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Forschende haben mit Forschenden aus der Ukraine und Deutschland untersucht, wie sich die zerstörte ukrainische Energieinfrastruktur mit erneuerbarer Energie wiederaufbauen lässt. Demnach ermöglichen Solarund Windkraft eine schnelle, dezentrale Versorgung und beugen der Korruption vor. Die Energieinfrastruktur zählt zu den Hauptzielen der russischen Angriffe auf die Ukraine.

Forschende der ETH Zürich und des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme haben ein Roboterbein mit künstlichen Muskeln entwickelt. Inspiriert von Lebewesen, springt es wendig und energieeffizient über verschiedene Terrains. Seit bald 70 Jahren tüfteln Erfinder und Forschende an der Entwicklung von Robotern.

Forschende der Universität Basel haben untersucht, wie die ferromagnetischen Eigenschaften von Elektronen im zweidimensionalen Halbleiter Molybdändisulfid besser verstanden werden können. Sie zeigen, dass die Energie, die benötigt wird, um einen parallel ausgerichteten Elektronenspin umzudrehen, auf Überraschend einfache Art gemessen werden kann.

Mit Radarstrahlen durchleuchten Forschende auf dem Jungfraujoch Eis und Schnee. Manchmal müssen sie in eisige Höhen aufsteigen, um Satellitendaten zu verstehen. Die Forschenden sind jedoch nicht nur an der Gletscherschmelze interessiert. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen sie die Dicke der Schneedecke direkt mit dem Radar messen können.

Forschenden der ETH Zürich ist es gelungen, Ionen mittels statischen elektrischen und magnetischen Feldern einzufangen und an ihnen Quantenoperationen durchzuführen. In Zukunft könnten mit solchen Fallen Quantencomputer mit deutlich mehr Quantenbits als bisher realisiert werden. Die Energiezustände der Elektronen in einem Atom unterliegen den Gesetzen der Quantenmechanik: Das heisst, sie sind nicht kontinuierlich verteilt, sondern beschränken sich auf bestimmte, festgelegte Werte - was man als quantisiert bezeichnet.

Von Forschenden neu entwickelte künstliche Muskeln, die Roboter antreiben, haben gegenüber bisherigen Technologien mehrere Vorteile. Sie könnten Überall dort zum Einsatz kommen, wo Roboter nicht starr, sondern weich sein sollen oder sie mehr Gefühl im Umgang mit ihrer Umgebung brauchen. Viele Robotiker und Robotikerinnen träumen davon, Roboter nicht nur aus Metall oder anderen harten Materialien und Motoren zu bauen, sondern sie weicher und anpassungsfähiger zu gestalten.

Forschende haben in einem künstlich hergestellten Material eine neue Art nachgewiesen. Das Material wird dadurch ferromagnetisch, dass Elektronen ihre Bewegungsenergie minimieren. von Oliver Morsch Damit ein Magnet an der Kühlschranktür haftet, müssen in seinem Inneren mehrere physikalische Effekte perfekt zusammenspielen.

Im Rahmen einer Zusammenarbeit haben Forscherinnen und Forscher eine überraschende magnetische Eigenschaft eines exotischen Materials entdeckt. Sie würde es Computern ermöglichen, weniger als ein Millionstel der Energie zu verbrauchen, die zum Schalten eines einzigen Bits erforderlich ist. In der Welt der Materialwissenschaft werden immer wieder Materialien mit exotischen Eigenschaften entdeckt oder hergestellt.

Forschende der ETH Zürich erreichten erstmals einen Formgedächtniseffekt bei Objekten, die nur wenige Nanometer dünn sind. Das lässt sich nutzen, um winzige Maschinen und kleine Roboter im Nanomassstab herzustellen. Legierungen, die nach Verformungen zu ihrer Ausgangsstruktur zurückwechseln können, besitzen ein sogenanntes Formgedächtnis.

Wissenschaftler der EPFL haben einen neuen Ansatz für die Elektronik erdacht, der die Gestaltung von Metastrukturen auf der Ebene der Subwellenlängen beinhaltet. Sie könnte die nächste Generation von Hochgeschwindigkeitsgeräten für den Austausch massiver Datenmengen einleiten, mit Anwendungen in der 6G-Kommunikation und darüber hinaus.

Physiker der Universität Basel haben erstmals experimentell belegt, dass es eine negative Korrelation gibt zwischen den beiden Spins eines verschränkten Elektronenpaares aus einem Supraleiter. Für ihre Untersuchung verwendeten sie Spinfilter aus Nanomagneten und Quantenpunkten, wie sie im Wissenschaftsjournal 'Nature' berichten.

Forschende haben eine Methode entwickelt um mehrere Nanopartikel gleichzeitig auf Temperaturen von nur wenigen Tausendstel Grad über dem absoluten Nullpunkt abzukühlen. Mit dieser neuen Methode können Quanteneffekte mehrerer Nanopartikel studiert und hochempfindliche Sensoren gebaut werden. In den letzten vierzig Jahren haben Physiker:innen gelernt, immer grössere Objekte auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt abzukühlen: Atome, Moleküle und zuletzt auch Nanopartikel, die aus Milliarden von Atomen bestehen.

Materialien extrem abzukühlen ist wichtig für die physikalische Grundlagenforschung und technische Anwendungen. Basler Forschern ist es nun gelungen, einen elektrischen Schaltkreis auf einem Chip durch Verbesserung eines speziellen Kühlschranks und eines Niedrigtemperatur-Thermometers auf 220 Mikrokelvin zu kühlen - nahe dem absoluten Temperatur-Nullpunkt.

Identische Lichtteilchen (Photonen) sind wichtig für viele Technologien, die auf der Quantenphysik beruhen. Ein Team von Forschenden aus Basel und Bochum hat nun identische Photonen mit unterschiedlichen Quantenpunkten erzeugt - ein wichtiger Schritt für Anwendungen wie abhörsichere Kommunikation und Quanteninternet.

Forschenden der ETH Zürich ist es erstmals gelungen, Exzitonen - also Quasiteilchen aus negativ geladenen Elektronen und positiv geladenen Fehlstellen - in einem Halbleitermaterial mit steuerbaren elektrischen Feldern einzufangen. Die neue Technik ist sowohl für die Herstellung von Einzelphotonen-Quellen als auch für die Grundlagenforschung wichtig.

Header Forschende der und der Frankfurt School haben ein künstliches neuronales Netzwerk entwickelt, das anspruchsvolle Steuerungsprobleme lösen kann. Das selbstlernende System kann für die Optimierung von Lieferketten und Produktionsprozessen gleichermassen eingesetzt werden, wie für Smart Grids oder Verkehrsleitsysteme.

Forschende am PSI haben zum ersten Mal beobachtet, wie sich winzige Magnete in einer speziellen Anordnung nur aufgrund von Temperaturänderungen ausrichten. Der Einblick in die Vorgänge innerhalb von sogenanntem künstlichem Spin-Eis könnte eine wichtige Rolle spielen bei der Entwicklung neuartiger Hochleistungsrechner.

Quantenbits (Qubits) sind die kleinsten Informationseinheiten eines Quantencomputers. Zu den aktuell grössten Herausforderungen bei der Entwicklung eines solch leistungsfähigen Computers zählt die Skalierbarkeit. Einen Durchbruch in diese Richtung hat eine Forschungsgruppe der Universität Basel zusammen mit Kollegen des IBM Forschungslabors in Rüschlikon zu verzeichnen.

Mehr Wärmepumpen in Gebäuden und mehr Elektroautos auf den Strassen führen künftig zu einem Anstieg des Stromverbrauchs in der Schweiz. Zur Deckung dieses steigenden Bedarfs sind wir auf Stromimporte angewiesen, die allerdings häufig einen grossen CO2-Fussabdruck aufweisen, da sie etwa aus Gasoder Kohlekraftwerken stammen.

Quanteneffekte in Supraleitern könnten der Halbleitertechnologie eine neue Wendung geben. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der Universität Cornell im US-Bundesstaat New York haben ein Verbundmaterial identifiziert, das Quantenbauelemente in die Halbleitertechnologie integrieren und damit elektronische Bauteile deutlich leistungsstärker machen könnte.