Die Fähigkeit zu sehen verdanken wir dem Molekül Retinal. In der Netzhaut der Augen stößt Retinal den Sehvorgang an, wenn es unter Lichteinfluss seine Form verändert. In ähnlicher Weise nutzen auch Bakterien diese Reaktion, um Protonen oder Ionen durch die Zellmembran zu pumpen. Die Lichtenergie kann dabei gespeichert werden, sodass sie als biologischer Treibstoff zur Verfügung steht. Das Retinal-Molekül ist in Proteine eingebettet, die bei der Steuerung des Vorgangs eine wichtige Rolle spielen. Die von den Proteinen gelenkte Reaktion des Retinals zählt zu den schnellsten biologischen Prozessen. Sie geschieht innerhalb von 500 Femtosekunden (eine Femtosekunde ist ein Millionstel einer milliardstel Sekunde). Was dabei auf Ebene der Atome passiert, haben Forscher des Paul Scherrer Instituts (PSI) erstmals in einem Film zusammengestellt. „So schnell und so genau hat noch niemand ein Retinalprotein gemessen“, sagt Jörg Standfuss, der die Gruppe für zeitaufgelöste Kristallografie im Bereich Biologie und Chemie am PSI leitet.

Astronomen haben mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Arrays (ALMA) und dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte eine entfernte Galaxie namens MACS1149-JD1 beobachtet. Dabei entdeckten sie ein schwaches Infrarot-Leuchten von ionisiertem Sauerstoff. Auf seinem Weg durch das Weltall wurde dieses Infrarotlicht durch die Expansion des Universums auf eine mehr als zehnmal längere Wellenlänge gedehnt, bis es die Erde erreichte. Das Team folgerte, dass das Signal vor 13,3 Milliarden Jahren (oder 500 Millionen Jahre nach dem Urknall) ausgesendet wurde. Das macht es zum am weitesten entfernten Sauerstoffnachweis, der jemals von einem Teleskop erfasst wurde. Die Anwesenheit von Sauerstoff ist ein Zeichen dafür, dass es noch frühere Generationen von Sternen in dieser Galaxie gegeben haben muss.

WIE DER LASER UNSERE ENERGIEPROBLEME LÖST. UND WARUM WIR UNS AUF WARP-ANTRIEBE MIT ÜBERLICHTGESCHWINDIGKEIT FREUEN KÖNNEN.

Er war der berühmteste Wissenschaftler unserer Zeit. Stephen Hawking hatte eine Berühmtheit erlangt, wie heute nur Musiker oder Sportler. Jetzt ist Stephen Hawking im Alter von 76 Jahren in Cambridge verstorben.

Chamäleons sind für ihre Farbensprache berühmt. Mit Farbwechsel und bunten Mustern kommunizieren sie mit ihren Artgenossen. Ein Münchner Forscherteam hat nun herausgefunden, dass viele Chamäleons knöcherne Tuberkel, also kleine Höcker oder Knochenstrukturen, am Kopf aufweisen, die unter UV-Licht blau leuchten und eindrucksvolle Muster bilden. Die Haut ist dort ist sehr dünn und durchsichtig, so dass UV-Licht wie durch ein Fenster direkt auf den Knochen trifft und von dort in sichtbares, blaues Licht umgewandelt wird. Die Funktion dieser Fluoreszenz ist noch unklar, aber die Forscher vermuten darin versteckte Signale zur Arterkennung.

Wie Supermans Supersensorik Ingenieure beflügelt. Und warum Lois Lane mehr abkann als jeder Laserbearbeitungskopf.

Pflanzen können individuell auf Höhe und Wuchsdichte ihrer benachbarten Pflanzen reagieren. Das haben Biologinnen der Universität Tübingen jetzt gezeigt.

Der Münchner Geologe, Fotograf und Reiseveranstalter Florian Becker ist den vulkanisch aktiven Landschaften der Erde verfallen. Seit rund 20 Jahren führen ihn seine Reisen zu den aktiven Vulkanen Stromboli, Vulcano, Ätna und nach Island. Das gelbrote Licht der Lavaströme des Stromboli in tiefschwarzer Nacht und die Polarlichter im isländischen Winter faszinieren Florian Becker immer noch genauso wie zu den Zeiten als er als junger Student die Leidenschaft fürs Reisen entwickelte. Auf photonworld.de erzählt er was ihn an diesen speziellen Orten der Erde so fasziniert und wie er ihre besonderen Lichtstimmungen mit der Kamera einfängt.

Einem internationalen Team von Forschern der Universitäten Wien, Duisburg-Essen und Tel Aviv ist es gelungen, ein Nano-Stäbchen mit Lichtpulsen in Rotation zu versetzen und als hochpräzisen Zeiger einer elektronischen Uhr zu verwenden. Mit Hilfe fokussierter Laserstrahlen fängt das Team um Stefan Kuhn, James Millen und Markus Arndt von der Universität Wien ein Stäbchen mit einer Länge von etwa einem Tausendstel Millimeter in Vakuum ein. Die Physiker bringen das Stäbchen zum Schweben und versetzen es, wiederum mit Lichtpulsen, in Rotation. Diese präzise Drehbewegung erschafft einen Zeiger für eine elektronische Uhr. In vier Tagen geht ihr nur ein Millionstel einer Sekunde verloren.

Forscher der TU-Wien haben eine Theorie für eine Tarnkappen-Technologie entwickelt. In Zukunft könnten so Dinge einfach aus unserem Sichtfeld verschwinden.

Weltraumschrott und kleinste Gesteinsfragmente im Erdorbit sind Risiken für Raumfahrt und Satelliten. Ein Team des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik begegnet der Gefahr mit einem neuen Faserlaser. Er bestimmt Lage und Bewegungsrichtung von unkontrollierten Flugobjekten.

Angetrieben durch ultraviolettes Licht bohren Forscher von der Rice University in Houston Moleküle in Krebszellen und vernichten sie damit.

Physiker der Universität von Ottawa haben Lichtteilchen mehr als ein Datenbit an Informationen eingehaucht und diese erstmals über die Dächer Ottawas übertragen.

Eine ganz besondere Form der Kunst entsteht bei der graphischen Darstellung von Messungen in der Ultrakurzzeitphysik. In allen Nuancen des Regenbogens leuchten geometrische Gebilde. Konzentrische Kreise erstrahlen in den Farben des Regenbogens und sternförmige Gebilde breiten sich vor tiefschwarzem Hintergrund aus. Der Quantenkosmos ist bunt und von einer ganz eigenen Schönheit.

Martin Ferus, Svatopluk Civiš und ihr Team von der tschechischen Akademie der Wissenschaften und Universität Sorbonne in Paris haben die Bedingungen auf der jungen Erde vor 4,5 Milliarden Jahren simuliert und dabei die Entstehung von Biomolekülen beobachtet. Blitze und Schockwellen könnten dabei eine wichtige Rolle gespielt haben.

Im Algentechnikum testen Wissenschaftler der Technischen Universität München wie man effizient aus Mikroorganismen Biotreibstoff gewinnt. Dafür simulieren sie die unterschiedlichsten Klima- und Lichtverhältnisse.

Münchner Geophysiker haben den weltweit ersten 3D - Ringlaser in Betrieb genommen, der rotierende Erdbewegungen misst.

Ein Team um Jinyang Liang von der Washington University on St. Louis hat erstmals in Echtzeit einen Laserpuls und dessen Wirkung auf sein Umfeld fotografiert.

In Kalk-Mineralien gespeicherte Strahlung gibt Auskunft wann das tibetische Hochplateau von Menschen besiedelt wurde.

So manche Fische senden tief im Wasser rotes Licht aus. Das verschafft ihnen einige Vorteile im harten Überlebenskampf und bei der Fortpflanzung.

Auf dem Weg hin zur schnelleren Elektronik spielt der Elektronenfluss innerhalb des Stromkreises eine entscheidende Rolle. Mit konventionellen Methoden wie etwa mit Batterien lassen sich Elektronenschwingungen bis zum Gigahertzbereich erzeugen. Mithilfe von ultrakurzen Laserpulsen konnten Forscher nun Elektronen in einem Festkörper auf bis zu acht Billiarden Schwingungen pro Sekunde antreiben. Das ist rund eine Millionen mal schneller als es bislang möglich war. Bei der Messung dieses extrem schnellen Stromflusses griffen die Wissenschaftler auf Techniken aus der Attosekundenphysik zurück, da elektronische Detektoren hier versagen. Über ihren Ansatz berichten sie in der Fachzeitschrift „Nature“. Franziska Konitzer sprach darüber mit Eleftherios Goulielmakis vom Labor für Attosekundenphysik am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, der an der Forschung beteiligt war.

Athanassios Kaliudis, Chefredakteur des Trumpf-Firmenmagazins, entwirft in seinem Gastbeitrag ein spannendes Szenario, wie uns der Laser beinahe unsterblich machen könnte.

LMU-Physiker um Harald Weinfurter beteiligen sich am internationalen Big Bell Test, der Grundlagen der Quantenphysik testen soll. Jeder ist eingeladen, am 30. November über ein Browser-Spiel Zufallseingaben zu machen und damit zu Experimenten beizutragen.

Wenn Licht auf Elektronen in Atomen trifft, dann verändert sich deren Zustand in unvorstellbar kurzen Zeiträumen. Ein solches Phänomen, nämlich das der Photoionisation, bei dem ein Elektron ein Heliumatom nach Lichtanregung verlässt, haben Laserphysiker der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und des Max-Planck Instituts für Quantenoptik (MPQ) erstmals mit Zeptosekunden-Genauigkeit gemessen. Eine Zeptosekunde ist ein Billionstel einer Milliardstel Sekunde (10^-21 Sekunden). Das ist die höchste Genauigkeit der Zeitbestimmung eines Ereignisses im Mikrokosmos, die jemals erreicht wurde und zudem die erste absolute Bestimmung des Zeitpunktes der Photoionisation.

In unserem Gastkommentar schreibt Athanassios Kaliudis, Chefredakteuer des Trumpf-Firmenmagazins „Laser Community“ über eine berühmte Filmszene aus den 1960er Jahren. Damals suchte man noch nach Verwendungsmöglichkeiten für den Laser. Hollywood hatte bereits einen Vorschlag.

Ein zweites Bild verbirgt sich unter einem Portrait-Gemälde von Edgar Degas aus dem Jahr 1778. Ein Team des Queen Victoria Museums in Melbourne hat es mit Röntgenlicht am Australian Synchrotron sichtbar gemacht.

Anfang des 19. Jahrhunderts verstand man aus physikalischer Sicht immer besser was es mit Licht auf sich hat. Das spiegelte sich in der Malerei und später in der Fotografie wieder. Einer, der Licht malen konnte wie kein zweiter, war William Turner.

Quantenphysiker haben Photonen dreidimensional verschränkt. Das eröffnet neue Perspektiven in der quantenmechanischen Verschlüsselung und Datenspeicherung der Zukunft.

Die Kraft der Sonne hat zwei Menschen einmal um die Erde getragen. Das solargetriebene Flugzeug „Solar Impulse2“ hat exakt Null Liter fossilen Treibstoff benötigt.

Forscher am Wiener Institut für Molekulare Pathologie (IMP) und an der Rockefeller University in New York haben erstmals nachgewiesen, dass Menschen ein einzelnes Photon wahrnehmen können.

In der israelischen Negev-Wüste bauen Ingenieure ein Sonnen-Kraftwerk aus tausenden Spiegeln und dem höchsten Solarturm der Welt. Auch in Deutschland forscht man erfolgreich an der Technologie.

Bioingenieure der Uni in Harvard haben einen Rochen-ähnlichen Roboter aus einem Goldskelett und lebenden Zellen konstruiert. Sie steuern ihn mit Licht.

Ein Team der Universität Southampton hat ein System entwickelt mit dem Daten bis zu fünf Milliarden Jahren gespeichert werden könnten.

Der Schwertkampf gegen Hologramme. – nicht am Bildschirm, sondern in 3D. Das könnte in Zukunft möglich sein. Sobald es gelingt, Rechner mit den Frequenzen von Licht arbeiten zu lassen. Diese Rechner wären 100.000 Mal schneller als die von heute. Physiker arbeiten derzeit an der Lösung von technischen Problemen, die solchen Computern noch im Wege stehen. Etwa, wie verhindert werden kann, dass die Schaltkreise überhitzen.

Forscher um den berühmten Physiker Stephen Hawking wollen in rund 15 Jahren Mini-Raumsonden mit Hilfe von Laserlicht in unser nächstgelegenes Sonnensystem segeln lassen.

Im Jahr 2060 müssen Patienten nur noch minimale Mengen an Arzneien einnehmen. Die Medikamente entfalten eine noch nie erreichte Effizienz in ihrer Wirkung. Möglich machen das völlig neue Techniken in der Produktion von Arzneien. Man ist nun in der Lage einzelne Atome in Molekülen nach Belieben mit Laserlicht anzuordnen. An den Grundlagen für diese Technologie arbeiten gerade Laserphysiker des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität München.

Eine kleine Gruppe aus Wissenschaftlern vom Labor für Attosekundenphysik erzählt die Geschichte des Lichts mithilfe einer Kettenreaktionsmaschine.

Die Sonne ist die wichtigste Energiequelle für Leben auf der Erde. Diese Energie, transportiert in Form von Sonnenlicht, wird von der Natur vielfältig genutzt. Das Wachsen der Pflanzen, inklusive ihrer Blüte und der Produktion von Früchten, der Wechsel der Jahreszeiten oder unser eigener Tagesrhythmus — alles wird bestimmt und getrieben durch die Energie der Sonne. Auch die Menschheit nutzt das Sonnenlicht seit Anbeginn ihrer Geschichte auf einfallsreiche Weise, sei es um sich zu wärmen, Nahrung zur trocknen und haltbar zu machen oder um aus Salzwasser Trinkwasser herzustellen. Doch seit einiger Zeit erkunden wir neue Möglichkeiten, das enorme Potential der Sonnenenergie weiter auszuschöpfen.

Das Licht erscheint uns meist als unendlich schnell. Das Anschalten einer Lampe passiert ohne merkliche Verzögerung und selbst der Informationsaustausch über Glasfaser rund um die Welt geschieht heutzutage sofort. Aber gibt es Bereiche, in denen wir bemerken, dass die Lichtgeschwindigkeit eigentlich begrenzt ist? Welche Größenordnungen müssen wir betrachten, um die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit wahrzunehmen?