Physik in unserer Zeit 5 / 2026

Künstliche Intelligenz droht, einer der größten Energieverbraucher der Menschheit zu werden. Der Grund liegt in der geringen Effizienz der herkömmlichen Halbleitertechnologie. Abhilfe versprechen radikal neue Konzepte. An einem solchen Konzept forschen wir: Ein sogenannter Reservoir-Computer, der Magnonen, also Spinwellen, nutzt.

Mit einem einzigartigen Mikroskopaufbau an einem Rastertunnelmikroskop lassen sich die Lichtsignale einzelner Atome und Moleküle erfassen. Dank des optimierten Aufbaus konnte unser Team an der TU Braunschweig einen neuen Rekord bei der Detektionseffizienz aufstellen.                      

Wir stellen die Architektur für einen analogen Prozessor für Künstliche Intelligenz (KI) vor. Er kombiniert die Vorteile elektronischer und optischer Informationsverarbeitung. Durch Verwendung hocheffizienter Galliumnitrid-MikroLEDs arbeitet er dabei besonders energieeffizient.                      

Ab 2030 wird der LHC in der Hochratenphase laufen. Die erheblich gesteigerte Proton-Proton-Kollisionsrate erfordert ein grundlegendes Update der beiden großen Detektoren ATLAS und CMS, dessen Runderneuerung hier vorgestellt wird.                 

Lasererzeugte Nanoplasmen sind mikroskopische Labore für extreme Materiezustände. Der Zerfall dieses äußerst instabilen Zustands in einer Coulomb-Explosion manifestiert sich in schnellen Elektronen, hochgeladenen Ionen und kurzwelliger Strahlung. Ihre Analyse offenbart Einblicke in die hochdynamischen Prozesse der Ionisation und Relaxation. Kürzlich gelang die Rekonstruktion der ursprünglichen Geometrie aus den Energiespektren der Ionen. Damit könnte die Strukturbestimmung in bisher schwer zugänglichen Größenbereichen gelingen.                      

Halbleiter-Spin-Qubits in Quantenpunkten stehen vor dem vermeintlichen Dilemma, dass schnelle Spin-Kontrolle durch stärkere Kopplung an das Umfeld nur auf Kosten der Kohärenz möglich ist. Da deren Eigenschaften empfindlich vom einbettenden elektrostatischen Potential abhängen, lässt sich dieser Gegensatz durch eine gezielte Feinabstimmung des elektrostatischen Potentials spürbar entschärfen. Besonders bei Loch-Spin-Qubits in Germanium ermöglicht eine starke, elektrisch modifizierbare Spin-Bahn-Kopplung, die Qubits zugleich schneller und robuster zu machen.                      

Ein Sturz in ein Schwarzes Loch soll die Planck-Skala experimentell zugänglich machen. Überdies feiert Egan in seiner Story die Poesie von Feynman-Diagrammen.                      

Lange gereiften Weinen kann der Kontakt mit Sauerstoff schaden – hier hilft Vakuumieren.                      

Lokal oder nichtlokal: die Auseinandersetzung mit dieser Frage machte ihn berühmt.                      

Kann Kunst vom „scientistischen“ Leiden heilen durch eine sinn- und hoffnungstiftende Erfahrung der Wirklichkeit?