Die Wahrscheinlichkeit für Leben auf dem 2015 mithilfe des Weltraumteleskops Kepler entdeckten Exoplaneten K2-18b ist aufgrund neuer Forschungsergebnisse stark gesunken. Im April schrieb ein Forschungsteam um Nikku Madhusudhan an der Universität Cambridge, auf dem Exoplaneten in 124 Lichtjahren Entfernung die „bisher deutlichsten Spuren außerirdischen Lebens“ gefunden zu haben.

Anlass gaben Signaturen der Biomarker DMS und DMDS im Spektrum der Atmosphäre des Exoplaneten, das das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) aufgenommen hatte. Diverse Forschungsgruppen äußerten bereits Zweifel an dieser Aussage, etwa weil das Signal nicht deutlich genug sei, DMS und DMDS keine verlässlichen Biomarker seien oder auch andere Modelle die Signaturen im Spektrum erklären könnten.

Neue Forschungsergebnisse von einem Team um Renyu Hu vom California Institute of Technology (Caltech) weisen nun darauf hin, dass keine statistische Evidenz für Biomarker in der Atmosphäre vorliegt. Das Manuskript wurde bisher noch nicht von unabhängigen Experten geprüft. Die Studie stützt sich auf Daten des Nahinfrarot-Sensors NIRSpec des JWST – also einen anderen Sensor, als für die Ergebnisse aus dem April verwendet wurde.

Leblose Wasserwelt K2-18b?

Um das gemessene Spektrum zu erklären, probierten die Forscher verschiedene Modelle und verglichen sie mit den experimentellen Daten. Sie detektierten Methan und Kohlendioxid und lieferten weitere Hinweise darauf, dass es auf K2-18b reichlich Wasser geben müsse, entweder in der Atmosphäre oder einem Ozean.

Modelle, die von der Existenz von DMS und DMDS in der Atmosphäre ausgingen, lieferten jedoch nicht zwangsläufig eine bessere Übereinstimmung mit den Daten. Die Behauptung über außerirdisches Leben auf K2-18b sei somit zumindest aufgrund der aktuellen Datenlage nicht gedeckt, schreiben die Autoren.

„Diese Modellabhängigkeit spricht dafür, dass es sich um ein sehr schwaches Signal handelt, wenn es überhaupt ein Signal gibt“, sagt Hu gegenüber New Scientist. Madhusudhan stimme zu, dass es nicht genügend Daten für einen klaren Beweis gebe. Jedoch halte er noch immer Biomarker für die wahrscheinlichste Erklärung für das beobachtete Signal.

(spa)

Fans der Apple Watch Ultra wurden im vergangenen Herbst vom Hersteller enttäuscht: Zusammen mit der (deutlich verbesserten) Series 10 der regulären Computeruhr wurde einfach nur eine zusätzliche dunkle Farbversion der Ultra 2 auf den Markt gebracht, ohne diese intern auch nur minimal zu verändern. Die „Strafe“ folgte auf dem Fuße: Seit mehreren Quartalen lässt Apples Wearables-Abteilung nun schon umsatzmäßig Federn. Alle Augen sind daher auf diesen September gerichtet: Im Rahmen der iPhone-17-Keynote, die vermutlich am 9. des Monats steigt, wird mit der Ultra 3 gerechnet. Dazu sind nun weitere Details durchgesickert: Es ist mit größeren technischen Neuerungen zu rechnen.

Mehr Pixel = mehr Schärfe

So kam in dieser Woche zum Vorschein, dass Apples Top-Smart-Watch künftig einen etwas größeren Bildschirm haben wird – zumindest in Sachen Auflösung. Code-Leak-Experte Aaron Perris stellte beim Durchsehen der jüngsten Entwickler-Beta von iOS 26 fest, dass diese künftig wohl bei 422 mal 514 Bildpunkten statt nur 410 mal 502 Bildpunkten liegen könnte. Ein Bild im Betriebssystem, dass zur Apple Watch gehört, legt dies nah. 422 mal 514 Bildpunkte nutzt derzeit noch keine Apple-Computeruhr.

Zum Vergleich: Die vergrößerte Series 10 kommt mit 416 mal 496 Bildpunkten, stellt störenderweise nicht alle Komplikationen dar, die die Ultra beherrscht. Die höhere Auflösung bedeutet vermutlich nicht, dass die Ultra 3 größer ausfällt als das Vormodell – Apple dürfte eher den Display-Rand verkleinern. Diese Strategie wird schon seit mehreren Generationen der in diesem Jahr 10 Jahre auf dem Markt befindlichen Computeruhr genutzt. Welche praktischen Auswirkungen das Mehr an Pixeln haben wird, lässt sich ebenfalls noch nicht sagen. Die jeweils 12 Pixel mehr in X- und Y-Richtung dürften nicht genügend Platz für zusätzliche Widgets bieten, aber zumindest die Schärfe ließe sich minimal erhöhen.

Weitere Neuerungen in der Ultra 3

Die Gerüchteküche geht bei der Ultra 3 neben dem besseren Bildschirm auch von einem flotteren Chip (System-in-a-Package, SiP) aus, der Screen könnte eine höhere Bildwechselfrequenz im Always-on-Modus haben (auch dank LTPO3 und die Ablesbarkeit könnte sich dank Wide-Angle-OLED verbessern. Mehrfach gab es außerdem Spekulationen über abgespeckten 5G-Support (momentan beherrscht die Watch grundsätzlich nur LTE) sowie Satellitenkommunikation zumindest zum Austausch von Textnachrichten.

Schließlich gibt es seit Jahren die Hoffnung, dass Apple erstmals eine Blutdruckmessung in einer Apple Watch implementiert. Dies ließe sich per optischem Sensor erreichen, allerdings müssten neuentwickelte Algorithmen sicherstellen, dass die Genauigkeit passt. Grundsätzlich denkbar wäre, dass Apple keine echten Blutdruckwerte angibt, sondern nur Abweichungen eines Normwertes erfasst, um gegebenenfalls Warnungen an den User zu schicken. Ähnlich agiert das Unternehmen bereits bei der Körpertemperatur.

(bsc)

Qubits sind die Grundbausteine von Quantencomputern. Sie können aus verschiedensten Materialien gefertigt werden, wie Atomen, Licht oder winzigen Schaltkreisen. Ein internationales Forschungsteam demonstrierte nun eine unkonventionelle Methode: Es erzeugte ein Qubit aus Antimaterie. Dieses besteht aus einem einzelnen Antiproton. Es gelang den Forschenden, den Spin des Antiteilchens fast eine Minute lang kontrolliert hin- und herpendeln zu lassen.

Das Team besteht aus Wissenschaftlern der BASE-Kollaboration am europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf, darunter Forscher der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und der Leibniz-Universität Hannover. Die Ergebnisse erschienen im Fachmagazin Nature.

Materie und Antimaterie

Antimaterie besteht aus Antiteilchen. Ein Teilchen und sein zugehöriges Antiteilchen haben die gleichen Eigenschaften, sind jedoch gegensätzlich geladen. Bekanntestes Beispiel ist das Positron, das Antiteilchen des Elektrons, das positiv statt negativ geladen ist. Treffen Teilchen und Antiteilchen aufeinander, zerstören sie sich gegenseitig. Die in den Teilchen und Antiteilchen steckende Energie wird dabei in Form von Energie oder leichteren Teilchen frei. Physiker nennen diesen Prozess Annihilation.

Antiteilchen entstehen ganz natürlich, etwa beim radioaktiven Zerfall, durch kosmische Strahlung oder zufällig aufgrund von Fluktuationen im Vakuum. Ein Antiteilchen lässt sich jedoch auch künstlich in energiereichen Teilchenbeschleunigern erzeugen. Kombiniert man mehrere Antiteilchen entsteht Antimaterie, genauso wie herkömmliche Materie aus gewöhnlichen Elementarteilchen besteht. Ein Antiproton und ein Positron bilden dabei zum Beispiel ein Antiwasserstoff-Atom.

Kontrolle von Antimaterie

Das Forschungsteam erzeugte zuerst ein Antiproton in der sogenannten Antimateriefabrik (AMF) des CERN. Dieses speicherte es mithilfe von elektromagnetischen Feldern in einer Falle. Wie ein Proton besitzt das Antiproton eine quantenmechanische Eigenschaft namens Spin, die man sich vereinfacht als Drehung des Teilchens um die eigene Achse vorstellen kann. Der Spin kann wie eine Kompassnadel in zwei verschiedene Richtungen zeigen und gezielt umgeklappt werden – eine Eigenschaft, die sowohl in der Quantensensorik als auch im Quantencomputing ausgenutzt wird.

Den Forschern gelang es erstmals, einen Spinübergang eines einzelnen freien Kernspins eines Antiprotons zu steuern und zu beobachten. Die dabei verwendete Methode heißt kohärente Spin-Quantenübergangsspektroskopie. BASE-Sprecher Stefan Ulmer von der HHU vergleicht diesen Prozess mit einer Kinderschaukel: „Wird sie mit der richtigen Frequenz angestoßen, schwingt sie rhythmisch hin und her. In unserem Fall ist die Schaukel der Spin eines einzelnen Antiprotons, den wir mithilfe elektromagnetischer Felder gezielt in Schwingung versetzen.“ Diese Schwingung hielten sie für 50 Sekunden aufrecht.

Das Rätsel der Antimaterie

Ein Antimaterie-Quantencomputer, wie er sich beim Gedanken an Qubits aufdrängt, ist jedoch nicht das Ziel der Forschungsgruppe. Vielmehr ermöglicht die präzise Kontrolle einzelner Antiteilchen, fundamentale Naturgesetze zu überprüfen. In früheren Arbeiten zeigte das BASE-Team, dass die magnetischen Momente von Protonen und Antiprotonen bis auf wenige Milliardstel Teile identisch sind. Die Frage ist, ob es doch einen Unterschied gibt. Winzigste Abweichungen würden die sogenannte CPT-Symmetrie verletzen. Diese fordert, dass sich Materie und Antimaterie – abgesehen von ihren entgegengesetzten Ladungen – exakt gleich verhalten.

Demnach müssten Materie und Antimaterie im Universum aber gleich häufig auftreten. Tatsächlich herrscht aber eine enorme Asymmetrie: Das Universum besteht fast ausschließlich aus Materie. Dies ist eines der großen Rätsel der modernen Physik. Ulmer betont, dass ihr System künftig deutlich präzisere Tests grundlegender physikalischer Symmetrien ermöglichen würde.

Im Vergleich zu früheren Experimenten verbesserte das Team seinen Aufbau und unterdrückte so Prozesse, die den empfindlichen Zustand des Antiprotons stören. „Diese Arbeit eröffnet uns die Möglichkeit, das gesamte Spektrum kohärenter spektroskopischer Verfahren erstmals auf einzelne Teilchen aus Antimaterie anzuwenden“, sagt Ulmer. „Wir erwarten, das magnetische Moment des Antiprotons künftig mit einer zehnfach und langfristig mit einer bis zu hundertfach höheren Genauigkeit bestimmen zu können.“

In einem nächsten Schritt sollen Antiprotonen innerhalb transportabler Fallen in besonders präparierte Präzisionslabore gebracht werden. Dort sollen die Teilchen bis zu zehnmal länger stabil bleiben, was eine höhere Messgenauigkeit ermöglichen könnte.

(spa)