Schreib- und Leseköpfe für Festplatten, die auf dem Riesenmagnetowiderstand beruhen, sind heute millionenfach in PCs zu finden. (vgl. S. 33, Foto: IBM)
Physik Journal 9 / 2007
Inhaltsverzeichnis
Aktuell
• 9/2007 • Seite 12
USA
Weltraumteleskop ohne Wartung Tevatron könnte bis 2010 laufen Zukunft der Festkörperphysik Entscheidung für Homestake
Leserbriefe
• 9/2007 • Seite 14
Kontroverse Kernenergie
Zu: ''Zeit zum Umdenken'' von Sven Kullander, Juli 2007, S. 3 Mit Erwiderung von Sven Kullander
• 9/2007 • Seite 16
Wie gut kennen wir unser Sonnensystem?
Zum Schwerpunkt Heliophysik, März 2007 Mit Erwiderung von Klaus Scherer et al.
Im Brennpunkt
Preisträger
• 9/2007 • Seite 33
Kopplung macht den Widerstand
Im Zuge der rasanten technologischen Entwicklung rücken Daten auf einer Computer-Festplatte immer enger zusammen. Die immer kleineren und empfindlicheren Schreib- und Leseköpfe machen sich seit rund zehn Jahren den 1988 entdeckten Riesenmagnetowiderstand (GMR) zunutze. Darunter versteht man die große Änderung des elektrischen Widerstands eines magnetischen Schichtsystems, die auftritt, wenn die Magnetisierungen der einzelnen Schichten von antiparalleler auf parallele Orientierung gedreht werden. Schon kleine äußere Magnetfelder können die Orientierung verändern und machen GMR-Leseköpfe so empfindlich. Eine englische Version des Artikels finden Sie hier (PDF).
• 9/2007 • Seite 41
Emergent Phenomena
Statistical mechanics relates the behavior of macro-scopic objects to the dynamics of their constituent microscopic entities. Primary examples include the entropy increasing evolution of nonequilibrium systems and phase transitions in equilibrium systems. Many aspects of these phenomena can be captured in greatly simplified models of the microscopic world. They emerge as collective properties of large aggregates, i.e. macroscopic systems, which are independent of many details of the microscopic dynamics
• 9/2007 • Seite 47
Atome mit Licht zähmen
Bereits seit einigen Jahren vollzieht sich sowohl in der Atomphysik als auch in der Quantenoptik eine spürbare Wandlung, die von der reinen Beobachtung der Phänomene wegführt. Inzwischen ist vielmehr der Wunsch, ein System präzise beeinflussen zu können, in den Mittelpunkt wissenschaftlicher Forschung gerückt. Die gezielte Manipulation von Quantensystemen ist dabei ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zur Quanteninformationstechnologie – hier mit neutralen Atomen.
• 9/2007 • Seite 53
Stopping spins spinning
The magnetic moment or "spin" of an individual electron is an unimaginably tiny quantity. It is so small that it was only during the past few years that it became possible to detect single spins in solids, manipulate them and directly study their behaviour. Special spin memory devices have been developed that enable the optical generation of single charges in semiconductor artificial atoms. Remarkably, the spin of these charges can be programmed by the polarisation of the photons used to create them. Localising spins in such nanostructures dramatically suppresses their coupling to the outside world, making them potentially useful for quantum information processing.
• 9/2007 • Seite 61
Laserlicht nach (Quanten-)Maß
Der Quantencharakter des Lichtes ermöglicht es, Information auf neuartige Weise sicherer und leistungsfähiger zu übertragen und zu verarbeiten. Die Konzepte der Quantenkommunikation- und -kryptographie basieren bislang auf Systemen mit diskreten Variablen, z. B. der Polarisation von Photonen. Doch Systeme mit kontinuierlichen Variablen versprechen große Übertragungsraten, und im diskret-kontinuierlichen Grenzbereich werden einfachere Bauelemente für die Verarbeitung von Quanteninformation erwartet.
• 9/2007 • Seite 67
Atombewegung im Röntgenkino
In der Nanotechnologie und der molekularen Biologie werden immer kleinere Strukturelemente – wie z. B. einzelne Atomlagen oder Molekülgruppen – manipuliert, um bestimmte Funktionen zu erzielen. Dynamische Veränderungen in solchen Systemen laufen auf atomarer Längen- und Zeitskala ab. Für das physikalische Verständnis dieser ultraschnellen Prozesse ist ein anschauliches Bild der dabei induzierten Dynamik essenziell. Dank ihrer hohen Struktur- und Zeitauflösung liefert die Femtosekunden-Röntgenbeugung Bildsequenzen atomarer Bewegung von Molekülen und Festkörpern und ermöglicht somit Rückschlüsse über die komplexe Wechselwirkung zwischen Elektronen- und Kernbewegungen.
• 9/2007 • Seite 73
Partons and the LHC
We discuss the partonic structure of the proton, and outline how the parton densities may be determined. We use them to predict the event rates of various processes which may be observed at the forthcoming Large Hadron Collider at CERN. We briefly discuss how to observe a „light" Higgs boson (of mass less than 140 GeV), and emphasize the advantages of an exclusive Higgs signal.
• 9/2007 • Seite 79
Kernstruktur jenseits des Schalenmodells: Cluster und Kernmoleküle
Seit etwa 15 Jahren wächst das Interesse sowohl von Experimentatoren als auch von Theoretikern an schwach gebundenen (exotischen) Kernen und deren angeregten Zuständen. Besonderes Augenmerk erhalten dabei neutronenreiche leichte Kerne, die aus α-Teilchen und schwach gebundenen zusätzlichen Neutronen bestehen. Die α-Cluster bilden Strukturen mit zwei, drei und mehr Zentren, während die Valenzneutronen eine kovalente molekulare Bindung bewirken. Diese Kernmoleküle weisen viele Parallelen zu gewöhnlichen Molekülen aus Atomen auf, beispielsweise die Existenz von Rotationsbanden mit großen Trägheitsmomenten.
