• 9/2022 • Seite 28 • DPG-MitgliederUnterschätzte Schmelzrate
Die Wasseranomalie beeinflusst die Schmelzrate von Eis massiv.
• 9/2022 • Seite 28 • DPG-MitgliederDie Wasseranomalie beeinflusst die Schmelzrate von Eis massiv.
Die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz hat zwei neue Bund-Länder-Programme beschlossen, um die Forschung zu Künstlicher Intelligenz zu fördern.
Die NASA-Sonde OSIRIS-REx hat eine Probe auf der Oberfläche des Asteroiden Bennu gesammelt.
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2016 besiegte das Computerprogramm AlphaGo erstmals einen der weltbesten Go‐Spieler. Damit rückte eine technische Revolution ins Bewusstsein der breiten Öffentlichkeit: Selbstlernende künstliche neuronale Netze sind zunehmend in der Lage, Menschen bei bestimmten Aufgaben zu schlagen. Die Physik bietet dafür viele potenzielle Anwendungen.
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Im Juni 2018 erreichte die japanische Raumsonde Hayabusa 2 den Asteroiden Ryugu. Neben der detaillierten Charakterisierung des Kleinplaneten aus der Nähe wurden mehrere Landeeinheiten abgesetzt, Oberflächenmaterial entnommen und ein kleiner künstlicher Krater erzeugt. Die gesammelten Proben sollen im Dezember 2020 die Erde erreichen.
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Majorana‐Fermionen sind zugleich ihre eigenen Antiteilchen, folglich dürfen sie keine elektrische Ladung besitzen. Ob es sie in der Natur gibt, ist offen. Derzeit wird erforscht, ob sie als Quasiteilchen erzeugbar sind, also als Simulation im Festkörper. Topologische Supraleiter könnten ein dafür geeignetes System sein. Majorana‐Quasiteilchen sind nicht nur physikalisch faszinierende Objekte, sie versprechen zudem besonders stabile Quantenbits für die Quanten‐Informationsverarbeitung.
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Phononische Kristalle ermöglichen eine neue Art von Werkstoffen mit makroskopischen Bauteilen als „Atome”. Mit ihren ungewöhnlichen Eigenschaften versprechen sie, einen Beitrag zur Bekämpfung von Lärm und unerwünschten Strukturschwingungen zu leisten. Die Inspiration kommt aus der Festkörperphysik. Doch um sie praxistauglich zu machen, müssen wir darüber hinausschauen.
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Gute Infrarotkameras werden immer günstiger, inzwischen gibt es sie auch als Smartphone‐Aufsätze. Besonders spannend wird es, wenn man damit den Yellowstone‐Nationalpark besucht. Heiße Thermalquellen und Geysire bieten perfekte Motive – inklusive physikalischer Interpretation der Wärmebilder.
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Wir befinden uns derzeit auf dem spannenden Weg vom einzelnen Quantensystem zu gut kontrollierten, großen Quanten‐Vielteilchensystemen. Die Suche nach Systemen und Methoden, die eine solche Skalierung ermöglichen, ist eine enorme Herausforderung. Ein vielversprechender Weg sind mit optischen Pinzetten manipulierbare Atomketten. Diese dienen als Quantensimulator und erlauben es, grundlegende Effekte wie Quantenphasenübergänge zu untersuchen. Ein Ziel ist es, Quantentechnologien weiter zu entwickeln und Quantencomputer zu realisieren.
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Atominterferometer zählen derzeit zu den genauesten Instrumenten zur Messung von Naturkonstanten und anderen Größen. So lässt die jüngste Messung der Feinstrukturkonstante interessante Rückschlüsse auf das Standardmodell zu. Auch Vorhersagen für exotische Phänomene wie Dunkle Photonen, Chamäleon‐Felder oder eine Fünfte Kraft sind damit überprüfbar. Zudem wurde mit einem Atominterferometer erstmals eine anziehende Kraft der Schwarzkörperstrahlung auf Atome gemessen.
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Racketlon als Mehrkampf‐Sportart umfasst die vier Disziplinen Tischtennis, Badminton, Squash und Tennis. Der athletische Umgang mit dem unterschiedlichen Verhalten von Bällen und Schlägern ist sehr anspruchsvoll.
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Das massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße ist von einem dichten Sternhaufen umgeben. Auch in den Kerngebieten anderer Galaxien finden sich solche Sternansammlungen. Dynamik und Entstehungsgeschichte konnten jedoch erst in jüngster Vergangenheit entschlüsselt werden.
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Quantensensoren haben das Potenzial, wesentlich empfindlicher und präziser als klassische Sensoren zu sein. Doch ihre kurzen Relaxationszeiten limitieren bislang die erreichbare Genauigkeit in Frequenzmessungen, was viele Anwendungen verhindert. Diese Grenze durchbricht eine alte Idee aus der klassischen Signalverarbeitung. Sie ermöglicht mit Quantensensoren nun hochauflösende Spektroskopie mit bisher unerreichter Genauigkeit.
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Anlässlich des 50. Geburtstags unserer Zeitschrift haben wir Physikerinnen und Physikern zwei Fragen gestellt: Was waren für Sie die wichtigsten Entdeckungen der letzten 50 Jahre? Welche noch offenen Fragen der Physik drängen besonders auf eine Antwort?
In der ersten Ausgabe von Physik in unserer Zeit im Jahre 1970 erschien eine Meldung zur vermeintlichen Entdeckung freier Quarks. Was ist daraus geworden?
Lasergekühlte Atome in einer Hohlkernfaser sind ein ideales System, um Fragestellungen der Quantensimulation und Quanteninformation zu untersuchen. Unsere Gruppe an der Universität Mainz verwendet ein optisches Förderband, um die Atome in die Hohlkernfaser zu transportieren. Damit erreichen wir eine präzise Kontrolle über Ort, Temperatur und Anzahl der Atome.
Topologische Isolatoren sind eine Klasse neuartiger Materialien, die sich in ihrem Inneren wie Isolatoren verhalten, aber an ihren Oberflächen und Kanten die Bewegung von Ladungsträgern erlauben. In einer aktuellen Studie [1] ist es unserer Gruppe an der Universität Würzburg erstmals gelungen, einen topologischen Isolator für ein Hybridsystem aus Licht und Materie zu realisieren.
Die Dauer zwischen der Absorption eines Röntgenphotons in einem Kristall und dem Austreten eines Photoelektrons konnte erstmals mit Hilfe atomarer Stoppuhren bestimmt werden [1]. Diese winzige Verzögerung erlaubt die Messung der Elektronenphase, eine der letzten unbekannten Eigenschaften des photoelektrischen Effekts.
Am 3. Oktober 2018 landete die unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft‐ und Raumfahrt (DLR) gebaute Sonde Mascot auf dem Asteroid Ryugu, am 26. November setzte InSight sanft auf dem Mars auf.
Zusammenfassung Ende 2015 haben die Experimente an Wendelstein 7‐X begonnen, der weltweit größten Fusionsanlage vom Stellarator‐Typ. Wendelstein 7‐X soll die Kraftwerkstauglichkeit dieses alternativen Konzepts demonstrieren. Ein verbessertes Magnetfeld soll die Schwierigkeiten früherer Stellaratoren überwinden, die Qualität von Plasmagleichgewicht und ‐einschluss soll der eines Tokamak ebenbürtig werden. Nach stufenweisen Ausbauten...
Zusammenfassung Ende des 19. Jahrhunderts öffneten astronomische Messungen zur Polhöhenschwankung den Weg zur modernen Geophysik. Alte Vorstellungen von einer starr rotierenden Erde wurden überwunden. Stattdessen entdeckte man, dass die Rotationsachse und die Symmetrieachse der Erde nicht übereinstimmen. Die daraus resultierende Unwucht sowie die verformbare, elastische Erde sind Ursachen lang‐ und kurzfristiger Veränderungen der...
Zusammenfassung Für das 3D‐Drucken von Metallbauteilen eignet sich das Selektive Laserstrahlschmelzen (SLM). SLM fällt unter die additiven Fertigungstechniken, die eine digitale Produktion nach der Industrie 4.0‐Vision ermöglichen sollen. Die SLM führt einen starken Laserstrahl über ein Bett aus Metallpulver. In der obersten Schicht schmilzt dieser kleine Schweißbahnen in Form des Werkstücks, dann schiebt eine Rakel eine neue...
Zusammenfassung Das Theremin ist eines der ersten rein elektronischen Musikinstrumente. Erfunden wurde es vom Russen Lew Termen, der sich später Leon Theremin nannte. In seiner etablierten Bauform besitzt es zwei Antennen. Beim Spiel sorgen Finger und Hände für Kapazitätsänderungen in diesen Schwingkreisen, die in elektrische Signale umgesetzt werden. Eine Hand erzeugt den Ton, die andere verändert dessen Lautstärke. ...
Zusammenfassung Ultraschall kann in Flüssigkeiten Lichtblitze erzeugen. Diese Sonolumineszenz stammt aus implodierenden Kavitationsblasen. Das Gas in kollabierenden Blasen kann sich dabei so stark erwärmen, dass kurzzeitig ein Plasma mit blitzartiger Lichtemission auftritt. Aus dem optischen Spektrum des Leuchtens schließt man auf die physikalischen Vorgänge bei der extremen Kompression des Blaseninneren. Dabei zeigen Wolken aus...
Mit der App Motion Shot können ganz einfach Stroboskop‐ und Serienfotos erstellt und Bewegungen qualitativ analysiert werden. Dazu führt die App verschiedene Bilder eines Videofilms in einem Bild zusammen.
Das Zusammenwirken von Absorption und Reflexion von Sonnenlicht sowie Wärmeleitung führt unter bestimmten Bedingungen zu regelmäßigen Mustern im Schnee.
Es gibt Fälle, in denen kochendes Wasser schneller aus einem Kochtopf verdampft als einem lieb ist. Aber, wie lange dauert es überhaupt? Und wie lange dauert es bei geringerer Temperatur, zum Beispiel bei 80 °C ? Wo die Vorstellung versagt, helfen Zeitraffervideos weiter.
Bekannt ist er nicht gerade. Und wenn einmal sein Name fällt, dann denkt man eher an eine Vornamens‐Verwechslung oder an Tippfehler. Wahrscheinlicher ist: Man hat fälschlich einen holländischen Kollegen des Gesuchten im Kopf, der fast gleichzeitig auf demselben Gebiet geforscht hat und fast denselben Namen trägt.
Grünbeins Gedichtband „Cyrano oder die Rückkehr vom Mond“ widmet sich unter anderem dem Prozess der kopernikanischen Rekonzeptualisierung des Verhältnisses zwischen Mond und Erde, der sich im 17. Jh. abspielte: von Galileis Entdeckung der Jupiter‐Monde über Keplers Gesetze bis hin zu Newtons Grundprinzipien der Mechanik.