Physik Astronomie

Durch die Nutzbarmachung von Kommunikationssignalen für die Positionsbestimmung und Erdschwerefeldberechnung lassen sich nun auch Wetterphänomene in Echtzeit beobachten. Verwertbare Daten gehören zu den wertvollsten Arbeitshilfen, die Wissenschafter*innen haben können. Je mehr Datenquellen sie haben, desto besser können sie Aussagen zu ihrem Forschungsthema treffen. Für Forschende im Bereich der Navigation und Satellitengeodäsie war es lange Zeit bedauerlich, dass im Orbit zwar Megakonstellationen mit tausenden Satelliten für Kommunikationszwecke kreisen, sie deren Signale aber nicht für die Positionsbestimmung oder Erdbeobachtung nutzen konnten. Das…

Vor einem Jahr wurde der Würzburger Uni-Satellit SONATE-2 in den Orbit geschossen. Nun hat er alle Missionsziele erreicht – unter anderem gelang es, im Orbit eine Künstliche Intelligenz direkt an Bord zu trainieren. Wie es mit dem Satelliten jetzt weitergeht. Am 4. März 2024 startete SONATE-2, ein Kleinsatellit der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), mit einer Rakete in den Weltraum. Das Team von Hakan Kayal, Leiter der Professur für Raumfahrttechnik, hatte den etwa schuhkartongroßen Satelliten in dreijähriger Arbeit entwickelt und gebaut. Schon…

Proteine spielen eine Schlüsselrolle in den Lebenswissenschaften – von der Grundlagenforschung über biotechnologische Anwendungen bis hin zur Entwicklung und Herstellung von Medikamenten. Wissenschaftler der Technische Universität München (TUM) haben ein Verfahren entwickelt, bei dem sie auf Physik statt wie bisher üblich auf Chemie setzen, um die hierfür benötigten Proteine zu erhalten. Mit kurzwelligem, für Menschen unsichtbarem UV-Licht ist es ihnen gelungen, Proteine aus Zellextrakten oder Kulturen zu reinigen. Dieses Verfahren ist effizienter und schonender als bisherige Methoden. Wer molekularbiologisch oder…

Wie kommt es zum Abrieb von Autoreifen? Der Jülicher Physiker Bo Persson hat untersucht, unter welchen Bedingungen Gummireifen auf Asphaltstraßen verschleißen. Die Studie, die die Reifenabnutzung sowohl theoretisch als auch experimentell untersucht, wurde letzte Woche im renommierten Fachjournal The Journal of Chemical Physics veröffentlicht. Mehr als hunderttausend Tonnen Mikroplastik entstehen jedes Jahr in Deutschland allein durch Reifenabrieb von Autos – mit Abstand die größte Quelle der winzigen Plastikpartikel, die Umwelt und Menschen schaden. Mit dem Umstieg auf Elektromobilität könnte dies…

Die STED- und PALM/STORM-Mikroskopie sowie alle anderen superauflösenden Fluoreszenzmikroskope liefern Auflösungen von einem Bruchteil der Lichtwellenlänge (Nanometer). Doch um benachbarte Fluoreszenzmoleküle getrennt abzubilden, müssen diese zeitweilig in einen nicht-leuchtenden, dunklen Zustand (OFF) überführt werden. Ein Team um Stefan Hell hat nun permanent leuchtende Moleküle bis auf wenige Nanometer getrennt – ohne einen dunklen Zustand zu verwenden. Das neue Konzept der Superauflösung sollte zukünftig auch für kontrastreiche, nicht-fluoreszierende Moleküle sowie Abbildungsverfahren, die auf nicht-optischen Wellen basieren, anwendbar sein. Die Überwindung der…

Forschende der Freien Universität Berlin und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) bauten Radiometer zur Messung der Temperatur in Mondkratern Kurz nach Mitternacht am 27. Februar 2025 MEZ öffnet sich das Startfenster für die zweite Mondmission, IM-2, des US-amerikanischen Unternehmens Intuitive Machines. Mit an Bord ist das Lunar RADiometer (LRAD), ein wissenschaftliches Messinstrument zur berührungslosen Temperaturmessung, das am Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität Berlin (FU) und am Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und…

Nanoplättchen aus Cadmiumselenid sind ein erfolgversprechender Ausgangspunkt für neuartige elektronische Materialien. Diese nur wenige Atomschichten dicken Plättchen sind für die Forschung weltweit besonders interessant, da sie unter anderem außergewöhnliche optische Eigenschaften haben. Ein Team vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), der TU Dresden und dem Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW) hat nun einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu ihrer gezielten Herstellung gemacht. Die Forschenden konnten dabei grundlegende Erkenntnisse über die Wechselwirkung von Struktur und Funktion gewinnen, wie sie in…

• Hochaufgelöste Magnetresonanzspektroskopie• Diamant als Quantensensor• Mögliches Standardwerkzeug für medizinische Diagnostik Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben einen völlig neuen Bereich der Mikroskopie erfunden, die Kernspin-Mikroskopie. Das Team kann magnetische Signale der Kernspinresonanz mit einem Mikroskop sichtbar machen. Quantensensoren verwandeln die Signale in Lichtimpulse, die dann eine extrem hoch aufgelöste optische Darstellung ermöglichen. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben einen völlig neuen Bereich der Mikroskopie erfunden, die Kernspin-Mikroskopie. Das Team kann magnetische Signale der Kernspinresonanz mit einem Mikroskop…

Forschende der Universität Bayreuth haben eine Methode entwickelt, mit der Objekte auf einem Magnetfeld innerhalb eines Teilchenstroms unsichtbar werden. Bislang war dieses sogenannte Cloaking nur für Wellen wie Licht oder Schall untersucht. Über ihre Ergebnisse berichten sie in Nature Communications. What for? Objekte unsichtbar werden lassen, ist längst keine rein fiktive Vorstellung aus Fantasy- oder Sci-Fi-Filmen mehr. Zumindest in Ansätzen funktioniert das auch in der Forschung: Objekte so zu manipulieren, dass sie für bestimmte Wellen wie Licht oder Schall unsichtbar…

Mit einem Teleskop am Hubland-Campus verfolgt ein Team der Uni Würzburg die Flugbahn von Asteroiden. Die Messwerte sind am Minor Planet Center in den USA sehr willkommen. Ein Team von der Professur für Raumfahrttechnik der Universität Würzburg und vom studentischen Verein WüSpace beobachtet seit einigen Wochen Asteroiden, die an der Erde vorbeifliegen. Das dafür nötige Teleskop steht auf dem Dach des Geographiegebäudes am Hubland-Campus. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es der Flugbahn auch kleinerer Objekte besonders schnell und präzise…

Forschende der ETH Zürich haben untersucht, wie kleine Gasbläschen unter Ultraschall Medikamente gezielt in Zellen transportieren können. Erstmals konnten sie sichtbar machen, wie winzige, sich wiederholende Flüssigkeitsstrahlen, die von den Bläschen erzeugt werden, die Zellmembran durchdringen und so die Aufnahme von Medikamenten ermöglichen. Die gezielte Behandlung von Hirnerkrankungen wie Alzheimer, Parkinson oder Hirntumoren ist herausfordernd, weil das Gehirn als besonders empfindliches Organ gut geschützt ist. Forschende arbeiten darum an Ansätzen, wie sie Medikamente über den Blutkreislauf gezielt ins Gehirn transportieren…

Zu kontrollieren, wie Elektronen in Halbleitern interagieren, ist entscheidend für die Entwicklung elektronischer und optischer Bauelemente. Physikerinnen und Physiker der Universität Regensburg entdeckten nun einen überraschend effizienten neuen Mechanismus, mit dem die Wechselwirkung zwischen Elektronen variiert und ihre Bewegung sogar auf eine Dimension beschränkt werden kann: magnetische Ordnung. Elektronik und Optoelektronik der Zukunft sind mehr denn je auf ultimativ kompakte Bauelemente angewiesen. Atomar dünne Schichten sogenannter Übergangsmetall-Dichalkogenide, die mittels Klebeband von Volumenkristallen abgezogen werden können, stehen daher seit einigen Jahren…

Aus den Laboren für Nanowissenschaften am Deutschen Museum kommt eine neue Methode, um Nanostrukturen aus Molekülen herzustellen. Grundlagenforschung im Forschungsmuseum: Ein Team von Nanowissenschaftlern hat in den Laboren des Deutschen Museums eine neuartige Methode entwickelt, um stabile molekulare Nanostrukture auf reaktionsträgen Oberflächen herzustellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden jetzt in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht. Es sieht ein bisschen aus wie in einem Hobbykeller für Tüftler: Werkzeugregale an der Wand, Tische mit seltsamen Apparaturen, Schrauben, Zangen, elektronisches und…

Durch die Kombination von Konzepten aus der statistischen Physik mit maschinellem Lernen haben Forscher der Universität Bayreuth gezeigt, dass sich nun hochpräzise und effiziente Vorhersagen darüber treffen lassen, ob eine Substanz unter bestimmten Bedingungen flüssig oder gasförmig ist. Über ihre Ergebnisse berichten sie in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review X. What for?Dass Flüssigkeiten stabile Oberflächen bilden, ohne weiter zu verdunsten, ist eine alltägliche Erfahrung. Bei der Betrachtung eines Wasserglases wird offensichtlich, dass das Wasser in zwei klar unterscheidbaren Phasen existiert:…

Zeitaufgelöste Experimente im Attosekundenbereich zeigen die zunehmende Bedeutung elektronischer Korrelationen in der kollektiven Plasmonenantwort, wenn die Größe eines Systems auf Skalen von weniger als einem Nanometer sinkt. Die in der Fachzeitschrift „Science Advances“ veröffentlichte Studie wurde von der Universität Hamburg und DESY im Rahmen einer Zusammenarbeit mit der Stanford University, dem SLAC National Accelerator Laboratory, der Ludwig-Maximilians-Universität München, der Northwest Missouri State University, dem Politecnico di Milano und dem Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie durchgeführt. Plasmonen sind kollektive…

Auf der Suche nach „dunklen Kräften“ stoßen Physiker*innen auf deformierte Kerne  Seit fast einem Jahrhundert weisen Messungen darauf hin, dass ein erheblicher Anteil der Materie im Universum aus unbekannter dunkler Materie besteht, die über die Gravitation mit der sichtbaren Materie wechselwirkt. Unklar ist, ob es auch neue, sogenannte „dunkle Kräfte“ gibt, die zwischen der sichtbaren und der dunklen Materie „kommunizieren“ können. Solche Kräfte müssten auch auf Atome wirken, die man heute mit hoher Präzision untersuchen kann. „Insbesondere die Messung der…