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Ultrapräzise Uhr, synchronisiert auf Rekorddistanz

20.10.2022

Chinesischen Physikern ist es gelungen, die Arbeit zweier Uhren in einer Rekordentfernung von 113 Kilometern perfekt zu synchronisieren. Potenziell wird dies eine unglaublich genaue physikalische Forschung ermöglichen – und nicht nur.

Seit 1967 entspricht eine Sekunde offiziell 9192631770 Perioden elektromagnetischer Strahlung, die dazu führt, dass die Elektronen im Cäsium-133-Atom ihren Zustand ändern.

Heute nutzen optische Uhren ein noch präziseres „Ticken“ von chemischen Elementen wie Strontium, Rubidium, Calcium und Ytterbium. Die Hauptanforderung ist, dass die Atome gegenüber magnetischen, elektrischen und elektromagnetischen Feldern unempfindlich sind, also keinen äußeren Einflüssen ausgesetzt sind.

Im vergangenen Jahr haben zwei unabhängige Physikerteams der University of Colorado und der University of Tokyo eine neue hochpräzise optische Gitteruhr entwickelt. Für ihre Arbeit teilten sie sich einen Preis in Höhe von 3 Millionen US-Dollar von der Jury des Breakthrough Prize.

Dies ermöglichte die Herstellung von Atomuhren, die nach bis zu 4 Billionen Jahren ihres Betriebs um eine Sekunde desynchronisieren würden.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Smart Plants melden Schimmel und Radon im Haus 24.07.2018

Inspiriert von Rauchmeldern und intelligenten Beleuchtungssystemen verändern Wissenschaftler Zimmerpflanzen genetisch, um schädliche Chemikalien von Schimmelpilzen und anderen Pilzarten zu erkennen – und Hausbesitzer darauf aufmerksam zu machen. Wenn sie herausfinden, wie Zimmerpflanzen auf andere Bedrohungen in der Luft reagieren – wie etwa das gesundheitsgefährdende Gas Radon –, wird die Zukunft „intelligente Pflanzen“ hervorbringen, die eine Reihe von Problemen lösen können.

Auf einem landwirtschaftlichen Betrieb wurde die Idee der „Smart Plants“ bereits im Feld erprobt. Von 2012 bis 2013 modifizierten Wissenschaftler den Klee von Tal (Arabidopsis thaliana), sodass die Blätter der Pflanze große Mengen an orange fluoreszierendem Protein produzierten, wenn sie auf krankheitserregende Bakterien trafen. Dazu identifizierten die Forscher zunächst jene Gene in der Pflanze, die auf schädliche Chemikalien in der Luft reagieren sollten. Dann fügten sie der DNA des Klees synthetische „Verstärker“ hinzu, um die „Kraft“ der Reaktion zu erhöhen. Um das Signal zu erkennen, mussten die Landwirte lediglich eine dunkle Brille mit Lichtfilter aufsetzen und sehen, ob die Blätter ihre Farbe änderten – von grün nach orange.

Wahrscheinlich kann diese Technologie nicht nur auf einem Bauernhof, sondern auch in einem Haus und in einer Stadtwohnung angewendet werden. "Grüne Wände" aus gentechnisch veränderten Pflanzen könnten in der Nähe von Lüftungsschlitzen installiert werden, wo sie eines Tages das Wachstum von Schimmelpilzen und die Ausbreitung von Viren wie dem Grippevirus in der Luft spüren könnten. Um das Alarmsignal an diesen Pflanzen zu sehen, müssen Sie eine Lampe mit ultraviolettem Licht auf die Blätter richten. Wissenschaftler hoffen, bald Proteine in Zimmerpflanzen zu finden, die ein Signal auslösen können, das der Mensch ohne Hilfsmittel erkennen kann.

Doch bevor die neue Technologie Realität wird, müssen Forscher die DNA mehrerer Zimmerpflanzenarten analysieren, um herauszufinden, welche Reaktionen manipuliert werden können und wie sie uns Gefahren signalisieren können. Im Gegensatz zu Nutzpflanzen und vielen beliebten Blütenpflanzen ist über Zimmerpflanzengene noch nicht viel bekannt.

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