Nachfolger fürs Silizium? Forschende haben erstmals Computerchips hergestellt, in denen zehntausende Transistoren in mehreren Lagen übereinanderliegen – ohne den Halbleiter Silizium. Möglich wurde die Herstellung dieser monolithischen 3D-Chips durch die Verwendung der zweidimensionalen Halbleiter Molybdändisulfid oder Wolframdiselenid. Anders als Silizium erlauben diese einlagigen Materialien die Produktion dichter, mehrschichtiger Chips in einem Prozess, wie das Team in „Nature“ berichtet.

Paper ist ärgerlicherweise nicht frei zugänglich.

I have never thought about this and was quite surprised about the found asymmetry. Unfortunately have not yet found a German report on this matter.

Paper: Heating and cooling are fundamentally asymmetric and evolve along distinct pathways | PDF

Seit mehr als 250 Jahren versuchen Mathematiker, die Fluiddynamik in die Knie zu zwingen. Sie suchen nach unmöglichen Szenarien, bei denen die grundlegenden Gleichungen des Fachgebiets zusammenbrechen: einen Wirbel, der sich unendlich schnell dreht; eine Strömung, die abrupt stoppt und wieder weiterläuft; oder ein Teilchen, das unendlich schnell an seinen Nachbarn vorbeiströmt.

tl,dr

Auf der Suche nach der Singularität

• Es gibt Hinweise darauf, dass die Gleichungen der Strömungsdynamik in manchen Situationen versagen: In solchen Fällen tauchen Singularitäten auf – unendliche Größen.
• Mathematiker haben inzwischen einen konkreten Fall identifiziert, bei dem die von den Gleichungen vorhergesagte Wirbelstärke ins Unermessliche steigen könnte.
• Doch ein konkreter Beweis dafür steht noch aus. Eine neue Form von KI konnte Fachleuten aber helfen, ihrem Ziel näherzukommen.

Papers:

• Asymptotically self-similar blowup of the Hou-Luo model for the 3D Euler equations | PDF
• Asymptotic self-similar blow-up profile for three-dimensional axisymmetric Euler equations using neural networks | PDF

Pressemitteilung: Mehr Ungenauigkeit in realen Experimenten als bisher gedacht

Paper: Nonequilibrium thermodynamics of uncertain stochastic processes | PDF

ChatGPT-Zusammenfassung:

Eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung in Mainz hinterfragt gängige Vorstellungen über die Grenzfläche zwischen Ozeanen und Luft. Die bisherige Annahme einer elektrischen Doppelschicht aus Ionen an dieser Grenze wird durch die Forschungsgruppe um Yair Litman und Mischa Bonn widerlegt. Tatsächlich besteht die äußerste Schicht größtenteils aus reinem Wasser, während die geladenen Teilchen in der darunterliegenden Wasserschicht stark angereichert sind. Die Struktur dieser Grenzfläche beeinflusst die Wechselwirkung von Ozeanen und Atmosphäre, was für Wetter, Klima und technische Prozesse von Bedeutung ist.

Pressemitteilung: Ein mikroskopischer Blick auf Atmosphärenchemie

Paper: Surface stratification determines the interfacial water structure of simple electrolyte solutions | PDF

Weitere Artikel zum Thema:

• Salzwasser widerspricht gängiger Lehrmeinung | scinexx

Link zum MP3: Folge 353 des Podcasts von Welt der Physik

Älterer Post zum Thema: Graphen statt Silizium: Innovative Halbleitertechnologie entwickelt

Mehr als nur Lärm: Ein Sprint vom kleinen Audio-Einmaleins bis zum Phasealignment mit FFT-Analyzer

Von “Disco Dieter” bis zur ausgewachsenen Stadioninstallation - gegen physikalische Grundprinzipien kann man wenig tun. Manchmal kann man Sie für sich nutzen, meistens geht man Kompromisse ein. Oft lässt sich mit einfachen Mitteln Sound verbessern.

Was ist zu tun gegen störendes Brummen? Wie versteht man Sensitivity und Gainstruktur? Was bedeutet eigentlich 'Phase'? Und wie positioniert man Subwoofer optimal? In diesem Vortrag möchte ich solche und weitere häufig auftretende Probleme bei der Verwendung von Tontechnik und Lautsprechern beleuchten. Ziel ist es, praxisnahe Lösungen und Tipps zu präsentieren, um das Beste aus deinem nächsten Projekt herauszuholen und gängige Herausforderungen erfolgreich zu meistern.

Video: 1080p | 576p - Dauer: 44 min

Atomuhren gelten derzeit als die präzisesten Instrumente, mit denen sich Zeit messen lässt. In Zukunft könnten aber sogenannte Kernuhren – die Anregungen des Atomkerns anstatt der Atomhülle nutzen – noch wesentlich höhere Genauigkeiten erreichen. Einen wichtigen Meilenstein für die Entwicklung einer solchen Kernuhr wurde nun erreicht: Mit dem Röntgenlaser European XFEL haben Physikerinnen und Physiker einen speziellen Übergang im Atomkern des Elements Scandium mit bislang unerreichter Genauigkeit vermessen. Im Interview mit Welt der Physik spricht Ralf Röhlsberger vom Forschungszentrum DESY in Hamburg und dem Helmholtz-Institut Jena über die Experimente und was sie für die Entwicklung von Kernuhren bedeuten.

Älterer Artikel zum European XFEL: „Hier gehen einige technische Meisterleistungen in Betrieb“

Älterer Post zum Thema: Atomkernuhr: Quantensprung im Scandium-Atomkern

Ein Hauch von Kohlenstoff statt Silizium: Forscher haben Graphen Halbleiter-Eigenschaften verschafft und damit neue Möglichkeiten in der Mikroelektronik eröffnet. Die einzelne Schicht aus Kohlenstoffatomen kann demnach für spannende Materialmerkmale sorgen. Die Technologie könnte unter anderem die Entwicklung von kleineren und leistungsfähigeren Mikroelektronik-Bauteilen ermöglichen, sagen die Wissenschaftler.

Paper leider nicht frei zugänglich!

Weitere Artikel zum Thema:

• Ein Halbleiter aus Graphen übertrifft Silizium | Spektrum

Reflektierte Wellen mit verschobenen Phasen führen zu einer Auslöschung beider Wellen

Stetiger Wellenschlag lässt die Ufer von Flüssen und Deiche am Meer erodieren. Massive Wellenbrecher aus Beton schützen heute vor allzu großen Schäden. Eine völlig neuartige Methode schlagen nun französische und britische Forschende vor. Sie entdeckten in Wellensimulationen im Computer, dass kleine Hohlräume an Uferrändern zu einer Auslöschung von Wellen führen können.

Exotische Bindung: Physiker haben erstmals sogenannte „Trilobiten“-Moleküle direkt beobachtet – exotische Atomverbindungen, die ein Interferenzmuster ähnlich einem Trilobitenpanzer erzeugen. Sie entstehen, wenn ein aufgeblähtes Rydberg-Atom ein zweites Atom in sich aufnimmt. Beide Atome sind dann über eine sonst nirgendwo beobachtete Bindungsform verknüpft. Dem Team gelang es mithilfe einer speziellen Methode, solche Rydberg-Moleküle erstmals direkt zu vermessen und mit theoretischen Modellen zu vergleichen.

Paper: Exploring the vibrational series of pure trilobite Rydberg molecules | PDF

Physik des Alltags: Wenn an Silvester die Sektkorken knallen, dann steckt weit mehr dahinter, als wir vielleicht glauben. Denn das typische „Plopp“ geht auf faszinierende und ziemlich rasante physikalische Prozesse zurück, wie nun eine Studie enthüllt. Demnach kommt es im Flaschenhals zu schnellen Gasströmen, die die Schallmauer durchbrechen und sogar eine winzige Mach-Scheibe erzeugen, wie man sie von Düsenjets kennt. Gleichzeitig wird ein Teil des CO2 schockgefrostet und erzeugt den Sekt-„Rauch“ aus Trockeneiskristallen.

Paper: Simulating the opening of a champagne bottle | PDF

Für mich ein weiterer Anwärter auf einen Ig-Nobelpreis 😁

Was waren die spannendsten Entdeckungen und Durchbrüche in der Physik des Jahres 2023? Das Magazin „Physics World“ hat die Top Ten des Jahres gekürt. Unter ihnen sind Quantenverstärker, ein Doppelspaltexperiment in der Zeit und ein Falltest für Antimaterie. Außerdem Überaschall-Risse, Atomaufnahmen und frühe Galaxien. Im Grenzbereich zwischen Physik, Technik und Medizin stehen zudem ein neuronaler „Schrittmacher“ für Gelähmte und ins Gewebe integrierte Elektroden.

Zeitlicher Doppelspalt

Doppelspalt-Experiment in der Zeit - Zeitliche "Schlitze" erzeugen Interferenz-Effekt im Farbspektrum

Quanten-Verstärker

Erste Fernübertragung verschränkter Ionen-Qubits - Physiker verschränken erstmals Quantenbits aus Ionen über 500 Meter in einem Quantennetzwerk

Antimaterie im Falltest

Fällt Antimaterie nach unten oder oben? - Experiment enthüllt erstmals, wie Antimaterie auf die Schwerkraft reagiert

Überschall-Risse

Überschall im Diamant - Defekte breiten sich im geschockten Kristall schneller aus als transversale Schallwellen

Elektronenorbitale

Elektronenorbitale sichtbar gemacht - Rasterkraftmikroskop und Pico-Spektroskopie zeigen Orbital-Unterschiede bei Eisen und Cobalt

Protonenstruktur

Fabrik für „Geisterteilchen“ - MINERvA-Experiment nutzt Neutrino-Strahl für die Erforschung des Protons

Galaktische Blasen

Astronomen der EIGER Collaboration haben mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops das Licht von Quasaren aus der frühen Anfangszeit des Kosmos analysiert. Die Resultate zeigten Blasen ionisierter Gase im Umfeld früher Galaxien, die Aufschluss über den Ablauf der Reionisierung des Alls liefern

Raumzeit im Labor

Dafür erzeugten sie ein Bose-Einstein-Kondensat aus Kalium-Atomen – das Raumzeit-Analog – und beobachteten, wie sich dieses durch quantenphysikalische Anregungszustände veränderte.

Injizierbare Elektroden

Englischer Artikel: Researchers grow electronics directly inside living tissue

„Schrittmacher“ für Querschnittsgelähmte

Nach ersten Erfolgen bei drei Testpatienten im Jahr 2022 ist es dem Team in diesem Jahr gelungen, einen gelähmten Patienten mithilfe weiterer Optimierungen ihrer Methode wieder zu einem fast normalen Gang zu verhelfen.

Original-Artikel: Physics World reveals its top 10 Breakthroughs of the Year for 2023

Paper: Reversible dynamics with closed time-like curves and freedom of choice | PDF