern, die mit Nanoröhrchen gespickt sind
Nanotechnologie
Neue Computerchips mit Nanoröhrchen aus Kohlenstoff sind energiesparend und halten der schädlichen kosmischen Strahlung besser stand.
Operationen am Herzen gehören zu den kompliziertesten chirurgischen Eingriffen überhaupt. Eine kleine Robotersonde, die sich wie ein Wurm über die Herzoberfläche bewegen kann, verspricht neue Operationsmethoden.
Der Prototyp eines flexiblen Schwimmroboters wird durch eine Kombination aus Hydrogel und dielektrischem Elastomer angetrieben.
Versuche mit einem Greifer nach dem Vorbild von Geckofüßen zeigen, dass eine neu entwickelte Hafttechnik auch in Schwerelosigkeit funktioniert.
Nur ein einziger Motor lässt den flexiblen Gummikörper schwingen und treibt ihn per Flossenantrieb elegant durchs Wasser
Umweltbelastung
Kleine Roboter aus einem neuartigen Schichtmaterial absorbieren beim Schwimmen winzige Plastikteile.
Bionischer Prototyp mit einem Miniskelett aus Gold lässt sich über Lichtsignale steuern.
Schweizer Forscher entwickeln kleinen Hüpfroboter
Ein bionischer Roboter nach dem Vorbild von Rochen hält sogar hohen Wasserdrücken von mehr als 100 Megapascal in der Tiefsee stand.
Robotik
Mit gespannten Kohlefaserbögen beschleunigt ein 30 Gramm leichter Roboter auf bis zu 100 Kilometer pro Stunde und springt bis zu 30 Meter hoch.
Tiere liefern mit ihrer Laufmechanik das Vorbild für Roboter, die rasch und energieeffizient auch unebenes Gelände bewältigen
Autonome Tauchbojen sollen Bewegungen kleiner Krebstiere, Algen und Bakterien offenbaren.
Durch geschicktes Falten entstehen beim Origami erstaunliche Figuren – dieses Prinzip übertrugen Forscher nun auf Roboter.
Aus Gummi und magnetischen Mikropartikeln stellten Forscher kleine Roboter her, die – angetrieben durch Magnetfelder – kontrolliert zugreifen, springen und kriechen können.
Brasilianische Regierung genehmigt Mammutprojekt - gegen viele Widerstände sollen Turbinen mit einer Kapazität von 11.200 Megawatt 2015 in Betrieb gehen
Für schnelle Hilfe in höchster Not sollen menschliche "Kanonenkugeln" sorgen: US-Erfinder haben eine Art Schleudersitz konstruiert, die einen Helfer auf genau berechneter Flugbahn sicher und sanft nach oben schleudern sollen -- auf brennende…
Der Verkehr muss sich künftig nicht nur den Ausstoß von Umweltschadstoffen, sondern auch übermäßigen Kraftstoffverbrauch abgewöhnen. Wie helfen Brennstoffzellen?
Forschern gelingt es, 219 Berylliumionen mit magnetischen Feldern einzufangen und quantenmechanisch miteinander zu koppeln.
Physiker verschränken die bisher größte Anzahl von Teilchen - Störungsempfindlichkeit nimmt bei solchen Systemen sprunghaft zu
Alle Werke Shakespeares in weniger als sieben Tausendstel Sekunden übertragen -- das ist der neue Rekord australischer Forscher bei der drahtlosen Datenübermittlung: Mehr als sechs Gigabit pro Sekunde erreichten sie auf einer 250 Meter-Strecke, mit…
Entwickler von Solarzellen und elektronischen Schaltkreise können von neuen Produktionsverfahren für filigrane Streifen aus Kohlenstoff profitieren
Grid-Computing stellt eine Antwort auf die zunehmende Herausforderung dar, immer gewaltigere Datenmengen verarbeiten zu wollen. Namenspate ist dabei das Elektrizitätsnetz.
Wärmetransport über verdampfende Flüssigkeiten kann deutlich gesteigert werden.
Auf dem langen Entwicklungsweg kontrolliert nun ein neuer, photonischer Kristall Lichtwellen bereits an seiner Oberfläche
Im Jahr 2016 waren in Deutschland 15 Anlagen an 13 Standorten in Betrieb mit einer Gesamtproduktion von etwas mehr als 102 Millionen Tonnen pro Jahr.
Ähnlich dem Prinzip der Mikrowelle wollen Forscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung mit Radiowellen Böden und Gebäude erwärmen und damit trocknen und von Schädlingen befreien.
BMBF-Staatssekretär prämiert Siegerteams des Ideenwettbewerbs Bionik
Um Effekte der Quantenphysik besser zu verstehen, simulieren Forscher verschiedene Quantensysteme mit Atomen in optischen Gittern – und beobachten dabei ein Verhalten der Materie, das unseren Alltagserfahrungen widerspricht.
Winzige Ringe aus dem Supraleiter Strontiumruthenat zeigen exotisches magnetisches Verhalten, das zum Bau von Quantencomputern genutzt werden könnte
Quantenphysiker können Teilchen so miteinander koppeln, dass sie Informationen ohne Zeitverlust und absolut abhörsicher übertragen können. Bisher gelang diese so genannte Verschränkung entweder nur für Lichtteilchen (Photonen) oder nur für Atome.
Wissenschaftlern machen einzelne Atome in einem hochgeordneten Quantengas sichtbar
Die Quantenmechanik eröffnet neue, faszinierende Perspektiven für die Kommunikation und die Informationsverarbeitung.
Quantenmechanik
In vielen Technologien macht man sich bereits die besonderen Eigenschaften von Quantenteilchen zunutze. Doch Physiker wollen noch weitergehen und Quanteneffekte gezielt kontrollieren, um so neue Anwendungen zu ermöglichen.
Kristalle "merken" sich den Zustand von verschränkten Lichtteilchen für Bruchteile von Sekunden
Die Natur ist oft zu komplex, um sie in Computermodellen zu imitieren. Einen Ausweg bieten sogenannte Quantensimulatoren.
Aus ultrakalten Lithiumatomen konnten Wissenschaftler erstmals ein Quantensystem mit individuellen Eigenschaften herstellen
Quantentechnologien
In der 263. Folge unseres Podcasts erklärt Friedemann Reinhard, was Quantensensoren sind und was sie besser können als ihre klassischen Gegenstücke.
Quantenpunkte bilden die Grundlage revolutionärer neuer Bauelemente der Elektronik, Optoelektronik und Quanteninformationsverarbeitung.
Als Quantenpunkte bezeichnen Physiker wenige Nanometer große Einschlüsse eines Halbleitermaterials in einem anderen. Damit lassen sich maßgeschneiderte optoelektronische Bausteine erzeugen.
Sind Elektronen in winzigen Strukturen im Nanometer-Bereich eingeschlossen, so zeigen sie einmalige Eigenschaften, die für neuartige Computer oder Halbleiter-Laser genutzt werden könnten.
Gleich zwei amerikanischen Forschergruppen gelang es unabhängig voneinander, Quantenpunkte als Lichtschalter zu benutzen. Damit liegt im Prinzip die für künftige Quantencomputer nötige Hardware vor.
Indiumarsenid-Pyramiden auf Siliziumsäulen sorgen für schnellere elektrische Bauteile
Quantenpunkte verhalten sich wie eine Art riesiges Atom. Die daraus resultierenden physikalischen Eigenschaften ermöglichen eine Vielzahl von technischen Anwendungen.
Quantenphysik
Ein neuer Ansatz macht es möglich, eine mechanische Bewegung mit einem Prozess aus der Welt der Quanten auszulösen.
Quantencomputer
Ein neuartiges Zwei-Qubit-System auf der Basis von Quantenpunkten ließ sich mit relativ geringem Aufwand fertigen, programmieren und auslesen.
Wärmekraftmaschinen
Ein neu entwickelter Nanogenerator wandelt Wärme ganz ohne mechanische Bauteile direkt in Strom um.
Bose-Einstein-Kondensate
Auf der Internationalen Raumstation haben Wissenschaftler eine Wolke aus Atomen extrem abgekühlt und so einen ganz besonderen Materiezustand erzeugt.
Mit extrem kurzen Laserpulsen lässt sich die magnetische Ordnung in speziellen Metalloxiden gezielt und schnell kontrollieren.
Damit geheime Botschaften auch wirklich geheim bleiben, können Sender und Empfänger ihre Nachricht verschlüsseln – beispielsweise mithilfe der Quantenkryptografie.
Wo kommuniziert wird, gibt es auch Lauscher. Quanteneffekte bieten die Möglichkeit, Informationen sicher zu verschlüsseln.
In vielen Alltagsgegenständen machen wir uns Quanteneffekte bereits zunutze. Nun versuchen Physiker, diese gezielt zu steuern und so ganz neue Anwendungen zu ermöglichen.
Satellit
Wissenschaftlern ist die technisch anspruchsvolle Aufgabe geglückt, via Satellit sogenannte Quantenschlüssel zwischen zwei Bodenstationen auszutauschen.
Dreimal kleiner als die bisherigen Weltrekordhalter sind lesbare Buchstaben aus Kohlenmonoxid-Molekülen – die als Quantenhologramm indirekt lesbar sind
Physiker stellen einen neuen Rekord für die Präzision einer Atomuhr auf, indem sie Strontiumatome in ein dreidimensionales Lichtgitter einsperren.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckten Physiker die Quantenwelt. Die Gesetze, die in der Welt der Teilchen und Atome gelten, entpuppten sich als grundlegend anders als in der uns bekannten makroskopischen Welt.
Wechselwirkung von Licht mit einer ultrakalten Wolke aus Rubidiumatomen ermöglicht verschränktes Rechnen mit vielen Knotenpunkten.
Der Weg zu einem ersten Quantencomputer, der komplexe Aufgaben in extrem kurzen Zeiten löst, ist noch weit. Doch an einer geeigneten Hardware für die so genannten Quantenbits arbeiten Physiker mit Hochdruck.
Physiker setzen Algorithmus zur Primfaktorzerlegung in einem Quantenrechner so um, dass er auch für größere Zahlen anwendbar wird.
In der 338. Folge berichtet Rainer Blatt, auf welchen physikalischen Phänomenen ein Quantencomputer beruht und wie sich ein solcher Rechner technisch realisieren lässt.
Rainer Blatt von der Universität Innsbruck über die Funktionsweise und den Einsatz von Quantencomputern.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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