Physik Journal 6 / 2017

Diese durchaus besorgniserregende, aber auch diffuse Stimmungslage war Anlass für ein ungewöhnliches DPG-Industriegespräch in Stuttgart. Statt um ein industrienahes Physikthema ging es dabei um die Frage, ob auch der Wissenschaftsjournalismus mit wachsendem Misstrauen oder gar dem Lügenpresse-Vorwurf zu kämpfen hat. Dafür hatte Karsten Vetter vom Arbeitskreis Industrie und Wirtschaft (AIW) erfahrene Wissenschaftsjournalisten eingeladen (Kasten).2) Die Moderation übernahm Gerhard Samulat, DPG-Vorstandsreferent für Pressearbeit.

„Die kritischen Stimmen sind zahlreicher geworden, schon durch die neuen Möglichkeiten im Internet“, sagt Wissenschaftsblogger Lars Fischer. Noch vor wenigen Jahren sei das Publikum grundsätzlich konstruktiv eingestellt gewesen, allenfalls Einstein-Widerleger oder „Cranks“ hätten sich mit Fundamentalkritik an der Wissen­schaft zu Wort gemeldet: „Das hat sich geändert, abhängig vom Thema.“ Eine große Gruppe der Kritiker lehne Wissenschaft oder Journalismus gar nicht grundsätzlich ab, artikuliere aber ein massives Unbehagen gegenüber den Medien. „Diese Leute sind der Ansicht, dass wir ‚Systempresse‘ sind“, so Fischer. Je politisch kontroverser ein Thema, umso eher käme es auch zu generellen Vorwürfen, etwa dass die Medien vom Staat gesteuert seien. „Bei einer Sendung, die sich mit der Frage befasste, ob Glypho­sat krebserregend sei, gingen Programm­beschwerden ein, die vor dem Fernseh-Ausschuss diskutiert werden mussten“, berichtet Martin Schneider vom SWR. Die Kritik, der Beitrag sei zu verharmlosend, paart sich mit dem Verdacht, die Berichterstattung sei von der Industrie gekauft...

Kometenkerne sind wenige Kilometer große Himmelskörper, die bei Annäherung an die Sonne aufgrund der Sublimation volatiler Eise lange Staub- und Gasschweife ausbilden (Abb. 1). Sie zählen zu den ursprünglichsten Bausteinen des Sonnensystems, weil sie zum einen so klein sind, dass das Material weder durch sein Eigengewicht wesentlich verdichtet noch durch den Zerfall radioaktiver Isotope aufgeschmolzen wurde. Zum anderen hielten sie sich die meiste Zeit seit ihrer Entstehung vor etwa 4,6 Milliarden Jahren so weit entfernt von der Sonne auf, dass hochflüchtige Substanzen in ihnen konserviert wurden und kaum Kollisionen mit anderen Himmelskörpern stattgefunden haben. Diese Bedingungen machen die Kometen zu einem einzigartigen Modellsystem für die Entstehungsphase unseres Sonnensystems.

Werden Kometen beispielsweise durch gravitative Wechselwirkung mit Jupiter ins innere Sonnensystem gestreut, sind sie dort nur eine kurzzeitige Erscheinung, denn sie verlieren pro Umlauf um die Sonne erheblich an Material oder gelangen durch gravitative Wechselwirkung mit einem Planeten wieder in die schwer zugänglichen Außen­bereiche unseres Sonnensystems. Bisherige kurze Vorbeiflüge von Raumsonden an Kometenkernen lieferten erste Bilder dieser bizarren Welten, erlaubten aber keine systematischen Untersuchungen der Physik und Chemie, der Aktivitätsquellen, des inneren Aufbaus, der Entstehung und der zeitlichen Entwicklung von Kometen. Erst die ehrgeizige ESA-Mission Rosetta versprach tiefere Einblicke in die Frühzeit unseres Sonnensys­tems (Infokas­ten). Die Rosetta-Sonde begleitete den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (kurz 67P genannt) zwei Jahre lang auf seiner Bahn ins innere Sonnensystem und über den sonnennächsten Punkt hinweg wieder hinaus in die Tiefen des Weltalls. Dieser Artikel fasst die Erkenntnisse zusammen, die sich bislang über die Entstehung von 67P gewinnen ließen...

Kopenhagen 1931: Niels Bohr, Lev Landau und Leon Rosenfeld diskutieren Landaus Arbeit zu einer neuen Form von Sternen, die einem riesigen kollabierten Atomkern gleichen sollen. Landau nennt sie wegen ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften „unheimliche Sterne“.1) Im Jahr darauf entdeckt James Chadwick das Neutron, und bereits 1933 taucht erstmals der Begriff Neutronenstern auf: Walter Baade und Fritz Zwicky verwenden ihn auf einer Tagung in Stanford, als sie von ihren Beobachtungen zu Super­novae berichten. Diese astrophysikalischen Phänomene, bei denen sehr hohe Energiemengen freigesetzt und ganze Galaxien überstrahlt werden, postulieren Baade und Zwicky mit erstaunlichem Weitblick als Endstadien der Stern­entwicklung, die als Überrest einen Neutronenstern produzieren können.

Heute kennen wir das Standardbild der Sternentwicklung, gemäß dem Sterne bis zu einer Masse von acht Sonnenmassen als Weißer Zwerg enden. Sterne mit einer Masse von acht bis etwa 25 Sonnenmassen explodieren in einer so genannten Kernkollaps-Super­nova zu einem Neutronenstern. Bei einer noch höheren Sternmasse entsteht bei der Supernova-Explo­sion ein Schwarzes Loch. Die historische Super­nova von 1054 im Sternbild Krebs war eine solche Kernkollaps-Supernova. Die auslaufende Stoßwelle der Explosion bildet heute den Krebsnebel, der auch als Messier-Objekt M1 bekannt ist. In seinem Zentrum befindet sich ein rotierender Neutronenstern, der mit dem Hubble Space Telescope und dem Röntgensatelliten Chandra in einer Filmsequenz direkt aufgenommen wurde [2]...

Die Quantenmechanik beschreibt die mikroskopische Welt mit bisher unerreichter Genauigkeit. Sie bildet zudem die Basis für moderne technische Anwendungen wie Laser oder Kernspintomograph. Der Formalismus ist sehr gut ausgearbeitet und verstanden, doch noch immer bestehen zahlreiche offene Fragen.

Die Grundlagen der Quantenphysik sind bereits seit geraumer Zeit Bestandteil des Lehrplans der Sekundarstufe 2. Die behandelten Themen orientieren sich dabei stark an historischen Aspekten. In den letzten beiden Jahrzehnten hat allerdings ein Wandel in der quantenphysikalischen Forschung stattgefunden. Anwendungsmöglichkeiten sind gegenüber fundamentalen Fragen in den Vordergrund gerückt. Dank eindrucksvoller Fortschritte bei der Kontrolle von Quantensys­temen ist es heutzutage möglich, einzelne Atome und Photonen gezielt zu manipulieren und damit für Anwendungen zu nutzen [1]. Sogar die Beobachtung von Quanteneffekten bei immer größeren, beinahe makroskopischen Systemen wird diskutiert und vorangetrieben [2]. Technologien wie Teleportation, Quantenkryptographie, Quanteninternet oder Quantencomputer haben das Potenzial, unsere Gesellschaft nachhaltig zu beeinflussen. Diese Entwicklungen bieten auch neue Möglichkeiten für den Schulunterricht und erlauben zukünftigen Generationen, Einblicke in die moderne Physik zu geben und auf die wichtige Rolle von Naturwissenschaft und Technik in unserer Gesellschaft hinzuweisen...

Die Erzeugung von kohärenter XUV- bzw. Hoher Harmonischer Strahlung (High Harmonic Generation) hat sich zu einem der aufregendsten Gebiete der heutigen Laser-Physik entwickelt und ermöglicht es, Wechselwirkungen innerhalb der Materie mit Attosekunden-Zeitauflösung zu untersuchen. Dies liefert erstmals fundamentale Einblicke in die Natur. <> Vor allem die Entwicklung von Laseroszillatoren und Verstärker­systemen auf Basis von Titan-Saphir hat den Einsatz von Femto­sekundenlasern in Wissenschaft und industriellen Anwendungen revolutioniert. Diese Technologie kann allerdings die Anforderung nach einer kompakten anwenderfreundlichen Lichtquelle mit sehr kurzen Pulsen kombiniert mit hoher Durchschnittsleistung und Repetitionsraten von 100 kHz bis in den MHz-Bereich oder nach einem weiten Durchstimmbereich nicht befriedigen. Die Vorteile durch eine höhere Wiederholrate sind enorm: Durch Steigerung von 1 kHz auf z.B. 1 MHz verkürzen sich die Messzeiten von einer Stunde auf 3,6 Sekunden. Ein parametrisches Verstärkerkonzept weist zudem neben einer großen Verstärkungsbandbreite hohes Skalierungspotential auf...