Ausgabe 205

ÖSTERREICH JOURNAL NR.

ÖSTERREICH JOURNAL NR. 205 / 19. 12. 2022 Wissenschaft & Technik Gefunden im Untergrund Im Zuge einer 80 Meter tiefen Bohrung im Garten der Geologischen Bundesanstalt im 3. Wiener Gemeindebezirk (Landstraße) wurden in einer Tonschicht des Wiener Bekkens die Ablagerungen zweier Flüsse entdeckt: Die Ur-Wien und die Ur-Liesing. Die Beprobung und Analyse des Bohrkerns bringen nun neue Erkenntnisse aus der Ära des einstigen Pannonsees vor 10,4 Millionen Jahren. Der Bohrkern wurde wissenschaftlich analysiert und gibt auch Einblicke in die geologische Geschichte Wiens: Hier mündete vor 10,4 Millionen Jahren die Ur-Wien und die Ur-Liesing in den einstigen Pannonsee, der vom heutigen Alpenrand in Wien über Budapest bis Belgrad reichte. Im Zeitraum von 11,6 bis 9 Millionen Jahren lag Wien mit dem Wiener Becken am Ostrand des Pannonsees. „Der See war vor 10,4 Millionen Jahren etwa halb so groß wie das heutige Schwarze Meer und damit der größte See Europas. Wien lag am Westufer dieses Sees. Über seine Zuflüsse aus den Al - pen war aber bisher sehr wenig bekannt“, so Univ. Prof. Mathias Harzhauser, Leiter der Geologisch-Paläontologischen Abteilung am NHM Wien. Die blaugrauen, feinkörnigen tonreichen Ablagerungen des Sees bilden in weiten Bereichen der Stadt den Grundwasserstauhorizont (undurchlässige Tonschicht im Unterboden, bzw. Untergrund) und wurden im 19. und frühen 20. Jahrhundert in zahlreichen Tongruben für die Herstellung von Ziegeln abgebaut. Die engmaschige Beprobung und multidisziplinäre Analyse des Bohrkerns an der Geologischen Bundesanstalt bringt nun neue Erkenntnisse aus der Ära des einstigen Pannonsees. Tonmineralogische Analysen ermög - lichten Rückschlüsse auf das einstige Klima und den Sedimenteintrag aus dem etwa acht Kilometer entfernten Hinterland im Westen, dem heutigen Wienerwald mit der Flyschzone (Sandstein- und Mergelwechselfolgen) und den Nördlichen Kalkalpen (Kalke und Dolomite). Unter der Leitung von Univ. Prof. Mathias Harzhauser erfolgte die Auswertung der tonmineralogischen und geochemischen Un - tersuchungen von Mandana Peresson und Christian Benold von der Geologischen Bun - desanstalt (GBA). Stjepan Ćorić (GBA) bearbeitete Nannofossilien, Oleg Mandic Die Ur-Wien und die Ur-Liesing in Wien-Landstraße Foto: NHM Wien Foto: NHM Wien Kisten mit Bohrkernen im Garten der Geologischen Bundesanstalt im Juli 2019 mit Univ. Prof, Mathias Harzhauser und Mandana Peresson (NHM Wien) untersuchte Mikrofossilien. Prof. Gert J. De Lange aus Utrecht (Niederlande) half bei der Interpretation der geochemischen Parameter. „Die mineralogische Analytik zeigt klar den Einfluß des Hinterlandes, wobei wir gut zwischen Sedimenteintrag der Ur-Liesing und der Ur-Wien unterscheiden können“, so Mandana Peresson von der Abteilung Rohstoffgeologie der Geologischen Bundesanstalt. Die Spuren der Ur-Wien und der Ur-Liesing Dominieren im oberen Bereich der Bohrung im Tegel umgelagerte Nannofossilien »Österreich Journal« – https://kiosk.oesterreichjournal.at 144 (kleiner als drei hundertstel Millimeter) aus der Flyschzone, können damit Vergleiche zu einem Fluß ähnlich der heutigen Wien gezogen werden, die in der Flyschzone entspringt. Auch ein gröberer Horizont (ausgedehnte Ton- oder Gesteinsschicht) bei 30,7 Metern Tiefe ist eindeutig der Flyschzone zuzuordnen. Ein Bereich mit 10fach überhöhten Karbonatwerten und Kiesen bei 32,5 Metern wird als Schüttung aus den Nördlichen Kalkalpen interpretiert und ist als Ur-Liesing zu betrachten. Dazu kommen vereinzelte Fossil - horizonte, die ebenfalls den Süßwassereinfluß des Hinterlandes zeigen. n https://www.nhm-wien.ac.at/

ÖSTERREICH JOURNAL NR. 205 / 19. 12. 2022 Wissenschaft & Technik Weltrekord bei Quantenverschränkung in Glasfaser 145 PhysikerInnen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ist es erstmals gelungen, Photonen über 248 Kilometer Glasfaser zu verschränken. © ÖAW/Harald Ritsch Einmal mehr haben WissenschaftlerInnen des Wiener Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) einen neuen Weltrekord bei der Quantenverschränkung aufgestellt: Erstmals ist es ge - lungen, verschränkte Photonen, also Lichtteilchen, über 248 Kilometer verlegter Glasfaser zu schicken. Die bisherige Rekorddistanz über knapp 100 Kilometer aus dem Jahr 2019 wurde somit mehr als verdoppelt. De - tails wurden jetzt im Fachmagazin Nature Communications publiziert. Ziel des jüngsten Experiments war die Erstellung eines ersten Knotens im QUAPI- TAL-Netzwerk, einem Forschungsprojekt für ein zentraleuropäisches Quanteninternet. Quantennetzwerke versprechen absolut ab - hörsichere Kommunikation und leistungsstar - ke verteilte Sensornetzwerke für Forschung und Technologie – sie gelten als Kommunikationswege der Zukunft. Bahnbrechende Vorarbeiten hat in diesem Bereich auch Nobelpreisträger Anton Zeilinger geleistet. »Spukhafte Fernwirkung« Im Rahmen des QUAPITAL-Projekts schickte ein Sendeapparat in Wien stabil über mehrere Tage Quantenzustände nach Sankt Pölten und Bratislava. Dort wurden sie gemessen und ihre quantenphysikalischen Eigenschaften nachgewiesen. Dabei Das Bild zeigt eine künstlerische Illustration der Quantenverschränkung zwischen zwei Orten. wurde eine Quelle für verschränkte Photonenpaare im Keller des Physikinstituts der Universität Wien an zwei bereits verlegte Glasfasern angeschlossen. Die beiden je zirka 125 Kilometer langen Faserleitungen führten zu Empfangsstationen in der Nähe von Sankt Pölten sowie in der Slowakischen Akademie der Wissenschaften in Bratislava. „Quantenverschränkung ermöglicht es, sogenannten korrelierten Zufall zu erzeugen. Das ist, als ob zwei Münzen, die an verschiedenen Orten – in unserem Fall Sankt Pölten und Bratislava – geworfen werden, stets auf dieselbe Seite fallen“, erklärt Rupert Ursin, wissenschaftlicher Leiter des Projekts an der ÖAW. Dieser von Einstein als „spukhafte Fernwirkung“ bezeichnete Effekt sei nicht nur aus physikalischer Sicht interessant, sondern habe ganz konkrete Anwendungen. Die auch kommerziell ausgereifteste davon ist die verschlüsselte Datenübertragung mithilfe von Quantentechnologie. Bei dieser sogenannten Quantenkryptographie können die „Münzwürfe“ dazu verwendet werden, Nach - richten prinzipiell unknackbar zu verschlüsseln. Aber auch die Verknüpfung von zu - künftigen Quantencomputern wird durch die Übertragung von Verschränkung ermöglicht. Wichtige für künftiges Quanteninternet Sebastian Neumann, ÖAW-Erstautor der Publikation und mit der Durchführung des »Österreich Journal« – https://kiosk.oesterreichjournal.at Experiments betraut, schildert die größten Herausforderungen: „Im Unterschied zum ‚normalen‘ Internetsignal können Quantenzustände nicht am Weg ausgelesen und verstärkt werden. Dadurch werden die Leitungsverluste zu einem Problem, weil nur etwa jedes hundertmillionste weggeschickte Photonenpaar auch tatsächlich an den Detektoren ankommt.“ Dementsprechend hoch müsse die Rate der in Wien erzeugten Photonen sein. „Dafür haben wir eine spezielle Photonenquelle konstruiert, über die wir sogar eigens publiziert haben“, sagt Neumann. Weiters müsse das Signal gegen Temperaturschwankungen in der Faser unempfindlich gemacht werden, wofür ein eigenes Stabilisierungssystem er - sonnen wurde. Dies ermöglicht einen unun - terbrochenen Betrieb der Leitung, eine weitere wichtige Voraussetzung für ein zukünftiges Quanteninternet. Für die Erforschung der Quantenverschränkung mit Photonen wurde Anton Zeilinger am 10. Dezember mit dem Nobelpreis für Physik bedacht. Österreichische Forschung zur Quantenphysik, wie sie an der ÖAW betrieben wird und an der auch Zeilinger forscht, befindet sich hier im internationalen Spitzenfeld. n https://www.oeaw.ac.at Lesen Sie den Beitrag über die Verleihung des Nobelpreises ab der Seite 124.