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Künstliche Intelligenz

Hochdruckforschung: Hexagonales superionisches Wassereis nachgewiesen


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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

Wenn es um Wassereis geht, denken die meisten an Eiswürfel. Tatsächlich ist H2O eine der vielgestaltigsten Substanzen überhaupt. Es gibt über 20 Kristallformen, die meisten davon nur aus dem Labor. Nun kommt eine weitere hinzu. Einem internationalen Forscherteam ist erstmals der Nachweis einer hexagonal dichtest gepackten Phase (hexagonal close-packed, hcp) von „superionischem Wassereis“ gelungen. Und zwar unter Bedingungen, wie sie tief im Inneren von Eisriesen wie Uranus und Neptun herrschen.

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Zwei Millionen Atmosphären Druck, 2600 Kelvin Temperatur – und das Wasser schmilzt trotzdem nicht. Was nach einem Widerspruch klingt, ist seit Jahren einer der spannendsten Forschungsbereiche der Hochdruckphysik. Das Team um Alexis Forestier hat nach eigenen Angaben nun eine lange vorhergesagte Struktur experimentell nachweisen können. Die Ergebnisse erschienen in dem Artikel „Observation of Hexagonal Close-Packed Water Ice at Conditions in Ice Giant Planetary Interiors“ bei Physical Review Letters; ein Preprint liegt bereits seit Ende Oktober 2025 frei zugänglich auf arXiv vor.

Um zu verstehen, worum es geht, muss man sich vom Alltagseis verabschieden. Unter dem enormen Druck in den Tiefen von Eisriesen nimmt Wasser Zustände an, für die es auf der Erdoberfläche keine Entsprechung gibt, allen voran den superionischen.

Dabei passiert etwas Kurioses: Die schweren Sauerstoffatome bleiben in einem starren Kristallgitter sitzen, die leichten Wasserstoffkerne lösen sich dagegen aus ihren Bindungen und wandern frei durch dieses Gitter hindurch. Das Material ist damit gleichzeitig kristalliner Festkörper und – bezogen auf den Wasserstoff – Flüssigkeit. Weil die wandernden Protonen elektrische Ladung tragen, leitet superionisches Eis obendrein Strom.

Das Eis schmilzt in diesem Zustand nicht, weil der Druck die Sauerstoffatome so dicht zusammenpresst, dass die Bindungskräfte im Gitter die thermische Bewegungsenergie schlicht überwiegen. Die Hitze reicht dann nur noch, um die leichten Protonen in Bewegung zu versetzen – das Sauerstoffgerüst bleibt stehen. Vorhergesagt wurde dieser Zustand vor über 30 Jahren, der erste belastbare Laborbeweis gelang jedoch erst 2018.

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Im superionischen Regime ordnet sich der Sauerstoff üblicherweise kubisch-flächenzentriert an (face-centered cubic, fcc). Die Atome sitzen dabei an den Ecken und in den Flächenmitten eines gedachten Würfels, die Atomlagen stapeln sich in der Folge ABCABC. Diese Variante trägt die Bezeichnung Eis XVIII, schlicht die achtzehnte bekannte Kristallform von Wassereis.

Die Theorie sagte allerdings seit Jahren voraus, dass bei noch höherem Druck eine Konkurrenzstruktur die Oberhand gewinnen sollte: eben hcp. Hier folgen die Schichten dem Muster ABAB. Man kann sich beides als Stapel identischer Kugeln vorstellen – es gibt einfach mehrere Möglichkeiten, Lagen so aufeinanderzusetzen, dass die Packung maximal dicht bleibt. Genau diese vorhergesagte hcp-Variante hatte bisher niemand zweifelsfrei beobachtet.

Die Forscher setzten für ihr Experiment Diamantstempelzellen ein, bei denen eine winzige Probe zwischen zwei Diamantspitzen gequetscht wird. Das Wasser umgaben sie mit Bor-dotiertem, also laserabsorbierendem Diamant, um es gleichmäßig aufheizen zu können. Ausgelesen wurde die Struktur per Röntgenbeugung an der European Synchrotron Radiation Facility – mit einem Strahl von unter einem Mikrometer Breite.

Das Experiment zeigte, dass oberhalb von 1800 Kelvin und 200 Gigapascal fcc-superionisches Eis in die hcp-Form übergeht. Bei den Endbedingungen von 219 Gigapascal und 2630 Kelvin war die fcc-Signatur praktisch verschwunden, hcp dominierte laut den Wissenschaftlern klar.

Kurioser Nebenbefund: Vermutlich hatte die Gruppe hcp-Eis schon früher erzeugt, ohne es zu merken. Bei der Durchsicht älterer Messdaten fiel dem Team ein bis dahin nicht zugeordneter Beugungspeak oberhalb von 130 Gigapascal auf – aller Wahrscheinlichkeit nach die Signatur der hcp-Phase.

Der Übergang läuft über eine martensitische Umwandlung ab. Das bedeutet: Er ist diffusionslos, es wandern also keine einzelnen Atome durch das Material. Stattdessen verschiebt sich das gesamte Kristallgitter in einer koordinierten, scherartigen Bewegung. Metallurgen kennen das Prinzip vom Härten von Stahl.

Bei Eis funktioniert das deshalb so gut, weil sich fcc und hcp nur in der Stapelfolge unterscheiden. Ein mechanisches Abgleiten der Ebenen genügt, mehr braucht es nicht. Ähnliche Stapelfehler treten auch in komprimierten Edelgasen auf – beim Eis zeigen sie sich allerdings mitten im superionischen Regime oberhalb von etwa 1700 Kelvin, erkennbar an einer anomalen thermischen Ausdehnung, die den Beginn der Protonenbeweglichkeit markiert. Bemerkenswert: Ein Großteil dieser Ausdehnung erfolgte in nur einer Raumrichtung. Das deutet darauf hin, dass sich der Wasserstoff entlang bevorzugter Pfade bewegt.

Das Forschungsfeld ist seit Jahren sehr aktiv, und die Ergebnisse der verschiedenen Gruppen widersprechen sich teils erheblich. In einer Studie in Nature Communications wurde Wasser mittels mehrfacher Schockwellen komprimiert. Oberhalb von 150 Gigapascal und bei rund 2500 Kelvin stellten die Beugungsmuster das reine fcc-Modell infrage und lieferten Belege für eine gemischte dicht gepackte superionische Phase. Vereinbar waren die Daten mit verwachsenen fcc- und hcp-Schichten. Ob es sich dabei um eine intrinsische Gleichgewichtsstruktur handelt, blieb allerdings offen.

Auch bei niedrigeren Drücken ist die Datenlage alles andere als einheitlich. Eine Gruppe um Prakapenka beobachtete die superionische fcc-Phase bereits bei 30 Gigapascal, während Weck und Kollegen unterhalb von 50 Gigapascal keinerlei Hinweise darauf fanden. Bei 60 Gigapascal klaffen die berichteten Übergangstemperaturen um bis zu 600 Kelvin auseinander – für ein Phasendiagramm ein stattlicher Wert.

Eine methodische Einschränkung liegt im Verfahren selbst, wie ScienceBlog anmerkt: Röntgenbeugung ist weit empfindlicher für Sauerstoff als für Wasserstoff. Direkt beobachtet haben die Forschenden daher das hcp-Sauerstoffgitter. Dass die Phase superionisch ist, schließen sie indirekt aus der anomalen thermischen Ausdehnung – ein starkes Indiz, aber kein Direktnachweis der Wasserstoffbeweglichkeit.

Offen bleibt entsprechend, wie leitfähig die Struktur tatsächlich ist, ob die Leitfähigkeit von der Richtung abhängt und wie schnell sich der Wasserstoff bewegt. Dafür bräuchte es Experimente, die Strukturmessung mit elektrischen oder Diffusionssonden kombinieren.

Uranus und Neptun besitzen keine sauberen Dipolfelder wie die Erde, sondern chaotische, nicht achsensymmetrische Magnetfelder mit mehreren Polen. Erzeugt werden sie vermutlich in den superionischen Eisschichten tief im Planeteninneren – und genau dort setzen die bisherigen Modelle meist eine einzige Schicht mit fcc-Sauerstoffgitter an.

Ein fcc-hcp-Übergang würde dieses Bild verschieben: Dichte, Viskosität und elektrische Leitfähigkeit hätten dann andere Tiefenprofile, und die Magnetfeldsimulationen müssten womöglich nachgebessert werden. Bis dahin ist allerdings noch einiges zu tun. Wo genau hcp gegenüber fcc die Nase vorn hat, lässt sich mit den vorliegenden Daten nur grob eingrenzen – dafür braucht es weitere Experimente. Und die dauern, wenn die Probe gerade mal so groß ist wie ein Staubkorn. Oberhalb von 200 Gigapascal maß das Wasser nur noch etwa 12 Mikrometer.

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(vza)



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Microsoft-Ausfall: Woran es lag und wer besonders litt


Eine stundenlange Großstörung hat weltweit Unternehmen und Verbraucher von zentralen Cloud-Angeboten des Software-Konzerns Microsoft abgeschnitten. Betroffen waren nicht nur der E-Mail-Dienst Outlook, sondern generell Dienste aus dem Cloud-Paket Microsoft 365. Beim Bürokommunikations-Angebot Teams etwa funktionierten das Planen von Besprechungen und Kalender-Anbindungen nicht richtig. Zudem waren der KI-Assistent Copilot sowie Schnittstellen zu Drittanbietern zeitweise gestört, darunter KI-Dienste wie OpenAI und Anthropic.

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Microsoft machte zum Freitagnachmittag nach und nach Fortschritte – bis die Systeme dann wieder stabil liefen. Die Dienste seien zur Sicherheit schrittweise hochgefahren worden, auch wenn es dadurch länger gedauert habe. Der Konzern betonte danach, die Störung sei auf ein hausgemachtes Problem und nicht auf eine Cyberattacke oder KI-Aktivität zurückgegangen.

Der Grund habe letztlich in einem zuvor durchgeführten Upgrade der Netzwerk-Kapazität gesteckt. Ein dabei eingeführtes Problem sei erst nach jüngsten Netzwerk-Änderungen in Erscheinung getreten, hieß es. Später werde es einen ausführlichen Bericht zu dem Zwischenfall geben.

Die Deutsche Bahn meldete wegen der Störung kaum Probleme. „Züge fahren unabhängig von Microsoft-Systemen, deshalb läuft der bundesweite Bahnbetrieb stabil“, teilte ein Sprecher des bundeseigenen Konzerns mit. In ganz wenigen Fällen sei es zu Verzögerungen gekommen, „weil kurzfristige Fahrplananpassungen nicht per E-Mail versendet werden konnten“. Bei der Lufthansa gab es nach Angaben eines Sprechers keine Auswirkungen auf den Flugverkehr. Es seien andere Systeme im Einsatz. Auch die Flughäfen in Frankfurt und Berlin teilten mit, dass die Microsoft-Probleme sich nicht auf den Flugbetrieb auswirkten.

Bei Deutschlands größtem Strom-Verteilnetzbetreiber Eon war der Betrieb der Energienetze nach eigenen Angaben nicht betroffen. Grund dafür sei eine klare Trennung zwischen Systemen für Informations- und für Betriebstechnologie, erklärte eine Sprecherin. Letztere liefen auf speziell abgesicherten Infrastrukturen, die nicht von den betroffenen Microsoft-Diensten abhängig seien.

Im Frankfurter Finanzdistrikt war wie vielerorts die interne Kommunikation gestört. Bankfunktionen seien nicht betroffen und liefen alle ohne Störungen, erklärte ein Sprecher der Commerzbank. Bei der Deutschen Börse hieß es, der Wertpapierhandel laufe wie gewohnt.

Nach Angaben der Bundesregierung hatte die stundenlange Störung keine größeren Auswirkungen auf die Verwaltung. „Aus der Bundesverwaltung liegen uns keine Meldungen über größere Ausfälle vor“, sagte ein Sprecher des Digitalministeriums in Berlin. Man gehe jedoch von einer großen Betroffenheit in der deutschen Wirtschaft aus. Beim Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) hieß es, von vielen Unternehmen seien Meldungen zum Ausfall bei der Kommunikation eingegangen. Es gebe aber keine Hinweise auf einen Cyberangriff.

Ein Sprecher des Innenministeriums sagte, es gebe bisher keine Kenntnisse darüber, dass das Ministerium oder anhängige Behörden betroffen seien. Der Sprecher des Digitalministeriums erklärte, dass der Bundesclient als Standard-IT-Arbeitsplatz in der Bundesverwaltung stabil laufe. Dieser nutze Microsoft nicht in der Cloud, sondern werde auf eigener Infrastruktur betrieben. Jedoch nutzten noch nicht alle Behörden den Bundesclient, sondern dieser soll bis 2032 Standard in der gesamten Verwaltung werden. Der einheitliche E-Mail-Client in der Bundesverwaltung laufe stabil.

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Angaben der Microsoft-Ingenieure zufolge wurde auf betroffenen Servern ein Prozess überlastet, der für den Aufbau sicherer Verbindungen zuständig ist – woraufhin die Rechner keine Anfragen mehr verarbeiteten. Zudem machte der Konzern die jüngste Konfigurationsänderung rückgängig, die zeitlich mit dem Beginn der Störung zusammenfiel. Microsoft erklärte, man suche angesichts anhaltender Ungleichgewichte bei der Datenverkehrssteuerung nach Wegen, um die Kapazitäten zu erhöhen.

Ausfälle von Online-Diensten gehören zum Alltag – meist sind sie aber von kurzer Dauer. Manchmal sind die Probleme aber so gravierend, dass es zu stundenlangen Störungen kommt. Microsofts Cloud- und E-Mail-Dienste hatten erst Ende August einen stundenlangen großflächigen Ausfall durchlebt, bei dem sich Nutzer nicht einloggen oder Nachrichten senden und empfangen konnten.

In Australien fiel der Ausfall mitten in die Abschlussprüfungen. Schüler aus Melbourne berichteten dem Sender ABC, sie könnten sich nicht auf ausstehende Sprachprüfungen vorbereiten, weil sie weder auf Materialien noch auf die Website der Prüfungsbehörde zugreifen könnten. Auch Online-Unterricht an Berufsschulen über Microsoft Teams war betroffen. Arzttermine und Untersuchungen mussten verschoben werden. Der Ausfall führte zu Verzögerungen im Flugverkehr. In Sydney musste eine Maschine mit Ziel Papua-Neuguinea am Boden warten, weil der Kapitän seine für den Start erforderlichen Unterlagen nicht per Outlook erhalten hatte.


(nie)



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Rust als perfekte Sprache für Agentic AI: Online-Konferenz betterCode() Rust


Am 26. November 2026 findet die sechste Auflage der betterCode() Rust statt. Dieses Jahr legt die Online-Konferenz den Fokus auf agentengetriebene Entwicklung für Rust-Anwendungen.

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Die betterCode() Rust zeigt, welche Architekturen, Tools und Prozesse sich für die agentische Softwareentwicklung mit Rust eignen. Die Vorträge vermitteln Best Practices und Leitlinien, für welche Aufgaben man Agenten sinnvoll einsetzen kann und was man lieber noch selbst macht.

Das Programm der Konferenz bietet unter anderem folgende Vorträge:

  • Systems Design mit Rust und Agenten
  • Sokrates und die Wartbarkeit deiner Rust-Codebasis
  • Embedded Sensor mit Agentic Rust entwickeln
  • Harness Engineering: Rust als perfekte Sprache für agentische Entwicklung
  • Rust in the Age of Agents

Die Konferenztickets sind zum Preis von 299 Euro (alle Preise zzgl. 19 % MwSt.) erhältlich. Teams ab drei Personen erhalten im Online-Ticketshop automatisch einen Gruppenrabatt.

Am 2. Dezember findet zusätzlich der Workshop „Agent-Ready Rust: Harness Engineering für AI Coding Agents“ statt, der 549 Euro kostet.

Wer über den Verlauf der betterCode()-Konferenz auf dem Laufenden bleiben möchte, kann sich für den Newsletter eintragen.


(rme)



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Polarlicht bis Porträt: Licht und Himmel in den Bildern der Woche 46


In dieser Woche steht bei der Bildauswahl aus der c’t-Foto-Galerie der Himmel im Mittelpunkt: Mal dient er als Bühne für die Polarlichter über Norwegen, mal erscheint er als nebliges Grau über den Wolkenkratzern Londons und mal erstrahlt er in goldenem Morgenlicht über den Dächern Berlins. Was alle Aufnahmen verbindet, ist der konsequente Blick auf das Licht und die so geschaffene Atmosphäre. Dabei verändern sich die Stimmungen von Bild zu Bild und entfalten immer eine starke emotionale Wirkung.

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Dazu gesellen sich Motive, die auch die Vielfalt der fotografischen Genres in der Foto-Galerie zeigen: Ein Vogel, präzise aus seinem Umfeld herausgelöst, eine Möwe im Bruchteil einer Sekunde zwischen zwei Tauchgängen, ein gestrandetes Wrack, das durch Langzeitbelichtung und Schwarz-Weiß-Umsetzung zeitlos wirkt – und schließlich ein Porträt, in dem Licht und Schatten zur eigentlichen Aussage werden. Sieben Bilder, sieben Haltungen und eine große Sorgfalt im Blick.




Die Saison ist im vollen Gange

(Bild: Wolzow1902)

Wie vertikale Pinselstriche steigen grüne und violette Lichtbänder der Aurora vom Horizont in den tiefblauen Nachthimmel über Norwegen. Die dunkle Silhouette der Hügelkette am unteren Bildrand bildet eine ruhige Grundlinie, vor der sich das Polarlicht umso dramatischer entfaltet. Herbstlich gefärbtes Laub an den Bildrändern rahmt die Szenerie ein und schafft eine spannungsvolle Verbindung zwischen Vordergrund und Himmel. Die Farbskala von tiefem Blau über leuchtendes Grün bis zu zartem Violett verleiht dem Bild eine orchestrale Dynamik.




City of London

(Bild: M.Schröder)

Nebel verschluckt die Spitzen dieser Londoner Hochhäuser, er löst die Architektur nach oben hin in ein tonales Grau auf und erzeugt so eine atmosphärische Perspektive. Der zentrale Turm dominiert mit seinem Raster aus Glasflächen das Bild, während ein Baukran an der linken Flanke eine feine vertikale Linie setzt. Rechts schiebt sich ein zweites Gebäude mit markanter Stahlstruktur ins Bild und schafft so eine Staffelung der Bildebenen.




Eisvogel

(Bild: Lightpix84)

Ein Eisvogel sitzt auf einem Vorsprung am Wasser und blickt nach oben. Die Aufnahme entstand mit einem Teleobjektiv, das den Hintergrund in ein weiches Bokeh aus warmen Braun- und Grüntönen auflöst. Die geringe Schärfentiefe isoliert den Vogel präzise und lenkt die Aufmerksamkeit auf das leuchtende Türkisblau seines Gefieders, das im Komplementärkontrast zu den orangefarbenen Brustpartien steht. Der Bildaufbau platziert das Tier im unteren Drittel, sodass der weiche, fast malerische Hintergrund viel Raum erhält und eine ruhige Tiefenwirkung entsteht. Die nach oben gerichtete Kopfhaltung des Vogels führt den Blick entlang einer diagonalen Linie durch das Bild und verleiht der Szene eine gewisse Spannung.




Wenn Bäume mal richtig was hermachen

(Bild: ulwp6)

Aus erhöhter Position blickt die Kamera über eine weite, von Nebelschwaden durchzogene Berliner Landschaft bei Sonnenaufgang. Dutzende Bäume ragen aus dem flachen Dunst hervor und werfen lange, klar gezeichnete Schatten auf den Boden. Im Hintergrund zeichnet sich die Silhouette der Hauptstadt ab: Hochhäuser und der Fernsehturm verschwimmen im goldenen Dunst. Am Horizont schiebt sich die Sonne durch eine Wolkenbank und färbt den Himmel in kräftigen Orange- und Gelbtönen, während darüber bereits kühles Blau durchscheint.




Das Wrack

(Bild: Asfotografie)

Gestrandet und verwittert, und doch zieht es den ganzen Blick auf sich. In einer walisischen Bucht liegt dieses alte Boot wie ein Monument der Vergänglichkeit. Es ist umgeben von seidig verwischtem Wasser und ziehenden Wolken. Durch die Langzeitbelichtung wird alles ringsum zur Nebensache, nur das raue Holz des Rumpfes bleibt greifbar und präsent. Die Schwarz-Weiß-Darstellung nimmt der Szene jede Ablenkung und rückt Struktur und Stimmung in den Vordergrund. Ein Bild, das man lange betrachtet – und das dabei immer ruhiger wird.




… und in den Angriff übergehen

(Bild: Zika)

Rote Füße, nasses Gefieder und der Blick steil nach unten – diese Lachmöwe, die über dem Wasser kreist, zögert nicht. Gerade ist sie aus dem Wasser aufgestiegen und verharrt für einen Wimpernschlag in der Luft, die Flügel weit aufgespannt. Die feinen Spritzer unter ihr markieren den letzten Tauchgang, während der gesenkte Kopf bereits den nächsten ankündigt. Der ruhige, entsättigte Hintergrund isoliert den Vogel und verleiht dieser Vogelstudie eine fast grafische Klarheit.

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Bernadette

(Bild: Thomas Ruppel)

Licht, das Streifen malt, und ein Blick, der alles einfängt. Die diagonalen Schattenlinien der Jalousie legen sich wie ein grafisches Raster über Haut, Haar und Hintergrund und erzeugen ein spannungsreiches Muster. Die Schwarz-Weiß-Umsetzung dreht den Kontrast auf und verleiht dem Porträt eine fast skulpturale Wirkung. Die voluminösen Locken des Models brechen das strenge Linienspiel auf organische Weise auf, während die lässig an die Schulter gelegte Hand den Blick zurück zum intensiven Ausdruck lenkt. Hier trifft geometrische Strenge auf natürliche Form.


(vat)



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