Der Terahertz-Frequenzbereich umfasst ein technisch wenig erschlossenes Grenzgebiet im elektromagnetischen Spektrum. Er ist aber besonders interessant, weil er viele Eigenfrequenzen verschiedener, komplexer Quantenphänomene enthält. Dafür stehen neuerdings intensive Terahertz-Pulse aus spezialisierten Elektronenbeschleunigerquellen zur Verfügung. Sie bieten nun eine einzigartige Möglichkeit, solch fundamentale Quantenprozesse im Nichtgleichgewicht zu untersuchen.
(Foto: HZDR/F. Bierstedt)
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Der Terahertz-Frequenzbereich umfasst ein technisch wenig erschlossenes Grenzgebiet im elektromagnetischen Spektrum. Er ist aber besonders interessant, weil er viele Eigenfrequenzen verschiedener, komplexer Quantenphänomene enthält. Dafür stehen neuerdings intensive Terahertz-Pulse aus spezialisierten Elektronenbeschleunigerquellen zur Verfügung. Sie bieten nun eine einzigartige Möglichkeit, solch fundamentale Quantenprozesse im Nichtgleichgewicht zu untersuchen.
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Josef Freudenstein, Manuel Meierhofer, Rupert Huber, Mackillo Kira
Wenn sich Elektronen durch einen Festkörper bewegen, wechselwirken sie laufend miteinander und definieren so wichtige Eigenschaften des Materials. Hochpräzise Kollisionsexperimente erlauben nun erstmals einen scharfen Blick auf die für Festkörper relevanten elektronischen Korrelationen direkt in der Zeitdomäne.
Patricia Pfeiffer, Claus-Dieter Ohl, Simone Meloni
Ähnlich wie ein Stück Papier kann eine Flüssigkeit unter starkem Ziehen aufreißen und dabei Hohlräume oder sogenannte Kavitationsblasen bilden. Interessanterweise ist Wasser in Experimenten weit weniger „reißfest“, als es die Theorie vorhersagt. Mit Experimenten und Simulationen konnten wir zeigen, dass neben den bekannten Störstellen im Wasser auch kleinste flüssige Verunreinigungen die Reißfestigkeit von Wasser verringern können.
Sonja Barkhofen, Benjamin Brecht, Christine Silberhorn
Was Albert Einstein einst „spukhafte Fernwirkung“ nannte, war der Royal Swedish Academy of Sciences den Physiknobelpreis 2022 wert. Durch die Kombination von zeitlichem Multiplexing und kontrollierten Feed-forward-Signalen in einem photonischen Quantenspeicher gelingt die Verschränkung sogenannter Greenberger-Horn-Zeilinger-Zustände von immer mehr Quantenteilchen nun schneller und effizienter.
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Jan-Christoph Deinert, Sergey Kovalev, Michael Gensch
Der Terahertz-Frequenzbereich umfasst ein technisch wenig erschlossenes Grenzgebiet im elektromagnetischen Spektrum. Er ist aber besonders interessant, weil er viele Eigenfrequenzen verschiedener, komplexer Quantenphänomene enthält. Dafür stehen neuerdings intensive Terahertz-Pulse aus spezialisierten Elektronenbeschleunigerquellen zur Verfügung. Sie bieten nun eine einzigartige Möglichkeit, solch fundamentale Quantenprozesse im Nichtgleichgewicht zu untersuchen.
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Globale Quantennetzwerke könnten mit einzelnen Atomen als Emitter in optischen Resonatoren realisiert werden. Dies würde eine abhörsichere Kommunikation sowie die Vernetzung von Quantencomputern und Quantensensoren ermöglichen.
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Manuel Raiwa, Nina Kneip, Clemens Walther, Klaus Wendt
Radioaktive Kontaminationen in der Umwelt lösen in der Bevölkerung oft Angst und Verunsicherung aus. Umso wichtiger ist es, ihren Ursprung schnell und präzise zu finden. Kommt es zur Freisetzung von Kernbrennstoff, bietet eine neue Messmethode die Möglichkeit, Reaktor- und Brennstofftyp anhand von kleinsten Fragmenten mit nur 10 µm Durchmesser zu bestimmen.
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Über dem Meer weht der Wind stärker und verlässlicher als über Land. So wird für die Energiewende ein großer Beitrag an Offshore-Windenergie erwartet, insbesondere in der Deutschen Bucht. Aber was passiert, wenn eine wachsende Zahl von Windparks der Atmosphäre mehr und mehr Windenergie entziehen?
Der Druck, den die Erde durch ihre eigene Schwerkraft in ihrem Innern erzeugt, ist hoch genug, um die Eigenschaften der chemischen Elemente zu beeinflussen. Wichtige Abgrenzungen innerhalb des schalenartigen Aufbaus der Erde sind durch solche druckinduzierten Änderungen bewirkt, andere, wie die Kruste der Erde und ihr Kern, sind das Ergebnis chemisch-gravimetrischer Absonderungen.Nach einer kurzen Übersicht von Entstehungund Entwicklung der Erde wird dieWirkung des Drucks auf die Minerale imErdinnern und ihre Bedeutung für die Erde im Ganzen besprochen.
Christoph Stolzenberger, Florian Frank, Thomas Trefzger, Thomas Wilhelm, Jochen Kuhn
Eine Technologie, die in der Lehre immer mehr Verbreitung findet, ist Augmented Reality (AR). Nützlich für die Physik ist dabei die Möglichkeit, eine theoretische Modellvorstellung oder Darstellungen davon direkt auf das reale Experiment zu überblenden. So lässt sich eine Verbindung zwischen Modell und Realität herstellen. Die App „PUMA : Spannungslabor“ ermöglicht diese Verknüpfung bei einfachen Stromkreisen.
Ein durch eine Spiralfeder zusammengerollter flacher Papierschlauch wird durch Einblasen von Luft entrollt. Sobald der Luftstrom nachlässt, rollt sich der Schlauch durch die Federkraft wieder auf.
Zu den Schrecken aller Gastgeber zählen Gäste, die gerne mal Weingläser fallen lassen. Dieses Experiment allerdings verspricht einen harmlosen Schrecken ohne Scherben.
Sie war die erste Physikprofessorin Amerikas, musste aber zeitlebens um ihre Stellung kämpfen.
Erzählungen über mögliches Leben auf fremden Planeten lassen uns erstaunen über ein von der Physik ungedachtes Land des inneren Erlebens. Sie ermöglichen, uns von der Natur und den Gedankenwelten anderer Menschen berühren zu lassen.
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