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Der größte Start in der Geschichte und der wichtigste seit 30 Jahren - das James-Webb-Weltraumteleskop wird heute gestartet

Eine Ariane-5-Rakete soll heute zwischen 13.20 und 13.52 Uhr deutscher Zeit zum Start des James Webb Space Telescope (JWST) abheben. Dies wird das größte wissenschaftliche Instrument sein, das jemals von Menschen ins All gebracht wurde, und das wichtigste seit 31 Jahren, seit dem Start des Hubble-Teleskops. Entgegen der landläufigen Meinung ist das Webb-Teleskop nicht als Ersatz für Hubble gedacht, sondern als Ergänzung. Wissenschaftler aus aller Welt setzen große Erwartungen in das Observatorium, an dessen Aufbau neben der NASA auch die Europäische Weltraumorganisation und die Kanadische Weltraumorganisation beteiligt sind.

Der Start des außergewöhnlichen Teleskops kann live auf dem YouTube-Kanal der NASA verfolgt werden.

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Gravitationswellen können zur Erklärung der Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie beitragen

Menschen, Erde oder Sterne sind entstanden, weil in der ersten Sekunde der Existenz des Universums mehr Materie als Antimaterie produziert wurde. Diese Asymmetrie war äußerst gering. Auf je 10 Milliarden Teilchen Antimaterie kommen 10 Milliarden + 1 Teilchen Materie. Dieses minimale Ungleichgewicht führte zur Entstehung des materiellen Universums, ein Phänomen, das die moderne Physik nicht erklären kann.

Denn aus der Theorie folgt, dass genau die gleiche Anzahl von Materie- und Antimaterieteilchen entstanden sein müsste. Eine Gruppe theoretischer Physiker hat festgestellt, dass es nicht auszuschließen ist, dass wir in der Lage sind, nicht-optische Solitonen - Q-Balls - zu entdecken, und dass ihre Entdeckung es uns ermöglichen würde, die Frage zu beantworten, warum nach dem Urknall mehr Materie als Antimaterie entstand.

Gegenwärtig gehen die Physiker davon aus, dass die Asymmetrie von Materie und Antimaterie in der ersten Sekunde nach dem Urknall entstanden ist und dass das entstehende Universum in dieser Zeit rasch an Größe zunahm. Die Überprüfung der Theorie der kosmologischen Inflation ist jedoch äußerst schwierig. Um sie zu testen, müssten wir riesige Teilchenbeschleuniger einsetzen und ihnen mehr Energie zuführen, als wir erzeugen können.

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Molekularer Lichttransformator: Sehen, was man vorher nicht sehen konnte

Forscher mehrerer europäischer Universitäten und des chinesischen Wuhan Institute of Technology haben eine neue Methode entwickelt, um Licht im tiefen Infrarotbereich zu erkennen, indem sie dessen Frequenz in die des sichtbaren Lichts umwandeln. Das Gerät kann den "Sichtbereich" empfindlicher Detektoren für sichtbares Licht bis in den Infrarotbereich erweitern. Die als bahnbrechend bezeichnete Entdeckung wurde in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Die Frequenzumstellung ist keine leichte Aufgabe. Aufgrund des Energieerhaltungssatzes ist die Frequenz des Lichts eine grundlegende Eigenschaft, die sich nicht ohne Weiteres ändern lässt, indem man das Licht an einer Oberfläche reflektiert oder es durch ein Material leitet. Bei niedrigeren Frequenzen reicht die vom Licht transportierte Energie nicht aus, um die Photorezeptoren in unseren Augen und in vielen Sensoren zu aktivieren, was ein Problem darstellt, da sich vieles im Frequenzbereich unterhalb von 100 THz abspielt, d. h. im mittleren und fernen Infrarot. Ein Körper mit einer Oberflächentemperatur von 20 °C sendet beispielsweise Infrarotlicht mit Frequenzen von bis zu 10 THz aus, das mit Hilfe der Wärmebildtechnik "gesehen" werden kann. Darüber hinaus haben chemische und biologische Substanzen ausgeprägte Absorptionsbanden im mittleren Infrarotbereich, was bedeutet, dass wir sie mit Hilfe der Infrarotspektroskopie zerstörungsfrei identifizieren können.

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Brauchen Galaxien keine dunkle Materie? Wachsende Kluft zwischen Theorie und Beobachtungen

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Wissenschaftlern aus den Niederlanden berichtet, dass sie in der Galaxie AGC 114905 keine Spuren von dunkler Materie gefunden haben. Es wird inzwischen allgemein angenommen, dass Galaxien nur dank dunkler Materie existieren können, deren Wechselwirkung sie zusammenhält.

Vor zwei Jahren berichteten Pavel Mancera Piña und sein Team von der Universität Groningen, dass sie sechs Galaxien mit wenig oder gar keiner dunklen Materie gefunden haben. Damals wurde ihnen von ihren Kollegen gesagt, sie sollten besser suchen, dann würden sie feststellen, dass es sie geben muss. Jetzt, nach 40 Stunden Beobachtung mit dem Very Large Array (VLA), haben die Wissenschaftler bestätigt, was sie schon früher festgestellt hatten - die Existenz von Galaxien ohne dunkle Materie.

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Einer, der sie alle beherrscht. Physiker haben die Architektur eines photonischen Quantencomputers vereinfacht

Moderne Quantencomputer sind sehr komplexe Geräte, die schwer zu bauen und zu skalieren sind und für deren Betrieb extrem niedrige Temperaturen erforderlich sind. Aus diesem Grund interessieren sich Wissenschaftler seit langem für optische Quantencomputer. Photonen können Informationen leicht übertragen, und ein photonischer Quantencomputer könnte bei Raumtemperatur funktionieren. Das Problem ist jedoch, dass man zwar weiß, wie man einzelne Quantenlogik-Gatter für Photonen baut, es aber eine große Herausforderung ist, eine große Anzahl von Gattern zu schaffen und sie so zu verbinden, dass komplexe Berechnungen durchgeführt werden können.

Ein optischer Quantencomputer könnte jedoch eine einfachere Architektur haben, argumentieren Forscher der Stanford University in Optics. Sie schlagen vor, ein einzelnes Atom mit Hilfe eines Lasers zu manipulieren, das seinerseits - mit Hilfe des Phänomens der Quantenteleportation - den Zustand eines Photons verändert. Ein solches Atom kann zurückgesetzt und in mehreren Quantengattern verwendet werden, so dass es nicht notwendig ist, verschiedene physikalische Gatter zu bauen, was wiederum die Architektur eines Quantencomputers erheblich vereinfachen wird.

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Deformierte Atomkerne sind doppelt magisch. Wissenschaftler haben die fehlende Masse an Zirkonium-80 gefunden

Wissenschaftler des National Superconducting Cyclotron Laboratory (NSCL) und der Facility for Rare Isotope Beams (FRIB) an der Michigan State University haben das Rätsel der fehlenden Masse von Zirkonium-80 gelöst, ein Rätsel, auf das sie selbst gestoßen sind. Die am NSCL durchgeführten Experimente haben gezeigt, dass der Kern von Zirkonium-80, der 40 Protonen und 40 Neutronen enthält, viel leichter ist als er sein sollte. Nun haben die Theoretiker am FRIB Berechnungen durchgeführt, die Antworten auf die Frage liefern, was mit der fehlenden Masse geschieht.

Die Beziehung zwischen Theoretikern und Experimentalphysikern ist wie ein koordinierter Tanz, sagt der Hauptautor der in Nature Physics veröffentlichten Arbeit, Alec Hamaker. Manchmal sind es die Theoretiker, die den Weg weisen und etwas vor der experimentellen Entdeckung zeigen, und manchmal entdecken die Experimentatoren etwas, das die Theoretiker nicht erwartet haben, fügt Ryan Ringle hinzu.

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Graphen in einem flexiblen und transparenten Display aus Polen

Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Lodz hat einen Prototyp eines OLED-Displays mit einer Elektrode aus Graphen entwickelt. Die Lösung macht sich die Plastizität und Transparenz des Materials zunutze, um flexible, biegsame Bildschirme und andere Arten von Displays herzustellen.

Dr. Paweł Kowalczyk von der Universität Łódź betont: "Es handelt sich nicht um ein theoretisches Modell, sondern um ein tatsächlich funktionierendes Gerät. Es ist uns gelungen, eine transparente Struktur zu schaffen, die mit OLED-Dioden zusammenarbeitet und es ermöglicht, alle Lösungen der flexiblen Elektronik in der Praxis anzuwenden". Das in der Struktur verwendete Graphen wurde mit Rheniumoxid modifiziert, was zu besseren Parametern des so genannten Ausgangsbetriebs führt, d. h. ohne unnötiges Aufblitzen der Diode.

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Parker Solar Probe ist der Sonne so nahe wie nie zuvor

Die Sonde, die zur Sonne fliegt - die Parker Solar Probe (PSP) - hat kürzlich zwei Rekorde gebrochen. Er ist wieder einmal das sich am schnellsten bewegende vom Menschen geschaffene Objekt und das Objekt, das der Sonne am nächsten gekommen ist. Die Sonde befindet sich derzeit in der Mitte ihrer 10. nahen Begegnung mit unserem Stern.

Nach Angaben der NASA kam die Sonde am 21. November mit einer Geschwindigkeit von 586.864 km/h bis auf 8,5 Millionen Kilometer an unseren Stern heran. In den folgenden Runden wird PSP weiter beschleunigen und näher kommen. Die Sonde entfernt sich allmählich von der Sonne und wird zwischen dem 23. Dezember und dem 9. Januar die Daten, die sie während ihrer Begegnung mit der Sonne sammelt, zur Erde senden.

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Start des Webb-Weltraumteleskops wegen eines unvorhergesehenen Zwischenfalls verschoben

Der für den 18. Dezember geplante Start des James-Webb-Weltraumteleskops hat sich nach einem Zwischenfall bei den Startvorbereitungen um mehrere Tage verzögert. Der neue geplante Starttermin ist der 22. Dezember dieses Jahres.

Der Vorfall ereignete sich bei den Vorbereitungen zur Montage des Teleskops auf einem speziellen Adapter, der es mit einer Ariane-5-Rakete verbindet. Das plötzliche, ungeplante Lösen der Verriegelung, mit der Webb am Adapter befestigt ist, verursachte Vibrationen, die durch das Teleskop hindurchgingen, berichtete die NASA. In einer Presseerklärung wurde mitgeteilt, dass dies während der Arbeiten geschah, für die das französische Unternehmen Arianespace vollständig verantwortlich ist. Das Unternehmen wurde mit dem Start des Teleskops beauftragt, das von Französisch-Guayana aus starten wird.

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