news

Ein Forschungsteam der Universität Basel hat erstmals in bisher unerreichter Detailgenauigkeit beobachtet, wie Energie in einem Halbleitermaterial nach der Anregung mit extrem kurzen Laserpulsen weiterfliesst. Diese Energieflüsse besser zu verstehen bildet eine wichtige Grundlage für effizientere elektronische Geräte und Computerchips.

Eine neue Studie von Forschenden der ETH Zürich und des Paul Scherrer Instituts PSI in Zusammenarbeit mit Partnern in Afrika zeigt: In vielen Ländern Afrikas könnten Elektrofahrzeuge schon vor 2040 wirtschaftlich konkurrenzfähig sein. Vorausgesetzt, die Ladeinfrastruktur ist speziell für solarbetriebene netzunabhängige Systeme entwickelt und ausgerichtet.

In Zusammenarbeit mit einem deutschen Team haben Wissenschaftler der EPFL nachgewiesen, dass die spiralförmige Geometrie winziger, verdrillter Magnetröhren die Übertragung von Daten durch Quasiteilchen, sogenannte Magnonen, statt durch Elektronen ermöglichen kann. Die Magnonik, ein aufstrebender Teilbereich der Ingenieurwissenschaften, befasst sich mit der Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungscodierung von Informationen bei gleichzeitiger Begrenzung des Energieverlusts, unter dem die Elektronik leidet.

Wissenschaftler der EPFL haben einen elektronischen Sensor auf Faserbasis entwickelt, der auch dann noch funktionstüchtig bleibt, wenn er auf mehr als das Zehnfache seiner ursprünglichen Länge gedehnt wird. Das Gerät ist vielversprechend für intelligente Textilien, Geräte zur funktionellen Rehabilitation und flexible Robotik.

Eine an der EPFL entwickelte Methode ermöglicht es, Elektronenspektrometer mit höchster Genauigkeit zu kalibrieren, indem Mikrowellen-, optische und Freie-Elektronen-Frequenzen kombiniert werden. In der Wissenschaft ist die Frequenz eine der am genauesten messbaren Grössen. Mithilfe optischer Frequenzkämme - Werkzeuge, die eine Reihe präziser, äquidistanter Frequenzen wie die Teilstriche eines Lineals erzeugen - können Wissenschaftler Frequenzen über das gesamte elektromagnetische Spektrum hinweg, von Mikrowellen bis hin zu optischem Licht, kombinieren.

Forschende der Universität Basel haben ein Quanten-Bit gleichzeitig schneller und robuster gemacht. Dies könnte in Zukunft bei der Entwicklung von Quantencomputern helfen. Auf Quantencomputern ruhen grosse Hoffnungen: Sie sollen bestimmte Rechnungen viel schneller ausführen als heutige Supercomputer und so wissenschaftliche und praktische Probleme lösen, an denen sich normale Computer die Zähne ausbeissen.

Die Wissenschaft rätselte mehr als 100 Jahre, ob in der Frühzeit der Erde - als ihr Kern anders als jetzt noch vollständig flüssig war - bereits ein stabiles Magnetfeld erzeugt wurde. Jetzt hat ein Team von Geophysikern mit einer Simulation gezeigt, dass dies sehr wahrscheinlich war. Wie gut, dass die Erde ein Magnetfeld hat: Es schützt den Planeten und sein Leben vor schädlicher kosmischer Strahlung.

Wir sind ständig umgeben von elektromagnetischem Rauschen - erzeugt von Mobiltelefonen, WLAN-Routern, Stromleitungen oder natürlichen Quellen. Im Allgemeinen wird dieses Rauschen als nutzlose Störung oder sogar als gefährlich empfunden. Ein Forschungsteam der Universität Freiburg hat nun ein Material entdeckt, mit dem dieses Rauschen sehr effizient in elektrische Signale und Ströme umgewandelt werden kann, die wiederum batterielose Elektrogeräte, Lichtquellen oder mechanische Antriebe mit Strom versorgen können.

Wenn Bruchteile von Sekunden entscheiden: Forschende haben ein Verfahren für High-Tech-Dünnschichten entwickelt, in dem ein ausgeklügeltes Timing hochwertige funktionale Schichten bei niedriger Prozesstemperatur ermöglicht. Anwendungen für die neue Methode gibt es sowohl in der Halbleiter-Industrie als auch in künftigen Quantenund Photonik-Technologien.

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.