Light

  • A Nano-Roundabout for Light

    Functional principle of a nano-roundabout.  © TU Wien

    At TU Wien, it was possible to create a nanoscale optical element that regulates the flow of light particles at the intersection of two glass fibers like a roundabout. A single atom was used to control the light paths. Just like in normal road traffic, crossings are indispensable in optical signal processing. In order to avoid collisions, a clear traffic rule is required. A new method has now been developed at TU Wien to provide such a rule for light signals. For this purpose, the two glass fibers were coupled at their intersection point to an optical resonator, in which the light circulates and behaves as in a roundabout. The direction of circulation is defined by a single atom coupled to the resonator. The atom also ensures that the light always leaves the roundabout at the next exit. This rule is still valid even if the light consists merely of individual photons. Such a roundabout will consequently be installed in integrated optical chips – an important step for optical signal processing.

  • ALGEN REVOLUTIONIEREN 3D-DRUCK VON ZELLEN

    Felix Krujatz erhält für seine Doktorarbeit auf dem Gebiet der Algenbiotechnologie den Nachwuchsförderpreis der Sächsischen Akademie der Wissenschaften. Kirsten Mann

    Wissenschaftler der TU Dresden gewinnt Nachwuchsförderpreis der Sächsischen Akademie der Wissenschaften / Algenbiotechnologie revolutioniert 3D-Bioprinting / weltweit erster 3D-gedruckter Bioreaktor mit OLEDS macht neue Untersuchungsmethoden möglich. Felix Krujatz, Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden, erhält für seine Doktorarbeit „Entwicklung und Evaluierung neuer Bioreaktorkonzepte für phototrophe Mikroorganismen“ den Nachwuchsförderpreis der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig. Seine Forschungsergebnisse enthalten mehrere Weltneuheiten auf dem Gebiet der Biotechnologie und können u.a. das Bioprinting menschlicher Zellen für regenerative Therapien revolutionieren sowie eine neue Generation von Bioreaktoren hervorbringen. Der Preis wird am 09. Dezember um 16:00 Uhr in Leipzig öffentlich verliehen.

  • Cholesterol important for signal transmission in cells

    CXCR4 receptor which belongs to a group known as G protein-coupled receptors. FAU/Rainer Böckmann

    Cholesterol can bind important molecules into pairs, enabling human cells to react to external signals. Researchers at Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg’s (FAU) Chair of Biotechnology have studied these processes in more detail using computer simulations. Their findings have now been published in the latest volume of the journal PLOS Computational Biology*. FAU researchers Kristyna Pluhackova and Stefan Gahbauer discovered that cholesterol strongly influences signal transmission in the body. Their study focused on the chemokine receptor CXCR4, which belong to a group known as G protein-coupled receptors (GPCRs). These receptors sense external stimuli such as light, hormones or sugar and pass these signals on to the interior of the cell which reacts to them. CXCR4 normally supports the human immune system. However, it also plays an important role in the formation of metastases and the penetration of HIV into the cell interior.

  • Flexible OLEDs glowing from first European open access pilot line

    Flexible OLED on plastic web. Fraunhofer FEP

    Fraunhofer FEP has extensive and long lasting expertise and know-how in operation of its R&D lines for manufacturing of OLED lighting devices. As one of the core team partners within the European pilot line project PI-SCALE Fraunhofer FEP presents first demonstrators of flexible OLED out from this project. The demonstrators represent results from first pilot line production within the PI-SCALE project at the IDW 23rd International Display Workshops in Fukuoka, Japan, from December 7 – 9, 2016 on 4th floor, booth no. 13.

  • Grenzen der optischen Mikroskopie überwinden

    Darstellung von gestreutem Licht. Copyright: Benjamin Judkewitz, Charité – Universitätsmedizin Berlin.

    ERC Starting Grant für interdisziplinäres Charité-Labor. Die Technik der optischen Mikroskopie hat wesentlich zur Begründung der Neurowissenschaften beigetragen. Aus der Forschung ist sie kaum wegzudenken. Allerdings: Bis heute bleibt die mikroskopische Bildgebung in lebenden Organismen auf Tiefen von weniger als einem Millimeter begrenzt. Der Grund dafür ist die Lichtstreuung. Diese Grenze aufzuheben und lebendes Gewebe in tieferen Schichten, beispielsweise in der Hirnrinde, sichtbar zu machen, das hat sich die Forschergruppe um Prof. Dr. Benjamin Judkewitz vorgenommen. In den kommenden fünf Jahren stehen dem Labor nun 1,49 Millionen Euro des Europäischen Forschungsrates (ERC) zur Verfügung.

  • InLight study: insights into chemical processes using light

    “Throwing light into the process”: Determination of chemical parameters by optical measurement through a vessel wall. Fraunhofer ILT, Aachen, Germany.

    Optical process analytics – this fast and non-contact method of measuring chemical and physical parameters provides high-density information without the need to take samples. What’s more, it can be shrunk to a far smaller size and is easy to integrate into existing process lines. From its location in Aachen, Germany, the Fraunhofer Institute for Laser Technology led a consortium to analyze the future potential of this technique in cooperation with BAM and RWTH Aachen University. The purpose of the study, entitled “Inline process analytics with light – InLight” was to develop a technology roadmap and a detailed white paper that will be presented to a wider public in early 2017.

  • Lichtfernbedienung für die Reparatur von Materialien

    Durch Licht-Bestrahlung kann sich die intelligente Kunststoffbeschichtung gezielt selbst reparieren. Bild: Stefan Hecht

    Forscherteam unter Leitung der HU entwickelt intelligente Kunststoffbeschichtung, die sich durch Licht-Bestrahlung gezielt repariert. Muss ein stark beschädigter Alltagsgegenstand ausgewechselt werden, ist das zumeist umweltbelastend und teuer. Um dies in Zukunft zu vermeiden, arbeiten Forscher seit Jahren an der Entwicklung neuer Materialien, die Kratzer oder Risse reparieren können. Ein Team unter Leitung von Forschern der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) hat nun erstmals Kunststoffbeschichtungen entwickelt, die mit Hilfe von Licht gezielt Beschädigungen heilen können. Die Ergebnisse ihrer Studie stellen sie in der Nature Communications vor.

  • Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

    Lichtinduzierte Synthese ermöglicht ein maßgeschneidertes Moleküldesign. Vergleichbar einer bunten Perlenkette platzieren sich Bauteile an die gewünschte Stelle. Grafik: KIT

    Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications.

  • Neue Forschergruppe am IPHT manipuliert Licht mit Nanoantennen

    Prof. Jer-Shing Huang. Foto: privat

    Prof. Dr. Jer-Shing Huang leitet am Leibniz Institut für Photonische Technologien Jena (IPHT) seit dem 1. November die neue Forschergruppe „Nanooptik“. Mit Hilfe winzig kleiner Antennenstrukturen beeinflusst er die Wechselwirkung von Licht und Materie im Nanobereich. Nanostrukturen aus Metall oder Halbleitermaterialien wirken wie optische Antennen, die das eingestrahlte Licht einfangen und auf einen wenige Nanometer kleinen Raum an ihrer Oberfläche zwängen. Da dieses oberflächennahe Lichtfeld etwa die gleiche Größe wie manche Moleküle besitzt, finden Wechselwirkungen zwischen dem Licht und diesen Molekülen statt, die ohne die Antennen nicht möglich wären. Prof. Huang untersucht und steuert die grundlegenden Prozesse dieser Wechselwirkung im Nanobereich.

  • Neues Licht dank Nanostrukturen

    Neues Licht dank Nanostrukturen © Universität Duisburg Essen

    Künftig sollen sie das Innere der Handtasche erhellen oder abendliche Jogger aus dem Dunklen hervorheben: Lichtemittierende elektrochemische Zellen, LECs, bieten gegenüber den bekannten LEDs viele Vorteile, aber noch hapert es – ja, am rechten Licht. Bisher sind nur gelb leuchtende LECs geeignet für den realistischen Einsatz. Für neutraleres Licht braucht man aber mindestens eine weitere Lichtfarbe. Forscher vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) konnten nun erstmals die Farbe gezielt verändern und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit der LECs steigern.

  • Observing the birth of a spectral line

    Absorption in a helium as it depends on the photon energy of the exciting extreme-ultraviolet flash of light and the time delay to the ionizing near-infrared laser pulse acting as a cut-off gate. graphics: MPIK

    Ultrashort intense laser pulses cut into a fundamental quantum phenomenon.
    For the first time, physicists managed to observe in real time how an atomic spectral line emerges within the incredibly short time span of a few femtoseconds, verifying a theoretical prediction. This has been possible by applying a very fast temporal switch: An intense laser pulse cuts off the natural decay shortly after excitation by a preceding laser pulse. The build-up of the asymmetric Fano line shape of two quantum-mechanically interfering electrons in the Helium atom is measured by varying the time delay between the two laser pulses.

  • Quantenmechanik trifft auf Biologie

    Cyanobakterium im Fabry-Pérot Mikroresonator. Weißlicht (oben, bestehend aus vielen Wellenlängen) trifft auf einen „Mikroresonator“ aus zwei Silberspiegeln mit wenigen Mikrometern Abstand, die ein starkes optisches Feld aufbauen. Wird ein Cyanobakterium (Mitte) diesem ausgesetzt, könnten die lichtsammelnden Photosynthese-Komplexe des Bakteriums (Vergrößerung, links) "gleichgeschaltet" bzw. „verschränkt“ werden. Eventuelle Änderungen in der photosynthetischen Effizienz, werden über ein Mikroskopobjektiv (unten, nicht maßstabsgetreu) erfasst und untersucht. Meixner / Universität Tübingen

    VolkswagenStiftung fördert Tübinger Projekt: „A Quantum Beat for Life” untersucht, ob lebende Organismen quantenmechanische Effekte zur Photosynthese nutzen. Pflanzen und viele Bakterien wandeln bei der Photosynthese Licht in chemische Energie um. Der Wirkungsgrad der ersten Schritte der Energiewandlung kann dabei mehr als 99 Prozent erreichen und ist selbst leistungsstärksten Solarzellen weit überlegen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Tübingen wollen mit einem neuartigen Ansatz klären, ob derartige Bakterien und damit auch Blätter quantenmechanische Effekte nutzen, um derart effizient arbeiten zu können. Die VolkswagenStiftung fördert das interdisziplinäre Projekt „A Quantum Beat for Life“ mit 100.000 Euro.

  • Speeding up digital performance using engineered light

    A semiconductor connected to metal electrodes is exposed to an ultra-short laser pulse, generating and steering directly measurable electric currents. Graphic: Christian Hackenberger

    In an experiment carried out at MPQ, the fastest ever switching of electric currents in semiconductors has been achieved with few-cycle laser pulses. Modern electronics and digital technologies rely on the control of electric current in semiconductor devices, from computers to smartphones and amplifiers. An international study by scientists from Monash University (Melbourne, Australia) and the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) lays foundations for a dramatic performance increase of semiconductor-based signal-processing technologies.

  • Traffic jam in empty space

    The Team of physicists in their laser laboratory (from left to right): Philipp Sulzer, Dr. Andrey Moskalenko, Dr. Denis Seletskiy, Maximilian Seeger, Dr. Claudius Riek, Prof. Alfred Leitenstorfer und Prof. Guido Burkard. Uni Konstanz

    New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum. An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by Professor Alfred Leitenstorfer has now shown how to manipulate the electric vacuum field and thus generate deviations from the ground state of empty space which can only be understood in the context of the quantum theory of light.

  • Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife

    Initialen der Universität Potsdam, geschrieben in der Monolage von Mikropartikeln. Prof. Dr. Svetlana Santer.

    Betrachtet man das Reinigen verschmutzter Wäsche nicht unter hauswirtschaftlichem, sondern unter physikalischem Aspekt, könnte man sagen, dass bei diesem Vorgang die Staub- und Fettpartikel durch sogenannte amphiphile Moleküle umhüllt und somit aus den Textilien entfernt werden. Physiker der Universität Potsdam haben jetzt gezeigt, dass dieser alltägliche Vorgang auch in der Mikro- und Nanotechnologie auf neue Weise genutzt werden kann. Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Forschungsergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Scientific Reports“.