Das Kilogramm ist die SI-Einheit der Masse und war über nahezu 130 Jahre durch das Urkilogramm definiert. Mit der Neudefinition der SI-Einheiten basiert das Kilogramm nun auf dem Planckschen Wirkungsquantum als Fundamentalkonstante. Um es entsprechend darstellen zu können, wurde parallel zu anderen Methoden die Kibble-Waage entwickelt. Ihre Perfektionierung erforderte einige Jahrzehnte. (Foto: PTB)
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Stephan Welte, Emanuele Distante, Gerhard Rempe
Alle konventionellen Einzelphotonendetektoren zerstören die Photonen beim Detektionsprozess. Diese Limitierung kann durch neuartige nicht-destruktive Detektoren überwunden werden. Unserer Gruppe am Max-Planck-Institut für Quantenoptik ist es nun gelungen, zwei solche nichtdestruktive Detektoren hintereinanderzuschalten, um ein einzelnes Photon bei seinem Flug durch eine Glasfaser zu verfolgen. Durch die mehrfache Detektion wird sowohl die Detektionseffizienz als auch das Signal-Rausch-Verhältnis stark verbessert. In einem Quantennetzwerk könnte die Technik für die orts- und zeitaufgelöste Überwachung einzelner Photonen verwendet werden.
Vanya Pogorelov, Christian Marciniak, Philipp Schindler, Thomas Monz
Quantencomputer versprechen schnellere Lösungen für viele Probleme. Bisher sind mehrere Prototypen realisiert worden, die jedoch allesamt eine penibel kontrollierte Laborumgebung benötigen. Um wirklich nützlich zu sein, müssen Quantencomputer ihren Weg aus dem Labor und in ein Rechenzentrum finden. Forscher der Universität Innsbruck und das Startup AQT haben nun den ersten Prototypen eines Quantencomputer in einem handelsüblichen Computerschrank demonstriert – und dabei neue Rekorde aufgestellt.
M. Kroner, T. Smoleński, E. Demler, A. Imamoğlu
In einem zweidimensionalen Halbleiter können Elektronen aufgrund ihrer abstoßenden Wechselwirkung in einen regulären Wigner-Kristall kondensieren. Dieser elektronische Kristall kann mittels resonanter optischer Spektroskopie nachgewiesen werden.
Erstmals gelingt die zweifelsfreie Aufnahme einer Staubscheibe um einen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Sie enthält genug Material für bis zu drei Monde von der Größe des Erdmondes.
Am 9. August 2021 hat der Weltklimarat, das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), den Bericht der Arbeitsgruppe I des sechsten Sachstandsberichts veröffentlicht. Dieser fasst den aktuellen Stand des Klimawandels zusammen, basierend auf mehr als 14 000 wissenschaftlichen Studien. Veronika Eyring ist Koordinierende Leitautorin des Kapitels 3 „Der menschliche Einfluss auf das Klimasystem“.
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Seit 2015 die ersten Gravitationswellen beobachtet wurden, hat sich ein bis dahin unbekannter Teil des Universums nach und nach einer neuen Form der Astronomie erschlossen. Nach nunmehr fünf Jahren sind die Signale zahlreicher Doppelsysteme von Schwarzen Löchern und zweier Neutronensternpaare entdeckt worden. Viele Wünsche der wissenschaftlichen Gemeinde haben sich damit erfüllt, aber die Daten hielten auch einige Überraschungen bereit
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Photosynthese versorgt das Leben auf der Erde mit Energie. Allerdings ist der beobachtete Wirkungsgrad der biologischen Energieerzeugung wesentlich geringer als etwa die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie in Photovoltaikanlagen. Warum ist das so? Die Antwort liefert die Thermodynamik – aber nicht so direkt, wie man zunächst vermuten könnte. Zum Verständnis braucht man einen Blick auf das gesamte Ökosystem und wie dieses mit der Atmosphäre Kohlenstoff und Wasser austauscht.
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Das Kilogramm ist die SI-Einheit der Masse und war über nahezu 130 Jahre durch das Urkilogramm definiert. Mit der Neudefinition der SI-Einheiten basiert das Kilogramm nun auf dem Planckschen Wirkungsquantum als Fundamentalkonstante. Um es entsprechend darstellen zu können, wurde parallel zu anderen Methoden die Kibble-Waage entwickelt. Ihre Perfektionierung erforderte einige Jahrzehnte.
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Sigrid Thaller, Richard Močnik, Leopold Mathelitsch
Beim Gewichtheben im Sport ist nicht nur Kraft, sondern auch die Technik essentiell. Auch im Alltag ist das richtige Ausführen des Hebens wichtig, um Abnützungen und Verletzungen zu vermeiden.
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Andreas Schadschneider, Armin Seyfried
Überfüllte Bahnhöfe und Züge, die Organisation von Großveranstaltungen oder die Evakuierung von Stadien oder Theatern: Wenn sich viele Menschen ansammeln, kann es zu Stau und Gedränge kommen. Dann ist die Stauforschung für den Fußgängerverkehr gefragt. Hier hat die Physik in den letzten zwanzig Jahren wichtige Beiträge geliefert.
Stefanie Peter, Pascal Klein, Thomas Wilhelm, Jochen Kuhn
Zu den Sensoren an Bord heutiger Smartphones gehören auch integrierte Barometer. Clever eingesetzt, kann man mit diesen Luftdrucksensoren das Smartphone zur Waage machen.
Solarthermische Kraftwerke können heute kommerziell Solarstrom nach Bedarf produzieren. Zu dieser Technologie formulierten zwei Astronomen von der University of Arizona bereits 1971 eine Vision, die inzwischen recht genau eingetroffen ist. Allerdings waren dafür mehrere Anläufe nötig.
Er bestieg Berge, um den Luftdruck zu messen, und sein ganzes Leben war ein Aufstieg. Heute ist er durch ein Gasgesetz und als ein Pionier der Atomtheorie berühmt.
Um seine sinnesphysiologischen Arbeiten erkenntnistheoretisch zu verstehen, begriff Hermann von Helmholtz Empfindungen als „Zeichen“, die kein Abbild von Objekten sind, sondern wie Wörter einer Sprache gedeutet werden müssen.
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