Eine Publikation von Forscherinnen und Forschern um Physikerin Prof. Dr. Cornelia Denz gehört nach Angaben der Fachzeitschrift "Optics & Photonics News" zu den weltweit 30 wegweisendsten Arbeiten des Jahres 2020. Die Zeitschrift kürt in ihrer jährlichen Sonderausgabe zum Jahresende die Forschungshöhepunkte des vergangenen Jahres aus den Bereichen Optik und Photonik.
Eine Expertenkommission begutachtete mehr als 115 internationale Studien aus dem Jahr 2020 und wählte daraus die besten Arbeiten aus. Bereits in den vergangenen Jahren war die WWU-Forschergruppe "Nichtlineare Photonik" unter der Leitung von Cornelia Denz am Institut für Angewandte Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster mit mehreren Publikationen in der Liste vertreten.
In einem Video-Telefonat haben der Rektor der Universität Münster und die Prorektorin für strategische Personalentwicklung, Prof. Dr. Johannes Wessels und Prof. Dr. Maike Tietjens, die Autorinnen und Autoren der 14 besten Promotionen aus 14 Fachbereichen mit dem Dissertationspreis ausgezeichnet. Da ein Festakt aufgrund der Corona-Pandemie nicht möglich war, wählte das Rektorat den digitalen Weg, um den Absolventen dennoch persönlich zu gratulieren.
Neuer Schub für die Spitzenforschung an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU): Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert zwei neue Sonderforschungsbereiche (SFB) an der WWU. Die neuen Forschungsverbünde mit den Titeln „inSight – Darstellung organspezifischer Entzündung durch multiskalige Bildgebung“ und „Intelligente Materie: Von responsiven zu adaptiven Nanosystemen“ erhalten zusammen eine Förderung von mehr als 20 Millionen Euro. Die Projekte starten im Januar 2021 und laufen zunächst vier Jahre. Mit den neuen Forschungsverbünden werden zwei Profilschwerpunkte der WWU deutlich verstärkt: Zelldynamik und Bildgebung sowie Nanowissenschaften. „Welch eine großartige Nachricht! Das ist ein eindrucksvoller Erfolg für alle an den SFB beteiligten Wissenschaftler, aber auch für die Universität insgesamt“, betont Rektor Prof. Dr. Johannes Wessels.
Intelligenz ist die Fähigkeit, Informationen wahrzunehmen und als Wissen zu behalten, das auf adaptives Verhalten in einer sich ändernden Umgebung angewendet werden kann. Der SFB „Intelligente Materie: Von responsiven zu adaptiven Nanosystemen“ ist inspiriert von der Frage, ob synthetische Materie künstliche Bausteine liefern kann, um intelligente Material-Eigenschaften zu ermöglichen. Eine solche intelligente Materie bietet neue Perspektiven, beispielsweise für die Entwicklung künstlicher Haut und weicher Robotik mit adaptiver Haptik sowie gehirninspiriertes Rechnen mit reduziertem Energieverbrauch. Intelligente Materie erfordert ein integriertes System aus Materialien und extrem kleinen Komponenten wie Moleküle und Nanoteilchen. Die zentrale wissenschaftliche Frage des SFB lautet daher: Wie entsteht intelligentes Verhalten in einem System nanoskaliger Bausteine, die zusammenarbeiten?
„In der ersten Förderperiode werden wir über responsive Materie hinaus zur adaptiven Materie übergehen. Responsive Materie enthält Bausteine, die bei Einwirkung eines externen Stimulus, wie zum Beispiel Licht oder Strom, eine Änderung der Materialeigenschaften bewirken, während adaptive Materie die zusätzliche Fähigkeit besitzt, Rückkopplung zu verarbeiten, um ihre Eigenschaften zu regulieren“, erklärt Prof. Dr. Bart Jan Ravoo, Sprecher des neuen SFB. Langfristig möchten die Wissenschaftler intelligente Materie entwickeln, die mit ihrer Umgebung interagiert, ihre Eigenschaften selbst reguliert und aus Erfahrungen lernt. Das Forscherteam setzt sich aus Physikern und Chemikern sowie Wissenschaftlern angrenzender Disziplinen der WWU und externen Kooperationspartnern der Universität Twente zusammen. Mit dem Center for Soft Nanoscience verfüge die WWU über eine hervorragende Infrastruktur, um dieses Programm umzusetzen, unterstreicht Bart Jan Ravoo.
Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) verleiht Dr. Alexander Fieguth vom Institut für Kernphysik an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) den diesjährigen Dissertationspreis der Sektion Materie und Kosmos. Die Dissertation ist im Graduiertenkolleg „Starke und schwache Wechselwirkung – von Hadronen zu Dunkler Materie“ bei Prof. Dr. Christian Weinheimer entstanden.
Durch moderne Technik ist es heutzutage möglich, Strukturen im Größenbereich von wenigen Nanometern herzustellen. Diese Welt der kleinsten Teilchen – auch Quantensysteme genannt – finden vielfältige technologische Anwendung; unter anderem in der Magnetfeld-Sensorik, der Informationsverarbeitung, der sicheren Kommunikation oder in ultragenauen Uhren. Die Herstellung von mikroskopisch winzigen Strukturen ist so weit fortgeschritten, dass sie Maße unterhalb der Wellenlänge des Lichts erreichen. Auf diese Weise wird es möglich, die bisherigen Grenzen der Optik zu überwinden und die Quanteneigenschaften des Lichts nutzbar zu machen. Die Nanophotonik ist somit ein wichtiger Zugang zu Quantentechnologien.
Es gibt viele Materialien, die faszinierende Eigenschaften haben. Sogenannte 2-D-Materialien, wie zum Beispiel Graphen, sind seit über 100 Jahren bekannt und ein hoch-aktueller Gegenstand der Grundlagenforschung. Wie sich elektromagnetische Strahlung, etwa Radio-, Mikrowellen- oder Wärmestrahlung, in Materie ausbreitet, unterliegt physikalischen Gesetzen. Diese erklären zum Beispiel, wie Licht bricht, wenn es auf bestimmte Gegenstände trifft. Die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie ist generell schwach, sodass sie kaum gezielt kontrolliert und manipuliert werden kann. Zweidimensionale Materialien, also ultradünne Metalle, die nur aus einer Lage von Atomen und Molekülen bestehen, zeigen derweil ungewöhnliche Effekte – sie können die Wechselwirkung tatsächlich beeinflussen. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift "Advanced Functional Materials" erschienen.
Der Düsseldorfer Industrie-Club e.V. hat Dr. Eileen Otte vom Institut für Angewandte Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) für ihre herausragenden Erkenntnisse zur Lösung fundamentaler Fragestellungen auf verschiedenen Gebieten aktueller Physik sowie deren Anwendungsmöglichkeiten mit dem Wissenschaftspreis 2020 ausgezeichnet. Der Verein vergibt den mit 20.000 Euro dotierten Preis in Zusammenarbeit mit der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste alle zwei Jahre an junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener Fachgebiete. Ziel ist es vor allem, praxisrelevante und anwendungsorientierte Forschung zu fördern, deren Ergebnisse einen innovativen Impuls für die Wirtschaft geben.
In vielen technologisch-relevanten Bereichen, wie zum Beispiel der Katalyse, der Sensorik sowie der Batterieforschung, spielt die Oberfläche von Metallen eine entscheidende Rolle. So erfolgt beispielsweise die Herstellung von vielen chemischen Verbindungen in der Industrie an Metalloberflächen. Deren atomare Struktur bestimmt, ob und wie Moleküle miteinander reagieren. Zugleich beeinflusst die Oberflächenstruktur eines Metalls seine elektronischen Eigenschaften. Dies ist insbesondere wichtig für die Effizienz von elektronischen Bauteilen in Batterien. Weltweit arbeiten Wissenschaftler intensiv an der Entwicklung neuartiger Verfahren, um die Struktur von Metalloberflächen gezielt auf atomarer Ebene zu modifizieren.
Die Grundbausteine der Materie und des Universums erforschen – um dieses Ziel weiter zu verfolgen, erhalten Physikerinnen und Physiker der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) eine Förderung von 2,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Damit unterstützt das Ministerium in den kommenden drei Jahren die Großprojekte der beteiligten Forschergruppen um die Astroteilchenphysiker Prof. Dr. Alexander Kappes und Prof. Dr. Christian Weinheimer sowie die Geophysikerin Prof. Dr. Christine Thomas.
Die Gelder fließen unter anderem in die Entwicklungsarbeiten zum geplanten europäischen Gravitationswellenexperiment „Einstein-Teleskop“. Nachdem die von Albert Einstein vorhergesagten Gravitationswellen vor einigen Jahren nachgewiesen wurden, soll dieser geplante Gravitationswellendetektor eine neue Ära von Astronomie und Astrophysik einleiten – an der sich auch die WWU beteiligen will. In dem geförderten Projekt wollen die Geophysiker und Physiker seismische Störungen messen und Methoden zu deren Kompensation für das extrem empfindliche Messgerät, dem Interferometer, entwickeln.
In normalen Zeiten liegen reichlich Reste aus den Fräs- und Sägemaschinen in den Werkstatträumen der physikalischen Institute der WWU herum. In normalen Zeiten lernen Studierende in den umliegenden Seminarräumen viele Details über Thermodynamik und Elektromagnetismus.
Aber es sind keine normale Zeiten – es sind die Wochen und Monate der Corona-Pandemie. Deswegen bedecken jetzt manchmal bunte Stoff-Fetzen den Werkstatt-Boden, und in den Seminarräumen stehen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Fachbereichs an großen Tischen und schneiden Stoffteile zu. Denn anstatt Geräte für die Forschung zu bauen, helfen sie seit einigen Wochen dabei, die überall in Deutschland dringend benötigten Atemschutzmasken zu produzieren. Als sich das Universitätsklinikum Münster (UKM) mit der Bitte um Unterstützung bei der Maskenproduktion Ende März an das Rektorat der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) wandte, musste alles ganz schnell gehen.
Die Erforschung und Entwicklung von Nanosystemen, also Strukturen, die tausendmal kleiner als der Durchmesser eines Haares sind – daran arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus unterschiedlichen Disziplinen gemeinsam an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU). Für ihre Forschung steht ihnen jetzt ein spezielles Arbeitsgerät zur Verfügung: das Ionenstrahllithografie-System „VELION“, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Land Nordrhein-Westfalen mit 840.000 Euro gefördert wird. Die Wissenschaftler profitieren dabei von einer Kooperation mit der Dortmunder Firma Raith, die das Instrument entwickelt und hergestellt hat, und deren Mitarbeiter nun mit den WWU-Forschern am weiteren Ausbau des Systems arbeiten.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt, auch aus Münster, sind am Kernforschungszentrum CERN bei Genf den Geheimnissen des Universums auf der Spur. Am Donnerstag, 12. März, können Schülerinnen und Schüler ab der zehnten Klasse gemeinsam mit den münsterschen Physikern einen Blick in die Welt der kleinsten Teilchen werfen. Der kostenlose Workshop – eine „International Masterclass“ – findet von 9.30 bis 17 Uhr am Institut für Kernphysik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) statt. Weitere Informationen und die Möglichkeit zur Anmeldung gibt es unter https://zivindico.uni-muenster.de/event/106/.
Die Entwicklung eines Quantencomputers, der Probleme lösen kann, die klassische Computer nur mit großem Aufwand oder gar nicht meistern – das ist das Ziel, dem derzeit immer mehr Forscherteams auf der ganzen Welt hinterhereifern. Der Grund: Quanteneffekte, die der Welt der kleinsten Teilchen und Strukturen entspringen, ermöglichen viele neue technologische Anwendungen. Als vielversprechende Bauteile, um Quantencomputer zu realisieren, gelten sogenannte Supraleiter, die Informationen und Signale nach den Gesetzten der Quantenmechanik verarbeiten. Ein Knackpunkt supraleitender Nanostrukturen ist jedoch, dass sie nur bei sehr niedrigen Temperaturen funktionieren und daher nur schwer in praktische Anwendungen zu bringen sind.
