Physik Journal 7 / 2020

Cover

Im Jahr 1895 entdeckte Wilhelm Conrad Röntgen die X-Strahlen, die ihm 1901 den erstmals vergebenen Physik-Nobelpreis bescherten. (Bild: NearEMPTiness, Wikimedia, CC BY-SA 4.0, bit.ly/2UbtfTk / bearbeitet, vgl. S. 26)


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Meinung

Mehr Fachlichkeit im StudiumMathias Getzlaff7/2020Seite 3

Mehr Fachlichkeit im Studium

Eine Entscheidung des Bundesverfassungsgerichts hat zu deutlichen Änderungen in der Akkreditierungspraxis geführt.

Aktuell

Maike Pfalz7/2020Seite 6DPG-Mitglieder

Ein Paket für die Zukunft

Die Regierung hat sich auf ein milliardenschweres Konjunkturpaket geeinigt, das Arbeitsplätze sichern und die Wirtschaft wieder zum Laufen bringen soll.

Alexander Pawlak7/2020Seite 7DPG-Mitglieder

Wasserstoff als Hoffnungsträger

Das Bundeskabinett hat eine nationale Wasserstoffstrategie beschlossen.

Matthias Delbrück7/2020Seite 8DPG-Mitglieder

Verteilte Begutachtung

Das European Southern Observatory hat ein neues Verfahren getestet, um Beobachtungszeiten zuzuweisen.

Matthias Delbrück7/2020Seite 8DPG-Mitglieder

Strategische Strukturen

Das europäische Strategieforum äußert sich zur Entwicklung der europäischen Forschungsinfrastrukturen.

Anja Hauck / DLR / ESA7/2020Seite 10DPG-Mitglieder

Nur der blaue Himmel über uns

Wissenschaftler untersuchen die Auswirkungen des Corona-Lockdowns auf die Atmosphäre.

7/2020Seite 10DPG-Mitglieder

Bedeutsame Vielfalt

7/2020Seite 11DPG-Mitglieder

DFG: Neue SFBs und ­Schwerpunktprogramme

Kerstin Sonnabend7/2020Seite 11DPG-Mitglieder

Modernisierter Forschungsrat

Der wissenschaftliche Beirat des ERC hat die Fachausschüsse neu strukturiert.

Kerstin Sonnabend7/2020Seite 12DPG-Mitglieder

Gemeinsam und für uns alle

Die Universitätsvereinigungen German U15 und Russell Group rufen dazu auf, Wissenschaft und Forschung stärker als bisher ­länderübergreifend zu betrachten.

Kerstin Sonnabend7/2020Seite 13DPG-Mitglieder

Nächste Runde der Haushaltsdebatte

Die Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen will mit zusätzlichen Mitteln die angewandte Forschung und Innovationen fördern.

Alexander Pawlak7/2020Seite 14DPG-Mitglieder

Amerikaner heben kommerziell ab

Erstmals sind NASA-Astronauten in einem kommerziell gebauten und betriebenen Raumschiff zur Internationalen Raumstation gestartet.

Kerstin Sonnabend7/2020Seite 15DPG-Mitglieder

Weltweite Führungsrolle im Visier

Bei Forschung und Innovation empfiehlt ein Bericht der Europäischen Kommission deutlich höhere ­Investitionen, um mit den USA und China dauerhaft mitzuhalten.

Matthias Delbrück7/2020Seite 16DPG-Mitglieder

USA

Leserbriefe

Dr. Hannelore Hämmerle7/2020Seite 17DPG-Mitglieder

Virusverbreitung beim Sprechen?

Zu: D. Lohse, Physik Journal, Mai 2020, S. 18

Prof. Dr. Siegfried Hunklinger7/2020Seite 17DPG-Mitglieder

Geld für Neubau

Zu: A. Pawlak, Physik Journal, Mai 2020, S. 11

High-Tech

Michael Vogel7/2020Seite 18DPG-Mitglieder

Foto statt Nadel / Referenz für Labore / Nachbrenner für 3D-Drucke / Rauscharme Sensoren

Brennpunkt

Dispersion von Bethe-StringsAlois Loidl7/2020Seite 20DPG-Mitglieder

Dispersion von Bethe-Strings

Kürzlich ist es erstmals gelungen, die Dispersionsrelation von String-Zuständen in einem eindimensionalen Magneten zu bestimmen.

Die Pandemie im ModellMoritz Linkmann7/2020Seite 22

Die Pandemie im Modell

Eine datengetriebene Studie untersucht die Ausbreitung von COVID-19 hinsichtlich der ergriffenen Maßnahmenpakete.

Streifzug

Die Durchleuchtung der WeltMatthias Hahn7/2020Seite 26

Die Durchleuchtung der Welt

Wilhelm Conrad Röntgen (1845 − 1923) und die Entdeckung der X-Strahlen in Würzburg

Überblick

Sicherheit durch VerifikationMalte Göttsche, Matthias Englert, Madalina Wittel und Simon Hebel7/2020Seite 28DPG-Mitglieder

Sicherheit durch Verifikation

Wie ließe sich nukleare Abrüstung in Nordkorea überprüfen?

Trotz jahrzehntelanger Bemühungen gibt es bis heute nur bedingt Fortschritte bei der nuklearen Abrüstung, welche derzeit in akuter Gefahr sind. Dennoch verzichten alle Staaten auf Kernwaffentests – bis auf Nord­korea, wo bis 2017 Tests stattfanden. Während bedeutende Abrüstungsmaßnahmen auf nordkoreanischer Seite ohne belastbare Sicherheitsgarantien für das Regime unwahrscheinlich sind, beharren die USA und weitere Länder auf überprüfbaren Fortschritten in der Denuklearisierung. Das Dilemma besteht im Misstrauen beider Staaten zueinander. Naturwissenschaftlich-technische Verifikationsverfahren können Vertrauen schaffen und müssen bereitstehen, falls zukünftig eine Abrüstungsinitiative möglich erscheint.

Es ist 100 Sekunden vor Zwölf! Die im Jahr 1947 eingeführte „Doomsday Clock“ des amerikanischen Magazins „Bulletin of the Atomic Scientists“ steht seit Januar näher vor Mitternacht als je zuvor – unter anderem aufgrund des nuklearen Programms Nordkoreas. Nachdem dieses Land 2003 aus dem Atomwaffensperrvertrag (Infokas­ten) ausgestiegen ist, hat es zügig Atomwaffen entwickelt und mehrfach unterirdisch getestet.
Bis heute scheiterten alle internationalen Initiativen, Nordkorea zur Aufgabe seines Atomprogramms zu bringen. In den letzten Jahren unternahm die US-Administration unter Präsident Trump einen neuen Anlauf. Doch den Gipfeltreffen 2018 und 2019 folgten keine konkreten Schritte. Nordkorea fordert zunächst Sicherheitsgarantien, etwa in Form eines bilateralen Friedensvertrags, der formal den Korea­krieg (1950 bis 1953) beendet. Die USA beharren auf überprüfbaren Fortschritten in der Denuklearisierung. Das gegenseitige Misstrauen ist tief verwurzelt.  
Ein Ausweg aus der Sackgasse, der auch im Kalten Krieg in der Rüstungskontrolle zwischen den USA und der Sow­jetunion erfolgreich war, könnten verifizierbare technische Schritte sein, welche die Abrüstung überprüfen und gleichzeitig Vertrauen schaffen können. (...)

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Phase wechsel dichJohannes Feldmann und Wolfram Pernice7/2020Seite 36DPG-Mitglieder

Phase wechsel dich

Die Integration von Phasenwechselmaterialien in photonische Bauelemente ermöglicht neue Rechnerarchitekturen für Anwendungen in der Künstlichen Intelligenz.

Herkömmliche Computerarchitekturen stoßen immer häufiger an ihre Grenzen, wenn sie wachsende Datenfluten verarbeiten sollen. Um mit der rasanten Entwicklung des Informationszeitalters Schritt zu halten, bedarf es neuer Technologien, wie der integrierten Photonik mit Phasenwechselmaterialien. Diese optische Plattform ermöglicht Architekturen, die Daten parallel und nahezu in Lichtgeschwindigkeit effizient verarbeiten.

Die Digitalisierung geht mit der Analyse exponentiell zunehmender Datenmengen einher. Beispiele sind kognitive Aufgaben wie die Sprach- und Mustererkennung, aber auch die Bildverarbeitung von Videodaten für autonomes Fahren oder das Angebot von Livestreaming-Diensten. Die Miniaturisierung elektrischer Schaltkreise kann dem Bedarf an immer schnelleren und effizienteren Methoden der Datenverarbeitung nicht mehr folgen. Auch der steigende Energiebedarf herkömmlicher Rechnerarchitekturen sorgt insbesondere bei Künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen für Probleme. Die heutigen Von-Neumann-Architekturen sind dem menschlichen Gehirn in präziser Arithmetik deutlich überlegen, lösen kognitive Aufgaben aber wesentlich schlechter. Daher liegt es nahe, mit der Natur als Vorbild die Funktion unseres Gehirns mit spezifischer Hardware nachzubilden.
Analog zu den integrierten Schaltkreisen der Elektronik bietet die integrierte Photonik eine robuste und skalierbare Plattform, um komplexe optische Schaltkreise zu entwerfen und zu konstruieren. Die Bestandteile optischer Aufbauten – beispielsweise Filter, Modulatoren und Detektoren – lassen sich mithilfe herkömmlicher Lithographieverfahren in Miniaturform auf Halbleiterchips herstellen. Optische Wellenleiter führen das Licht und bieten eine stabile und reproduzierbare Umgebung für seine gezielte Manipulation. So ist es möglich, Information in der Phase oder der Amplitude des Lichts zu speichern und auszulesen.
Die Telekommunikation nutzt die integrierte Photonik schon seit langem bei der Konversion elektrischer Signale, um Daten in schnellen Glasfasernetzen mittels integrierter Laser und Modulatoren zu übertragen. (...)

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Bildung und Beruf

„Ich liebe den Reiz des Neuen.“Maike Pfalz7/2020Seite 42DPG-Mitglieder

„Ich liebe den Reiz des Neuen.“

Die promovierte Physikerin Anne Kramer arbeitet als Projektmanagerin und Trainerin.

Nach ihrer Promotion in Grenoble begann Anne Kramer (53) zunächst als Softwareentwicklerin für Chipkarten-Testwerkzeuge bei Schlumberger Systems im Großraum Paris. Bereits zwei Jahre später wechselte sie dort ins Projektmanagement. Seit 2001 arbeitet sie als Senior Consultant und Projektleiterin bei der Firma sepp.med in der Nähe von Erlangen. In ihrer Freizeit hat sie mehrere Bücher verfasst.

Womit haben Sie sich im Physikstudium befasst?
In der Diplomarbeit habe ich die Transporteigenschaften keramischer Hochtemperatur-Supraleiter simuliert und zum ersten Mal selbst programmiert. Für die Promo­tion bin ich nach Grenoble gewechselt und habe mich mit theo­retischer Optik befasst.
Wie ging es danach weiter?
Mir war es wichtig, in Frankreich zu bleiben. Auf einer Jobmesse habe ich einen Recruiter kennengelernt, der ausländische Hochschulabgänger mit Informatikkenntnissen suchte. So habe ich bei Schlumberger angefangen.
Was waren Ihre Aufgaben?
Die Firma ist eher für ihre Ölfeld-Services bekannt, hat damals aber auch Chipkarten für Telefone und Bank­karten entwickelt. In dem Bereich fing ich als Tool-Entwicklerin an. Als der Projektleiter eine rechte Hand suchte, habe ich eine Teilprojektleitung übernommen. Zwei Jahre später bin selbst Projektleiterin geworden. Damals ging es um Kreditkartenlesegeräte.
Wofür waren Sie zuständig?
Dafür, dass die Hardware hergestellt und die Applika­tion geschrieben wird. Ich habe diese Aufgabe für Länder wie Südafrika, Luxemburg, Türkei und den deutschsprachigen Raum koordiniert. Das waren spannende, internationale Erfahrungen, aber 2000 gab es eine Zäsur für mich. (...)

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Physik im Alltag

Mit Thermosäule oder WärmebildMichael Vogel7/2020Seite 44DPG-Mitglieder

Mit Thermosäule oder Wärmebild

Die Körpertemperatur lässt sich auf verschiedene Weisen kontrollieren. Vor allem die Rahmenbedingungen bestimmen dabei, wie verlässlich die Messung ist.

Menschen

7/2020Seite 46DPG-Mitglieder

Personalien

Roderich Moessner, Dieter Vollhardt, Peter Wölfle7/2020Seite 51DPG-Mitglieder

Nachruf auf Philip Warren Anderson

Maike Pfalz7/2020Seite 53DPG-Mitglieder

„Das war wie in einem Actionfilm.“

Interview mit Martin Koch

Rezensionen

Kerstin Sonnabend7/2020Seite 56DPG-Mitglieder

Marcus und Judith Weber: Physik ist, wenn’s knallt

Stefan Oldenburg7/2020Seite 56DPG-Mitglieder

Dirk H. Lorenzen: Hubble – Atemberaubende Bilder aus dem All

Prisca Henheik7/2020Seite 57DPG-Mitglieder

Esther Gonstalla: Das Klimabuch – Alles, was man wissen muss, in 50 Grafiken

Maike Pfalz7/2020Seite 57DPG-Mitglieder

Metin Tolan und Joachim Stolze: Geschüttelt, nicht gerührt

Alexander Pawlak7/2020Seite 58DPG-Mitglieder

Josef M. Gaßner und Jörn Müller: Können wir die Welt verstehen?

Priv.-Doz. Dr. Beate Ceranski7/2020Seite 59DPG-Mitglieder

Marie Curie – Elemente des Lebens (2019)

DPG

7/2020Seite 25DPG-Mitglieder

Forschung – Entwicklung – Innovation XLV

7/2020Seite 35DPG-Mitglieder

Einladung zur ordentlichen Mitgliederversammlung 2020

7/2020Seite 52DPG-Mitglieder

Fortbildungen für Lehrkräfte

7/2020Seite 54DPG-Mitglieder

Dissertationspreise 2021

Ludwig Neste7/2020Seite 60DPG-Mitglieder

Digitales Meet Your Prof

Am 29. April veranstaltete die jDPG-Regionalgruppe Dortmund das erste digitale „Meet-Your-Prof“.

Bernhard Nunner, Hauptgeschäftsführer7/2020Seite 60DPG-Mitglieder

Wahlen zum DPG-Vorstand

7/2020Seite 62DPG-Mitglieder

Ausschreibung WEH- Klausurtagungen

Tagungen

Klaus Boldt, Jannika Lauth, Stefanie Tschierlei, Maria Wächtler7/2020Seite 61DPG-Mitglieder

Resolving the Full Picture: Complementary Spectro­scopic Approaches to Explore Dynamics in Physical and Chemical Systems

Andreas Dreizler, Heinz Pitsch7/2020Seite 61DPG-Mitglieder

Fuels, Processes, and Combustion Physics in the Energy Transformation

Notizen

7/2020Seite 63DPG-Mitglieder

Notizen

Produkte / Firmen

Carl Zeiss AG7/2020Seite 72DPG-Mitglieder

Advertorial: Bleistift, Papier und eine Idee, die die Zukunft verändert

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