Thema: Die rätselhaften Zahlenspiele der Natur

[Jürgen]

Sollte sich dieses Rechenprinzip tatsächlich als handhabbar erweisen, könnte das die Computertechnik revolutionieren.

Auf den ersten Blick assoziiere ich die Zeichnung mit kristallinen Strukturen, entweder in Dünnschicht oder auch dreidimensional.
Die möglichen Arten der Kopplung der einzelnen Schwinger (z.B. Atome) wären natürlich abzuklären, sowie die Art und Weise von Schreib- und Lesevorgängen, Timings usw.
Dabei könnte jedenfalls die räumliche Größe von logischen Gattern ganz erheblich reduziert werden, ggf. bis auf wenige Atome.
Die Leitungswege und Laufzeiten würden sich wohl drastisch verkürzen lassen.
Und erforderliche Strukturen könnten möglicherweise durch Nanoschichten oder Belichtung mit bzw. Bedampfung oder Dotierung unter stehenden Wellen initiiert werden.

Mit diesem Ansatz dürften im Erfolgsfall die Grundlagenforschungszweige in der Informatik und in der Mikroelektronik reformiert und letztlich verschmolzen werden.
Ob das allerdings noch zu unseren Lebzeiten zu erwarten ist, kann wohl noch niemand vorhersagen.

Jürgen

[SiLæncer]

Ein Warp-Antrieb, der interstellare Raumflüge ermöglicht, ist nach Überzeugung eines Nasa-Wissenschaftlers durchaus möglich. Er hat ein bestehendes Konzept für eine solchen Antrieb überprüft und so modifiziert, dass es plausibel erscheint.

Ein Warp-Antrieb könnte von Fiction zu Science werden. Das hat ein Wissenschaftler der Nasa erklärt. Mit einem solchen Antrieb könnten interstellare Raumflüge möglich werden. Er habe sein Konzept auf einer Konferenz vorgestellt, berichtet das auf Weltraumthemen spezialisierte US-Angebot Space.com.

Ein Warp-Antrieb bringt in der Star-Trek-Filmreihe die Raumschiffe dort hin, wo zuvor noch kein Mensch war. Er krümmt die Raumzeit und ermöglicht so Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit, was eigentlich physikalisch nicht möglich ist. Seit einiger Zeit entwickeln Forscher wie der Mexikaner Miguel Alcubierre Konzepte für einen solchen Antrieb.

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Quelle : www.golem.de

[Jürgen]

Für dieses theoretische Konzept wären (u.a.) sehr große Mengen sog. exotischer Materie erforderlich, die nicht nur gleichfalls gigantische Mengen an Energie bei der Gewinnung bräuchte, sondern zudem noch stabil und dauerhaft mit dem Raumschiff aus konventioneller Materie von außen verbunden werden müsste. Beides erscheint derzeit noch nicht einmal in mikroskopischem Umfang als machbar.

Tut mir leid, aber ob nun mit solcher exotischen Materie oder allein mit Energiefluss eine solche Raumkrümmung erzeugt werden sollte, bislang ist das alles blanke Hypothese ohne jeden faktischen Bezug.
Sicher kann man noch allerlei andere Ansätze denken, wie z.B. über Nanotechnik oder Quantenmechanik, Paralleluniversen oder was auch immer.
Aber noch recht lange darf man getrost davon ausgehen, dass das alles nur Spinnerei ist, mittels derer sich wohl ganz gut Forschungsgelder begründen lassen.

Und wenn vielleicht doch irgendwann nicht mehr, dann wird man sich über Auswirkungen solcher Experimente auf bewohnte Planeten und deren technische Grundlagen und natürliche Ressourcen machen müssen.
Selbst Science-Fiction-Autoren haben sich schon vor Jahrzehnten erste durchaus ernste Gedanken dazu gemacht.  
Und so hat der selige Gene Roddenberry die von ihm erdachte Föderation den Warp-Flug innerhalb von Planetensystemen verbieten lassen  

Zudem fallen mir gleich noch Anwendungen als Waffe ein, die durchaus auf einen Schlag ganze Zivilisationen vernichten könnte, mindestens...
Es würde mich insofern kaum wundern, wenn sich eines Tages die Militärs an entsprechenden Grundlagenforschungen beteiligten.
Die NASA sucht ja auch unbedingt Aufgaben zur Sicherung ihrer eigenen Existenz, und sie hat bekanntlich von Anfang an keinen rein zivilen Hintergrund gehabt.

Jürgen

[SiLæncer]

Lesen konnten sie einzelne Elektronenspins schon geraume Zeit, nun haben es australische Forscher an der University of New South Wales um Dr. Andrea Morello und Prof. Dr. Andrew Dzurak auch geschafft, einzelne Spins von in Silizium eingebetteten Phosporatomen zu "beschreiben". Die Meldung dazu ging schon vor ein paar Tagen durch die Presse, nun sind die Feinheiten dazu im Nature-Artikel (käuflich) online: "A single-atom electron spin qubit in silicon". Anfang des Jahres hatte bereits ein konkurrierendes Team an der gleichen Universität am ARC Center for Quantum Computation and Communication Technology unter Leitung von Prof. Michelle Simmons einzelne Phosphoratome mit Hilfe eines Raster-Tunnel-Mikroskops aneinandergereiht und damit interessante Ergebnisse bezüglich des Ohmschen Gesetzes erzielt.

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Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Dieses Metamaterial ist paradox: Auf dem Trockenen ist es flüssig, und in Wasser wird es fest. US-Forscher haben dieses Metamaterial, das aus DNA besteht, durch Zufall geschaffen.

US-Wissenschaftler haben ein neues Metamaterial entwickelt, das fließen und später wieder seine ursprüngliche Form annehmen kann. Es sei das erste Metamaterial, das aus organischen Substanzen hergestellt sei und das mechanische Metaeigenschaften habe, erklären die Forscher von der Cornell-Universität in Ithaca im US-Bundesstaat New York. Das Material zeige auf dem Trockenen Eigenschaften einer Flüssigkeit und im Wasser die einer festen Substanz, schreiben sie in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology.

Die Forscher um Dan Luo haben aus dem Material die Buchstaben D, N und A - für Desoxyribonukleinsäure (Deoxyribonucleic Acid, DNA) geformt, da es aus DNA besteht. Dazu haben sie es als Hydrogel in entsprechende Formen gegossen. Als sie die Buchstaben aus den Formen herausnahmen, verloren sie ihre Form und wurden praktisch zu einer Flüssigkeit. Wurden sie jedoch in Wasser gelegt, nahmen sie wieder ihre alte Buchstabenform an.

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Quelle : www.golem.de

[Jürgen]

So ganz hab' ich jetzt nicht verstanden, wie man als Forscher praktisch eine Flüssigkeit in Wasser legt.
Vielleicht muß man erst einen Knoten rein machen  
Notfalls zwischen den Ohren  

Jürgen
- Ex-Praktikant mit ein paar Semestern Experimentalphysik

[SiLæncer]

Das Universum ist instabil, hat ein US-Physiker anhand der Daten über das mutmaßliche Higgs-Boson errechnet. Eines fernen Tages könnte es von einem anderen Universum verschlungen werden.

Im Juli vergangenen Jahres verkündeten Forscher am europäischen Kernforschungszentrum Cern, ein neues Elementarteilchen gefunden zu haben, bei dem es sich mutmaßlich um das Higgs-Boson handele. Es soll anderen Elementarteilchen ihre Masse verleihen. Wenn das 2012 entdeckte Teilchen das Higgs-Boson ist, könnte das nichts Gutes verheißen.

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Quelle : www.golem.de

[Jürgen]

Die Äußerung "es kommt mit Lichtgeschwindigkeit auf Sie zu" halte ich für ausgesprochen mutig bzw. für komplette Spekulation.
Den ganzen Rest schätze ich allerdings kaum anders ein.

Der Herr fabuliert über ein neues anderes Universum, über das er definitiv nicht das Geringste wissen kann.
Da er aber meint, es wäre "langweiliger", schließt das ein, das dort andere Naturgesetze gelten müssten.
Ganz simpel, wären's genau die gleichen, wär's genau dasselbe Universum, und garnix passierte...

Damit ist NICHT davon auszugehen, dass dort Raum und Zeit irgendwie ähnlich zu unserer Welt wären, und ebensowenig, dass dort E=MC² gelten müsste, bzw. dass ausgerechnet unsere Lichtgeschwindigkeit auch dort als absolute Grenze der Ausbreitungsgeschwindigkeit feststünde.
Hinzu kommt, dass es inzwischen als unumstritten gilt, dass die Raumexpansion kurz nach dem Urknall NICHT von der Lichtgeschwindigkeit begrenzt gewesen sein soll. Der Raum als solcher, so heißt es heute, sei nicht materiell oder energetisch aufgebaut, und daher sei seine Dilatation nicht an C gebunden.

Allerdings ist so eine sekundäruniverselle Blase in den vergangenen Jahrmilliarden offenbar sowieso nicht vorgekommen, und ich vermisse jegliche Begründung, warum so etwas in Zukunft wahrscheinlicher werden sollte, bei stetiger Abkühlung und Ausdehnung / Verdünnung des Alls.

Better don't hold your breath...

Jürgen
 

[SiLæncer]

Ein Detektor auf der Internationalen Raumstation ISS hat neue Hinweise bei der Suche nach Dunkler Materie geliefert. Die Forscher um den Physik-Nobelpreisträger Samuel Ting beobachteten einen Überschuss sogenannter Positronen im Weltall, die aus allen Richtungen auf die Erde einprasseln. Das berichtete das Genfer Kernforschungszentrum Cern am Mittwoch.

Positronen sind die positiv geladenen Anti-Teilchen der Elektronen. Sie könnten nach Ansicht vieler Physiker entstehen, wenn sich zwei Teilchen der Dunklen Materie im Weltall begegnen. Aufgefangen hat die Antimaterie-Teilchen das "Alpha Magnetic Spectrometer" ("AMS-02"), das am 19. Mai 2011 an der Außenseite der ISS installiert wurde.

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Quelle : www.heise.de

[Jürgen]

Ohne Dunkle Materie bleibt auch rätselhaft, weshalb sich die spiralförmigen Arme unserer Galaxie viel schneller drehen, als sich mit der Schwereanziehung der sichtbaren Materie erklären lässt.

Nö.
Man stelle sich bitte einmal die Gravitation der leuchtenden Materie relativistisch vor, also in ihrer Ausbreitung an die Lichtgeschwindigkeit gebunden.
Dadurch ergibt sich mit der Rotation ein differentielles Schwerefeld, visualisierbar ähnlich dem Nachleuchten eines klassischen Radarschirms.

Dieses Gradientenfeld hängt u.a. von der Bahngeschwindigkeit ab.
Und es erbringt so sicher eine Abweichung von der klassischen Keppler-Rotation.
Auch in radialer Richtung gilt Vergleichbares.
Teilweise ergibt sich da schon bei grob überschlägiger Betrachtung eine gegenseitige Beschleunigung der Spiralarme.
Eine Verdrehung der Raumzeit, die zwar sehr schwach sein dürfte, aber schon sehr lange wirkt.
Komplexe Resonanzen, wie wir sie von unserem Planetensystem kennen, dürften in galaktischen Größenordnungen kaum noch berechenbar sein, müssten aber zweifellos erheblich mitspielen.

Ähnliche Überlegungen gelten auch im Umkreis Schwarzer Löcher, und dort wird im Extremfall sogar ein hoher Anteil sich annähernder Materie durch die arg verzerrte Raumzeit in Energie umgesetzt und abgestrahlt, statt einfach hinein zu fallen.
Diese Effekte sind inzwischen weitgehend durch Beobachtung gesichert.

Hinzu kommt, dass auch im galaktischen Halo eine große Menge Materie existiert, deren Verteilung und Bahnen noch lange nicht hinlänglich ermittelt sind.
Unter anderem handelt es sich dabei um uralte Sternleichen, wie z.B. Neutronensterne, und Gas- und Partikelströme aus der sog. galaktischen Fontäne.

Die Behauptung dunkler Materie allein aus angenommener mathematischer Erforderlichkleit halte ich für völlig verfehlt.
Ebenso wie die der Dunklen Energie, um die nicht wirklich verstandene Expansion des Universums erklären zu wollen...
Schlussfolgerungen aus unseren Modellen sind immer logisch unzulässig!

Nicht vergessen wollen wir, dass wir uns weder auch nur annähernd mittig innerhalb der Galaxie noch eines Spiralarms befinden.
So wäre es fast schon vermessen anzunehmen, eine vermutete Dunkle Materie wäre gleichmäßig um uns verteilt, oder auch nur eine ihrer möglichen Wechselwirkungen.
Auch leuchtet mir nicht ein, dass ausgerechnet aus solch einer Wechselwirkung weit überwiegend oder gar ausschließlich Antimaterie entstehen sollte, während unser Universum sonst kaum solche aufzuweisen scheint.
So weit draußen wird die Luft eben doch sehr dünn...

Jürgen
- Nebenfach Astronomie in den späten 70ern -

[SiLæncer]

Deutsche Physiker sehen noch keine Gefahr, dass Quantenrechner in nächster Zeit gängige Verschlüsselungen knacken können. Der Quantenrechner D-Wave 2 etwa sei sehr langsam, aber Forscher haben auch schon ein viel mächtigeres Lasersystem auf Lager.

Quantenphysiker der Universität Saarbrücken wiegeln die kolportierten Meldungen ab, die NSA könne in Bälde mit einem Quantencomputer aufwarten, welcher die aktuell benutzten Verschlüsselungsverfahren in Sekundenschnelle knacken könne. Derzeit, erklären die Saarbrücker Wissenschaftler Christoph Becher und Frank Wilhelm-Mauch, könne man nur maximal 14 elementare Quantenzustände (Qubits) miteinander verschränken und damit sehr primitive Rechenoperationen ausführen. Das reicht gerade mal, um die Zahl 15 in die beiden Faktoren 3 und 5 zu zerlegen. "Anders gesagt: Mit Papier und Bleistift könnte man Codes derzeit noch deutlich besser brechen als mit der Quantentechnologie“, so Wilhelm-Mauch.

Heute gängige Verschlüsselungsverfahren verwenden Zahlen mit zum Teil weit mehr als mehr als 100 Stellen. „Um solche Zahlen effizient in ihre Primfaktoren zu zerlegen, bräuchte man Computer mit Tausenden Qubits, die alle perfekt funktionieren“, so der Experte. Und davon ist die technische Entwicklung noch weit entfernt: „Verglichen mit der Entwicklung der herkömmlichen Computertechnologie sind wir auf dem Gebiet der Quantencomputer irgendwo bei den Elektronenröhren der 50er Jahre“, erklärt Christoph Becher.

Außerdem wachsen die Möglichkeiten der Verschlüsselungstechnik weit schneller, als die der Entschlüsslung, so dass man da auch mit Quantentechnik nicht hinterherkommt. Zudem könne die Quantentechnik selbst auch sichere Schutzmaßnahmen gegen das Abhören bereitstellen.

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Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Unter Hochdruck erforschen Staaten und Unternehmen Computer, die dank Quanteneffekten viele Male schneller sein sollen als konventionelle. Google testet seit einiger Zeit das erste kommerzielle Gerät dieser Art – und meldet spektakuläre Ergebnisse.

Mit der Behauptung, den ersten kommerziellen Quantencomputer der Welt liefern zu können, sorgte vor einigen Jahren das kanadische Start-up D-Wave für Aufsehen und Skepsis. Google kaufte 2013 eines der ersten dieser Geräte und arbeitet seitdem zusammen mit der NASA damit. Dazu wurde jetzt ein spektakuläres Ergebnis veröffentlicht, wie Technology Review online in "Google: Quanten-Chip ist millionenfach schneller" berichtet: Die Maschine von D-Wave nutzt tatsächlich Quanteneffekte und kann bestimmte Probleme 100 Millionen Mal schneller lösen als klassische Rechner.

Googles D-Wave-Rechner steht im Ames Research Center der NASA in Kalifornien. Er nutzt einen supraleitenden Chip mit der Bezeichnung "Quantum Annealer" (Quantenausheizer). Fest darin einprogrammiert ist ein Algorithmus für die Lösung sogenannter Optimierungsprobleme, die bei Maschinenlernen und Künstlicher Intelligenz häufig auftreten.

Seine Forscher hätten jetzt belastbare Beweise für die Überlegenheit der Maschine zumindest bei einem speziellen Problem geliefert, sagt Hartmut Neven, Leiter des Quantum AI Lab von Google in Los Angeles. Das Team habe eine Reihe von Wettrennen zwischen dem Computer von D-Wave und einem konventionellem Computer mit einem Prozessor veranstaltet. Das Ergebnis: "Für ein bestimmtes, sorgfältig gewähltes Proof-of-Concept-Problem haben wir eine Beschleunigung um das 100-Millionenfache erreicht", sagte Neven.

Quelle : www.heise.de