Aktualitäten 2020

Eine Publikation von Forscherinnen und Forschern um Physikerin Cornelia Denz gehört nach Angaben der Fachzeitschrift "Optics & Photonics News" zu den weltweit 30 wegweisendsten Arbeiten des Jahres 2020. Die Zeitschrift kürt in ihrer jährlichen Sonderausgabe zum Jahresende die Forschungshöhepunkte des vergangenen Jahres aus den Bereichen Optik und Photonik.

Konkurrenz um Paarungspartner lässt Vögel tiefer singen als aufgrund ihrer Größe erwartet Die Gesangsfrequenz eines Vogels hängt vor allem von seiner Körpergröße ab, wird aber auch von der sexuellen Selektion beeinflusst. Arten, bei denen die Männchen größer sind als die Weibchen, singen mit niedrigeren Frequenzen als aufgrund ihrer Größe zu erwarten wäre.

Chemiker der Universität Bonn haben äußerst ungewöhnliche Verbindungen synthetisiert. Ihr zentraler Baustein ist ein Silizium-Atom. Anders als üblich sind die vier Bindungspartner des Atoms jedoch nicht in Form eines Tetraeders darum angeordnet, sondern flach wie ein Trapez. Diese Anordnung ist in der Regel energetisch ausgesprochen ungünstig, dennoch sind die Moleküle sehr stabil.

Die Gewinnung von molekularem Wasserstoff als alternativer, erneuerbarer und sauberer Energieträger ausgehend von Wasser und Licht ist ein zentrales Element der solaren Energieumwandlung und -speicherung. Ein Team des Sonderforschungsbereichs ,,CataLight" der Universitäten Jena und Ulm hat neuartige organische Farbstoffe mit edelmetallfreien Katalysatormolekülen kombiniert, die unter Lichtbestrahlung in Wasser gasförmigen Wasserstoff freisetzen.

?Wissenschaftler der Freien Universität Berlin entwickeln ein tiefes Lernverfahren zur Lösung eines Grundlagenproblems der Quantenchemie Ein Forschungsteam der Freien Universität Berlin hat eine Methode der Künstlichen Intelligenz (KI) entwickelt, um den Grundzustand der Schrödingergleichung in der Quantenchemie zu berechnen.

Internationales Team wird vom Magazin ,,Physics World" mit dem Preis ,,Breakthrough of the Year 2020" ausgezeichnet Light Für die Entwicklung einer licht-emittierenden Siliziumlegierung werden Forschende der TU Eindhoven und der Universität Jena zusammen mit Partnern der Universität Linz und der TU München heute (17. Dezember) vom Fachmagazin Physics World für den ,, Breakthrough of the Year " (Durchbruch des Jahres) ausgezeichnet.

Pseudospin in Antiferromagneten: Neue Perspektiven für Informationstechnologien Elementarteilchen tragen einen Eigendrehimpuls, den sogenannten Spin. Für ein Elektron kann der Spin nur zwei bestimmte Richtungen relativ zur Quantisierungsachse annehmen - so lassen sich Spin-Up und Spin-Down-Elektronen unterscheiden.

Phasenübergänge beschreiben dramatische Veränderungen der Eigenschaften eines makroskopischen Systems - zum Beispiel den Wechsel von flüssig zu gasförmig. Ausgehend von einzelnen, ultrakalten Atomen ist es Physikern der Universität Heidelberg in Experimenten gelungen, bei zunehmender Teilchenzahl die Entstehung eines solchen Übergangs zu beobachten.

Präzise Messungen der starken Wechselwirkung zwischen stabilen und instabilen Teilchen Eigentlich müssten sich die positiv geladenen Protonen in Atomkernen gegenseitig abstoßen, und doch halten selbst schwere Kerne mit vielen Protonen und Neutronen zusammen. Verantwortlich dafür ist die sogenannte starke Wechselwirkung.

Untersuchung von zeitaufgelösten Femtosekunden-Röntgenstreusignalen enthüllt schnellere Dynamik von chiraler im Vergleich zu kollinearer magnetischer Ordnung Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), der Universität Siegen, des Forschungszentrums Jülich und des Elettra-Synchrotrons in Triest hat einen neuen Meilenstein für die ultraschnelle Kontrolle des Magnetismus erreicht.

Interdisziplinäres Forschungsteam der Freien Universität zeigt mit Röntgenexperimenten am Berliner Elektronensynchrotron (BESSY), dass Photosysteme aus Spinat Manganoxid-Nanopartikel bilden können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität um den Physiker Holger Dau und den Einstein-Fellow Robert Burnap aus Oklahoma haben nachgewiesen, dass Proteinkomplexe der heutigen Photosynthese unter Belichtung Manganoxid (Braunstein) bilden können.

Nahe dem Zentrum der Milchstraße existiert eine bislang unbekannte Population von Sternen, die charakteristische Eigenschaften aufweist. Entdeckt wurde sie von einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung von Manuel Arca Sedda vom Sonderforschungsbereich ,,Das Milchstraßensystem" (SFB 881) der Universität Heidelberg.

Forschende von RWTH und Forschungszentrum Jülich veröffentlichen in der Zeitschrift Nature Ergebnisse zum ersten experimentellen Beweis für Fusionsprozesse in schweren Sternen. Die sogenannte Borexino-Kollaboration wies zum ersten Mal die Existenz des CNO-Fusionszyklus in der Natur nach, indem sie aus diesem Prozess stammende solare Neutrinos entdeckte.

Borexino-Detektor gelingt Messung des CNO-Fusionszyklus der Sonne Dem Forschungsteam des Borexino-Experiments ist es zum ersten Mal gelungen, Neutrinos aus dem zweiten Fusionsprozess der Sonne, dem Carbon-Nitrogen-Oxygen-Zyklus (CNO-Zyklus), nachzuweisen. Damit sind nun alle theoretischen Vorhersagen über die Energieerzeugung im Inneren der Sonne auch experimentell bewiesen.

Geisterteilchen sind Beweis für sekundären Fusionsprozess, der unsere Sonne antreibt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Borexino-Kollaboration haben den ersten experimentellen Beweis für das Auftreten des sogenannten CNO-Zyklus in der Sonne erbracht: Sie konnten charakteristische Neutrinos, die bei diesem Fusionsprozess entstehen, direkt beobachten.

Leuchtende Kohlenstoff-Nanoröhren zeigen die Anwesenheit von Krankheitserregern an - schnell und einfach anwendbar Eine neue Methode zur Detektion von Bakterien und Infektionen haben Forscherinnen und Forscher aus Bochum, Göttingen, Duisburg und Köln entwickelt. Sie nutzen fluoreszierende Nanosensoren, um Krankheitserreger schneller und einfacher aufzuspüren als das mit etablierten Verfahren möglich ist.

Metallkatalysatoren können Stickstoff auf organische Moleküle übertragen. Bei solchen Reaktionen treten kurzlebige Verbindungen auf, deren Funktion für die Produktbildung durch die chemische Bindung von Metall und Stickstoff maßgeblich bestimmt wird. Die Struktur und chemische Bindung eines solchen Schlüsselintermediats (Zwischenglied) für den Stickstoffatom-Transfer haben jetzt Chemiker der Universitäten Göttingen, Frankfurt, Stuttgart und Amsterdam umfassend analysiert.

Durch moderne Technik ist es heutzutage möglich, Strukturen im Größenbereich von wenigen Nanometern herzustellen. Diese Welt der kleinsten Teilchen - auch Quantensysteme genannt - finden vielfältige technologische Anwendung; unter anderem in der Magnetfeld-Sensorik, der Informationsverarbeitung, der sicheren Kommunikation oder in ultragenauen Uhren.

Ultradünner Sensor misst Druck beim Tasten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) und der Universität Tokyo haben einen ultradünnen Mess-Sensor entwickelt, der wie eine zweite Haut auf der Fingerkuppe getragen werden kann. Dadurch bleibt der Tastsinn am Finger unbeeinträchtigt und das Feingefühl erhalten.

Internationales Forschungsteam beobachtet in Laborversuchen nichtlineare Ionisationsvorgänge in heißen dichten Plasmen Light Wer des Nachts den Blick zum wolkenfreien Himmel richtet, sieht leuchtendes Plasma: Praktisch die gesamte sichtbare Materie im Universum - Sterne, Galaxien und interstellare Materie - besteht daraus.