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Mit Hilfe des James-Webb-Weltraumteleskops hat ein Forscherteam, dem auch Mitglieder des Instituts für Teilchenphysik und Astrophysik der ETH Zürich angehören, Ammoniak in der Atmosphäre eines kalten Braunen Zwergs gemessen. Anhand der Isotopenhäufigkeit von Ammoniak lässt sich untersuchen, wie riesige Gasplaneten entstehen.

Forschern des Instituts für Quantenelektronik der ETH Zürich ist es gelungen, Terahertz-Solitonen in einem ringförmigen Quantenkaskadenlaser zu beobachten.

ETH-Forschende haben einen Kristall in einen Quanten-Überlagerungszustand versetzt und gemessen, wie lange Quanteneffekte in den Schwingungen des Kristalls andauerten. Solche Messungen sind wichtig, um Obergrenzen für mögliche Modifikationen der Quantentheorie zu finden, die erklären könnten, warum wir im Alltag kein Quantenverhalten sehen.

Experimentalphysikerinnen und -physiker des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik in Garching haben, mit massgeblicher Beteiligung des theoretischen Physikers Eugene Demler von der ETH Zürich, erstmals direkt und in mikroskopischem Detail beobachtet, wie magnetische Korrelationen die Bildung von sogenannten Loch-Paaren vermitteln. Die Arbeit schafft eine vielseitige Plattform für die Erforschung theoretischer Modelle der Hochtemperatur-Supraleitung.

Nicht nur für unsere alltägliche Mobilität sind Verkehrsbehinderungen ein Ärgernis, auch für kleinste Teilchen wie Elektronen können diese negative Konsequenzen mit sich bringen. Wollen Physikerinnen und Physiker sehr schnelle Dynamik in der Materie mittels weicher Röntgenstrahlung untersuchen, ist freie Bahn für Elektronen gefordert.

Seit langem besteht die Aussicht, dass eine als Quantenschlüsselaustausch bekannt Methode eine Kommunikationssicherheit gewährleistet, die mit herkömmlicher Kryptographie nicht zu erreichen ist. Ein internationales Team von Physiker:innen mit ETH-Beteiligung hat nun erstmals einen Ansatz für den Quantenschlüsselaustausch experimentell umgesetzt, der Quantenverschränkung nutzt um weitaus umfassendere Sicherheitsgarantien bieten zu können als bisherige Verfahren.

Systeme, in denen die mechanische Bewegung auf der Ebene einzelner Quanten gesteuert wird, entwickeln sich zu einer vielversprechenden Plattform für Quantentechnologien. Eine neue experimentelle Arbeit zeigen nun, wie die Quanteneigenschaften solcher Systeme gemessen werden können, ohne den Quantenzustand zu zerstören – eine wichtige Voraussetzung für die Erschliessung des vollen Potenzials mechanischer Quantensysteme.

Forschende in der Gruppe von Prof. Jonathan Home haben eines der wichtigsten Schemata für die Quantenfehlerkorrektur modifiziert und gezeigt, dass sie damit in Experimenten die Lebensdauer von Quantenzuständen erheblich verlängern können – eine entscheidende Komponente für künftige skalierbare Quantencomputer.

ETH-Forschende haben gezeigt, dass eine winzige Wolke von Atomen von einer Wärmekraftmaschine in einen Kühler verwandelt werden kann, wenn die Wechselwirkungen zwischen den Teilchen erhöht wird. Diese Experimente bieten sowohl tiefe fundamentale Einblicke als auch eine mögliche Vorlage für effizientere thermoelektrische Geräte.

Der Nachweis von Elektrolumineszenz bei Terahertz-Frequenzen aus einer Silizium-Germanium-Legierung markiert einen wichtigen Schritt in Richtung des lang ersehnten Ziels eines Lasers auf Siliziumbasis.