ETH-News

Thomas Michaels, ETH-Professor für Physik der weichen und lebenden Materie, ruft mit «Cook the Science» eine ETH-Kochshow ins Leben. Zusammen mit renommierten Köchinnen und Lebensmittelherstellern enthüllt er die wissenschaftlichen Prinzipien hinter dem Kochen – von grundlegenden physikalischen und chemischen Eigenschaften der Lebensmittel bis hin zu den Veränderungen, die während des Kochens stattfinden.

Das meiste Wasser eines Planeten befindet sich im Allgemeinen nicht auf der Oberfläche, sondern ist tief im Innern versteckt. Dies wirkt sich auf die mögliche Bewohnbarkeit von fernen Welten aus, wie Modellrechnungen von Forschenden der ETH Zürich und der Princeton University zeigen.

Die amerikanische Forschungsförderungsagentur IARPA finanziert zwei Quantum-Computing-Projekte mit ETH-Beteiligung mit insgesamt bis zu 40 Millionen US-Dollar. Beide Projekte haben das Ziel, zwei fehlerkorrigierte Qubits miteinander zu verknüpfen und so den Grundstein für künftige Quantencomputer zu legen.

Die Quantenmechanik beschreibt, was die Welt im Kleinsten zusammenhält. Die Relativitätstheorie erklärt die Welt in kosmischen Dimensionen. Das Problem: Die beiden sind nicht miteinander vereinbar, und ein alles vereinendes Bild ist nicht in Sicht.

Daniel Angerhausen ist überzeugt, dass Grundlagenforschung gerade in der aktuellen Krise unverzichtbar ist. Trotzdem fragt er sich, ob man die Idee der Nachhaltigkeit nicht auch in die unendlichen Weiten des Alls ausdehnen sollte.

ETH-Forschende haben eine Methode entwickelt um mehrere Nanopartikel gleichzeitig auf Temperaturen von nur wenigen Tausendstel Grad über dem absoluten Nullpunkt abzukühlen. Mit dieser neuen Methode können Quanteneffekte mehrerer Nanopartikel studiert und hochempfindliche Sensoren gebaut werden.

Die Physikprofessorin Ursula Keller wird für ihre wegweisenden Arbeiten in der Kurzzeit-Laserphysik mit dem Schweizer Wissenschaftspreis Marcel Benoist ausgezeichnet. Sie hat sowohl mit theoretischen Modellen als auch mit experimentellen Ergebnissen mehrfach die Grenzen der ultraschnellen Laser-Physik verschoben.

ETH-Forschende haben mit einer neuen Messtechnik die Gravitationskonstante G neu bestimmt. Obwohl der gemessene Wert noch eine hohe Unsicherheit aufweist, hat die Methode ein grosses Potenzial, um eines der fundamentalsten Naturgesetze zu überprüfen.

Physik der breiten Öffentlichkeit auf unterhaltsame Weise vermitteln – das ist das Hauptanliegen der «Nacht der Physik», die am 17. Juni stattfindet. Klaus Ensslin, Physikprofessor und Mitinitiator der Veranstaltung, erklärt, warum sich ein Besuch auf dem Hönggerberg lohnt.

Forschenden der ETH Zürich ist es erstmals gelungen, Exzitonen – also Quasiteilchen aus negativ geladenen Elektronen und positiv geladenen Fehlstellen – in einem Halbleitermaterial mit steuerbaren elektrischen Feldern einzufangen. Die neue Technik ist sowohl für die Herstellung von Einzelphotonen-Quellen als auch für die Grundlagenforschung wichtig.

Die Auszeichnung der ETH Zürich für besonders innovative Lehrprojekte geht dieses Jahr an einen Kurs, der Physikexperimente zu den Studierenden nach Hause brachte. Das Sieger-Projekt setzte sich gegen 24 andere eingereichte Projekten durch.

Aerosole in der Atmosphäre reagieren unter Sonnenlichteinstrahlung. Im Innern der Aerosol-Tröpfchen und -Partikel wird das Licht verstärkt, was die Reaktionen beschleunigt, wie ETH-Forschende nun zeigen und beziffern konnten. Die Wissenschaftler:innen raten, den Effekt in künftigen Klimamodellen zu berücksichtigen.

Günther Dissertori setzt in der Lehre auf die «drei E»: Enthusiasmus, Empathie und Erwartungsmanagement.

Vier Forschende der ETH Zürich haben einen Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) bekommen. Da die Schweiz nicht mehr voll assoziiert ist, erhalten diese die rund acht Millionen Franken an Forschungsförderung vom Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI).

Forschende der ETH Zürich haben einen neuen Algorithmus entwickelt, der es ihnen erlaubt, die Dynamik physikalischer Systeme aus Beobachtungen zu modellieren. In Zukunft könnte er auf das Entstehen von Turbulenz und Kipppunkte im Klima angewandt werden.

Sylvain Lacroix forscht an den Grundlagen der Physik. Das ist spannend, doch gedanklich äusserst fordernd. Der theoretische Physiker befasst sich als Advanced Fellow am Institut für theoretische Studien ITS mit anspruchsvollen Gleichungen, die nur deshalb exakt lösbar sind, weil sie sehr viele Symmetrien aufweisen.

Weltweit werden immer grössere Datenmengen hin und her geschickt. Damit dies weiterhin reibungslos funktioniert, braucht es an den Schnittstellen zwischen Chips und Lichtleitern neue Lösungen. Der ETH Spin-off Lumiphase setzt dazu auf ein neues Material, das elektrische Signale effizient in optische umwandelt.

Matteo Fadel untersucht im Rahmen seines Branco-Weiss-Stipendiums das Zusammenspiel zwischen Quantenmechanik und Gravitation. Mithilfe eines Saphirs möchte er quantisierte Schallwellen beobachten.

Die Quantenphysik öffnet uns die Augen für eine ganzheitliche Sicht der Wirklichkeit. Nichts lässt sich isoliert betrachten – und es regiert der Zufall. Ein philosophisches Stück.

Lassen sich dank der Quantenphysik dereinst unlösbare Probleme im Nu bewältigen? Im Prinzip ja – wäre da nicht die Fehleranfälligkeit. ETH-Forschende arbeiten mit Hochdruck an robusten Systemen.

An der ETH Zürich haben Forschende einen neuen Materiezustand beobachtet: In gegeneinander verdrehten Graphenschichten verbünden sich zwei elektrische Leiter zu einem Isolator.

Viele wissenschaftliche Experimente setzen voraus, dass die Zeit mit Hilfe einer klar definierten Frequenz mit hoher Präzision gemessen werden kann. Ein neuer Ansatz erlaubt es nun, die Frequenzmessung im Labor direkt mit der Atomuhr in Bern zu vergleichen.

Manche physikalischen Systeme, insbesondere in der Quanten-Welt, finden auch nach langer Zeit nicht zu einem stabilen Gleichgewicht. Ein ETH-Forscher hat nun eine elegante Erklärung für das Phänomen gefunden.

Je vernetzter die Welt, desto höher die Ansprüche an die Infrastruktur für den Datenverkehr. ETH Pioneer Fellow Marc Reig Escalé und sein Team entwickeln neuartige Chips, die Informationen schneller verarbeiten als bislang möglich und dabei sogar weniger Energie benötigen.

Albert Einstein war Student und Professor an der ETH Zürich. Sein Nobelpreis für Physik jährt sich dieses Jahr zum 100. Mal. Doch wie viel ETH steckt wirklich in Einstein? Und wie viel Einstein noch in der ETH?

Forschenden der ETH Zürich ist die Beobachtung eines Kristalls gelungen, der nur aus Elektronen besteht. Solche Wigner-Kristalle wurden bereits vor fast neunzig Jahren vorhergesagt, konnten aber erst jetzt direkt in einem Halbleitermaterial beobachtet werden.

Wie ist die Materie in unserem Universum verteilt? Und woraus besteht die mysteriöse Dunkle Energie? HIRAX, ein neues Grossteleskop bestehend aus Hunderten von kleinen Radioteleskopen, soll darauf Antworten liefern. An der Entwicklung der Anlage sind auch Physiker der ETH Zürich beteiligt.

Der renommierte Planetenforscher und Nobelpreisträger Didier Queloz wechselt an die ETH Zürich. Er wird hier zusammen mit anderen Professorinnen und Professoren in einem neuen Zentrum die Ursprünge des Lebens erforschen.

Günther Dissertori wird im Februar 2022 Rektor der ETH Zürich, heute wurde er vom ETH-Rat offiziell gewählt. Im Porträt erzählt er, vor welchen Aufgaben er Respekt hat und was gute Physik mit guter Lehre verbindet.

Die ETH Zürich und das Paul Scherrer Institut (PSI) eröffnen ein gemeinsames Zentrum zur Entwicklung von Quantencomputern. Ziel ist es, die Realisierung von Quantencomputern sowohl auf Basis von Ionenfallen als auch von supraleitenden Bauteilen voranzutreiben. Die ETH Zürich stellt dafür 32 Mio. Franken bereit. Rund 30 Forschende werden im Zentrum arbeiten.

Uranus und Neptun habe beide ein völlig schiefes Magnetfeld. Möglicherweise ist dafür die spezielle innere Struktur der Planeten verantwortlich. Doch neue Experimente von ETH-Forschern zeigen nun, dass das Rätsel nach wie vor ungelöst ist.

Ein internationales Forscherteam mit ETH-Beteiligung hat eine neue Methode entwickelt, mit der kleinere Planeten in der bewohnbaren Zone eines benachbarten Sternsystems direkt abgebildet werden können. Damit öffnen sich neue Türen für die Suche nach ausserirdischem Leben.

Eine internationale Forschungskollaboration mit ETH-Beteiligung hat in Experimenten am Paul Scherrer Institut PSI den Radius des Atomkerns von Helium fünfmal präziser gemessen als jemals zuvor. Mit dem neuen Wert lassen sich fundamentale physikalische Theorien testen.

Forschende der ETH Zürich haben mit einem Experiment untersucht, wie die ersten Schritte bei der Bildung von Aerosolen ablaufen. Ihre Erkenntnisse helfen nun, die Aerosolbildung – beispielsweise bei der Entstehung von Wolken in der Atmosphäre – besser verstehen und modellieren zu können.

Erstmals ist es Forschern der ETH Zürich gelungen, die Modellierung von Turbulenzen zu automatisieren. Ihr Projekt verbindet Reinforcement Learning-Algorithmen mit turbulenten Strömungssimulationen auf dem CSCS-Supercomputer «Piz Daint».

Die Quantenforschung ist heute längst nicht mehr nur eine Domäne der Physik. Mit dem neuen Kompetenzzentrum «ETH Quantum Center» sollen die verschiedenen Aktivitäten an der ETH Zürich in diesem Bereich nun noch besser vernetzt und gegen aussen hin sichtbar gemacht werden.

Zwei Forschungsprojekte mit Beteiligung der ETH Zürich haben einen der hochdotierten ERC Synergy Grants erhalten. Mit dem Förderpreis will die EU wegbereitende Forschung fördern, die nur durch die Synergie mehrerer Teams möglich ist. In die beiden Projekte fliessen nun über 26 Millionen Euro. 

Experimentelle Epidemiologie, ultraschnelle Prozesse in Materialien, bio-inspirierte Mikro- und Nanorobotik, Soziale Netzwerke, Waldressourcen, Konstruktionserbe und Denkmalpflege: Die frisch ernannten ETH-Professorinnen und -Professoren decken ein breites Spektrum zukunftsträchtiger Themen ab.

Forschen aus der Ferne, was bedeutet das? Andreas Wallraff leitet derzeit das Quantum Device Lab von zu Hause aus.

In Metamaterialien ist nichts wie sonst: Hartes ist plötzlich elastisch, Weiches leitet Signale, und Schall und Licht verhalten sich sonderbar. Solche Design-​Materialien haben Eigenschaften, die in der Natur nicht vorkommen.  

Mit ultraschnellen Lasern den Markt bewegen. Das ist der Traum von Florian Emaury, dem CEO und Gründer der Firma Menhir Photonics. Ihr Ansatz: robuste Laser, die hochpräzis und zuverlässig sind – und dazu eine starke Präsenz in Märkten und in sozialen Medien.

Wie verändert die Digitalisierung die Hochschulbildung und die Förderung von Talenten? Darüber haben Fachleute aus Wissenschaft und Hochschulbildung am sechsten Times Higher Education (THE) World Academic Summit diskutiert. Gastgeber war die ETH Zürich.

Beim photoelektrischen Effekt löst ein Photon ein Elektron aus einem Material heraus. ETH-Forscherinnen haben nun mit Attosekunden-Laserpulsen den zeitlichen Ablauf dieses Effekts in Molekülen gemessen. Aus ihren Ergebnissen können sie auf den genauen Ort der Photoionisation schliessen.

Lichtteilchen reagieren normalerweise nicht auf Magnetfelder. ETH-Forscher haben jetzt gezeigt, wie man Photonen dennoch mit elektrischen und magnetischen Feldern beeinflussen kann. In Zukunft könnten mit dieser Methode starke künstliche Magnetfelder für Photonen erzeugt werden.

Der CMS-Detektor am Large Hadron Collider (LHC) des CERN hat am Donnerstag ein neues Herzstück erhalten. Es handelt sich um einen Pixeldetektor, der ähnlich einer Hochgeschwindigkeits-Digitalkamera bis zu 40 Millionen Bilder pro Sekunde aufnimmt.

Wenn man Materie nahe an den absoluten Nullpunkt abkühlt, stellen sich mitunter bemerkenswerte Phänomene ein. Zu ihnen gehört auch die Suprasolidität, bei der regelmässige Strukturen und reibungsloses Fliessen gleichzeitig vorkommen. ETH-Forschern gelang es nun erstmals, diesen merkwürdigen Zustand experimentell nachzuweisen.

Theoretische Physiker der ETH Zürich führten intelligente Maschinen bewusst in die Irre und entwickelten damit das maschinelle Lernen weiter: Sie schufen eine neue Methode, dank der Computer Daten kategorisieren können – und zwar auch dann, wenn kein Mensch eine Ahnung hat, wie eine solche Kategorieneinteilung sinnvollerweise aussehen könnte.

Sie sind selbst für Physiker eine grosse Herausforderung: Quantensysteme aus mehreren Teilchen. Denn ihr Verhalten lässt sich nur mit grossem rechnerischen Aufwand berechnen. ETH-Physiker haben nun einen Weg gefunden, wie die Gleichungen elegant vereinfacht werden können.

Der ETH-Physiker Tilman Esslinger konnte vor zwei Jahren ein theoretisches Modell eines neuen Materials mit ungewöhnlichen Eigenschaften in seinem Labor experimentell realisieren. Heute hat der Vater des Modells den Nobelpreis bekommen.

In der Staubscheibe um einen jungen Stern hat ein Forschungsteam Strukturen beobachtet, die mit hoher Geschwindigkeit vom Zentrum wegfliegen. Noch ist unklar, um welches Phänomen es sich dabei handelt und wie es zustande kommt.

In Experimenten mit ultrakalten Atomen und Laserlicht haben ETH-Forscher beobachtet, dass sich die Leitfähigkeit beim Fluss durch kleinste Strukturen stufenweise ändert. Dieser Quanteneffekt wurde noch nie bei elektrisch neutralen Teilchen gemessen.