Physik Journal 4 / 2021

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Ein Mitarbeiter des Exzellenz­clusters PRISMA+ testet das neue MAGIX-Experiment für den künftigen Teilchenbeschleuniger MESA. Ziel ist es, damit u. a. Hinweise auf „Dunkle Photonen“ zu finden. (Bild: Torsten Zimmermann / JGU, vgl. S. 35)


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Meinung

Wem gehört der Himmel?Michael Kramer4/2021Seite 3

Wem gehört der Himmel?

Große Satellitenkonstellationen behindern immer mehr nicht nur astronomische Messungen, sondern auch die Amateurfotografie.

Aktuell

Alexander Pawlak4/2021Seite 6DPG-Mitglieder

Von Gleisfestigkeit bis 3D-Druck in Schwerelosigkeit

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung wurde vor 150 Jahren gegründet.

Maike Pfalz4/2021Seite 7DPG-Mitglieder

Majorana (wieder) verschwunden

Ein Nature-Paper von 2018, in dem ein Forschungsteam über die Entdeckung von Majorana-Fermionen in Nanodrähten berichtet hat, wurde zurückgezogen.

Alexander Pawlak4/2021Seite 8DPG-Mitglieder

Eine Maus wird 50

Die Sendung mit der Maus feiert ihr goldenes Jubiläum.

Kerstin Sonnabend4/2021Seite 8DPG-Mitglieder

Kompagnons für die Leitprojekte

Das BMBF fördert 16 Projekte aus der Wasserstoff-Grundlagenforschung.

Kerstin Sonnabend4/2021Seite 10DPG-Mitglieder

Wann ist der Nachwuchs erwachsen?

Der vierte "Bundesbericht Wissenschaftlicher Nachwuchs" sieht vor allem im Tenure-Track-Programm ein Mittel, um verlässliche Perspektiven zu bieten.

Kerstin Sonnabend4/2021Seite 10DPG-Mitglieder

Mit Licht gegen Infektionen

In Jena nimmt das Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung seine Arbeit auf.

Maike Pfalz / DLR4/2021Seite 11DPG-Mitglieder

Weltraumschrott im Blick

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt baut ein neues Forschungsobservatorium, um die Flugbahn von Objekten in erdnahen Umlaufbahnen präzise zu bestimmen.

Kerstin Sonnabend4/2021Seite 11DPG-Mitglieder

Im Dienst der Fusion

Seit 30 Jahren dient ASDEX Upgrade als Blaupause eines Fusionskraftwerks.

Anja Hauck / ESA4/2021Seite 12DPG-Mitglieder

Mit der Rakete zur Arbeit

Die European Space Agency sucht neue Astronautinnen und Astronauten.

Maike Pfalz, Matthias Delbrück4/2021Seite 12DPG-Mitglieder

USA

Gefährdete Karrieren; Sorge um MINT-Personal; Keine Geheimwissenschaft

Matthias Delbrück4/2021Seite 14DPG-Mitglieder

Quantenplan à la française

Staatspräsident Macron präsentiert eine Strategie für die französische Quantentechnologie.

Matthias Delbrück4/2021Seite 15DPG-Mitglieder

Milliardenschwere Partnerschaften

Die Europäische Union fördert öffentlich-private Partnerschaften in Forschung und Entwicklung.

Leserbriefe

Dr.-Ing Dipl.-Phys Detlef Krischel und Dr. med. Dipl.-Phys Rainer Stange; Dieter Schütte4/2021Seite 16DPG-Mitglieder

Auswertung von Risiken statt Lockdown; Dürrenmatts Bekannter

High-Tech

Michael Vogel4/2021Seite 18DPG-Mitglieder

Essbare Hologramme; Günstiger Methansensor; Photonisch zoomen; Diagnose dank Polarisation

Brennpunkt

Verklumpter als gedachtMatthias Bartelmann4/2021Seite 20DPG-Mitglieder

Verklumpter als gedacht

Die Verteilung der Dunklen Materie aus Beobachtungsdaten weist deutlich mehr Klumpen auf, als es aktuelle Simulationen von Galaxienhaufen vorhersagen.

Eine Sonde in der FalleKonstantin Gaul und Robert Berger4/2021Seite 22DPG-Mitglieder

Eine Sonde in der Falle

Experimente mit radioaktiven Molekülionen ermöglichen es, die CP-Verletzung hochpräzise zu untersuchen.

Quantenlego mit einzelnen FermionenHenning Moritz und Niclas Luick4/2021Seite 24DPG-Mitglieder

Quantenlego mit einzelnen Fermionen

Systeme mit nur sechs fermionischen Bausteinen zeigen Hinweise auf einen Phasenübergang zu einem Suprafluid.

Bildung und Beruf

„Sammeln, bewahren, ausstellen, vermitteln und forschen“Alexander Pawlak4/2021Seite 26DPG-Mitglieder

„Sammeln, bewahren, ausstellen, vermitteln und forschen“

Der promovierte Physiker Johannes-Geert Hagmann macht als Kurator Optik und Technik einer breiten Öffentlichkeit zugänglich.

Dr. Johannes-Geert Hagmann (39) suchte nach seiner Promotion eine neue Herausforderung außerhalb der akademischen Forschung. Die fand er im Deutschen Museum in München, wo er mittlerweile als Leiter der Haupt­abteilung Technik fungiert.

Was führte Sie an das größte Wissenschafts- und Technikmuseum der Welt?
Etwa nach der Hälfte der Promotion wurde mir klar, dass ich den Weg so nicht weiter gehen wollte. Ich habe dabei zwar viel gelernt, aber an immer engeren Fragestellungen gearbeitet. Zum Studium hatte mich der Wunsch gebracht, die Welt im großen Rahmen etwas besser zu verstehen. Ich habe dann am Seminar „PhysikerInnen im Beruf“ in Bad Honnef teilgenommen, um herauszufinden, was sich mit Physik außerhalb der Universität machen lässt.
Ergab sich dort direkt der Kontakt zum Museum?
Das war eher Zufall, denn kurz vor Abschluss meiner Promotion wurde eine Stelle am Deutschen Museum ausgeschrieben. Meine erste Bewerbung war eine Testbewerbung bei einer Unternehmensberatung, die zweite am Museum.
Hatten Sie eine Affinität dazu?
Ich hatte mir das zumindest näher angeschaut und habe gemerkt, dass die Aufgaben und Ziele der Museumsarbeit immer auch etwas mit Lehre zu tun haben. Das hat mich interessiert, weil ich immer schon gerne unterrichtet habe.
Auf was haben Sie sich konkret beworben?
Ausgeschrieben war eine Stelle als Kurator für die Physik-Abteilungen. Das war echtes Glück, denn die Fluktuation ist in diesem Bereich nicht sehr groß. (...)

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Überblick

Treffen sich drei Phasen...Hans-Jürgen Butt und Rüdiger Berger4/2021Seite 29DPG-Mitglieder

Treffen sich drei Phasen...

Die Physik nahe einer Kontaktlinie ist der Schlüssel, um dynamische Benetzung zu verstehen.

Benetzungsvorgänge begegnen uns ständig im täglichen Leben – zu den typischen Anwendungen gehören das Beschichten, Drucken, Verteilen von Herbiziden und Insektiziden sowie das Beschlagen von Glasscheiben. Bei der Anreicherung von Mineralien durch Flotation sowie beim Löten und Schmieren treten sie ebenso auf wie beim Benetzen von Textilien und Filtern. Dennoch ist die dynamische Benetzung sowohl qualitativ als auch quantitativ nur unzureichend verstanden. Um diese Prozesse besser zu verstehen, ist es notwendig, die Physik nahe der Kontaktlinie, an der Flüssigkeit, Festkörper und Gas aufeinandertreffen, zu betrachten.

Wolfgang Pauli soll gesagt haben: „Gott schuf das Volumen, der Teufel die Oberfläche.“ Denn an Grenzflächen ändert sich die Dichte eines bestimmten Stoffs über sehr kurze Abstände, und diese Diskontinuität erschwert ihre theoretische Beschreibung. Auch experimentell ist es eine Herausforderung, die Struktur und Dynamik von Molekülen an Grenzflächen zu bestimmen, weil sich hier normalerweise viel weniger Moleküle befinden als im Volumen. 
Bei Benetzungsphänomenen kommt erschwerend der Übergang auf eine Dimension hinzu. Tritt eine Flüssigkeit in Kontakt mit einer festen Oberfläche, treffen die drei Phasen Flüssigkeit, Festkörper und umgebendes Fluid in einer Linie zusammen. Das umgebende Fluid setzt sich normalerweise aus Gasen wie Stickstoff oder Sauerstoff und dem Dampf der Flüssigkeit zusammen. Insbesondere die Bewegung dieser Drei-Phasen-Kontaktlinie bestimmt viele Benetzungsphänomene. Aus geometrischen Gründen befinden sich in oder nahe der Kontaktlinie noch einmal Größenordnungen weniger Moleküle als nahe der jeweiligen Grenzflächen. Das Signal bei der Messung in oder nahe der Kontaktlinie fällt entsprechend geringer aus, sodass sich Struktur und Dynamik an der Kontaktlinie nur schwer messen lassen. 
Der Kontaktwinkel ist der wichtigste Parameter, um Benetzung zu quantifizieren. Für reale Oberflächen lassen sich Kontaktwinkel bisher nicht quantitativ vorhersagen, weder statisch noch dynamisch, wenn sich die Kontaktlinie bewegt. Dabei legte Thomas Young bereits 1805 die ersten Grundlagen zum quantitativen Verständnis [1]. (...)

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Präziser Blick ins Innere der MaterieMatthias Neubert und Hartmut Wittig4/2021Seite 35DPG-Mitglieder

Präziser Blick ins Innere der Materie

Das Mainzer Exzellenzcluster PRISMA+ sucht nach Physik jenseits des Standardmodells.

Mit Präzisionsexperimenten und theoretischen Arbeiten leistet das Exzellenzcluster PRISMA+ in Mainz wichtige Beiträge, um offene Fragen zur Validität des Standardmodells der Teilchenphysik zu beantworten. Zu den Hauptzielen zählen der Bau und Betrieb eines supraleitenden Beschleunigers für niederenergetische Präzisionsexperimente, um damit unter anderem Botenteilchen der Dunklen Materie nachzuweisen.

Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt die elementaren Bausteine der Materie sowie die Kräfte, die zwischen ihnen wirken. Mit der Entdeckung des Higgs-Bosons am CERN wurde 2012 das letzte vom Standardmodell postulierte Elementarteilchen experimentell nachgewiesen. Nach Abschluss dieser Ära geht es nun darum, nach einer Erklärung von Phänomenen zu suchen, die sich nicht im Rahmen des Standard­modells beschreiben lassen: Woraus besteht Dunkle Materie? Warum gibt es im Universum mehr Materie als Antimaterie? Wie erklärt sich die Dunkle Energie, die für die beschleunigte Expansion des Kosmos verantwortlich ist?
Die Suche nach „neuer Physik“, die diese und andere Fragen beantworten kann, ist das wesentliche Ziel des Exzellenzclusters PRISMA+ (Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter) an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Dabei stellt sich mehr und mehr heraus, dass die traditionelle Suche nach direkten Hinweisen auf die Existenz neuer, meist sehr schwerer Elementarteilchen mithilfe großer Teilchenbeschleuniger durch weitere Strategien zu ergänzen ist (Abb. 1). Denn es könnte sein, dass Teilchen, die im Standardmodell nicht vorkommen, deutlich schwächer als erwartet mit der bekannten Materie wechselwirken. Für ihren Nachweis sind Präzisionsexperimente bei höchsten Wechselwirkungs­raten erforderlich. Die Physik jenseits des Standardmodells könnte sich zudem in sehr subtilen Effekten verstecken, etwa in Abweichungen zwischen präzise gemessenen Observablen und ihren theoretischen Vorhersagen. In diesem Fall besteht die Herausforderung darin, die nötige Präzision in Experiment und Theorie zu erreichen. Diese Arbeiten sind Aushängeschild und Leitmotiv von PRISMA+ und dem Vorgängercluster PRISMA. (...)

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Geschichte

Edith Johanna Hella Josephy (1899 – 1942)Stefan L. Wolff4/2021Seite 42

Edith Johanna Hella Josephy (1899 – 1942)

Die Chemikerin und Mitbegründerin eines neuen Handbuches wurde in Auschwitz ermordet.

Für jüdische Emigranten aus Deutschland waren die Niederlande eines der wichtigsten Fluchtziele, wenn oft auch nur Durchgangsstation. Aber viele von denen, die blieben, wurden nach der deutschen Besetzung deportiert und ermordet, darunter auch die Chemikerin Edith Johanna Hella Josephy.

Edith Josephy stammte aus Schwaan in Mecklenburg, wo 1749 erstmals ein Jude gegen die Entrichtung von Schutzgeld an den Landesherrn das Aufenthaltsrecht erhielt. Er war der Ahnherr der später weit verzweigten Familie Josephy.1) Durch den frühen Tod des Kaufmanns Rudolph Josephy (1869 – 1911) verloren dessen Ehefrau Frieda (1877 – 1943) und die beiden Töchter Edith und Lilli (1901 – 1945)  ihre ökonomische Absicherung. Die kleine Gemeinde von Schwaan war damals mangels Mitglieder schon fast in Auflösung begriffen, was kurze Zeit später dann auch offiziell geschah. Die verwitwete Mutter zog in dieser Situation mit ihren Kindern nach Berlin.

Edith hatte seit 1906 in Schwaan eine höhere Töchterschule besucht. Um ihr trotz der wirtschaftlichen Schwierigkeiten weiterhin eine gute Ausbildung zu ermöglichen, gab ihre Mutter sie in die Betreuung des von Baruch Auerbach begründeten jüdischen Waisenhauses in der Schönhauser Allee. In dessen Obhut besuchte Edith seit 1911 zunächst das Sophien-Lyzeum und ab 1915 eine Oberrealschule, an der sie im Februar 1919 die Reifeprüfung bestand. (...)

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Physik im Alltag

Das Herz der StromerMichael Vogel4/2021Seite 44DPG-Mitglieder

Das Herz der Stromer

Immer mehr Elektroautos sind inzwischen auf deutschen Straßen unterwegs. Hochvoltbatterien sorgen für eine zuverlässige Energieversorgung.

Menschen

4/2021Seite 46DPG-Mitglieder

Personalien

Manfred Hewel, Ulrich Siemann, Bernd Smarsly, Almut Stribeck und Andeas Thünemann4/2021Seite 50DPG-Mitglieder

Nachruf auf Wilhelm Ruland

Alexander Pawlak4/2021Seite 51DPG-Mitglieder

„Mir reichte die Physik in der Schule nicht mehr.“

Rezensionen

Dieter Hoffmann4/2021Seite 52DPG-Mitglieder

Reinhard Buthmann: Versagtes Vertrauen

Maike Pfalz4/2021Seite 52DPG-Mitglieder

Herlinde Koelbl: Faszination ­Wissenschaft

DPG

4/2021Seite 28DPG-Mitglieder

Wochenendseminar „Physiker­Innen im Beruf“

Claus Lämmerzahl, Heribert Bieler, Heimfrid Gerke, Jens Hollwedel, Marcel Krämer und Fritz Merkle4/2021Seite 54DPG-Mitglieder

Industriegespräche bei den Stadtmusikanten

Im Januar fand das erste Industriegespräch in Bremen statt.

4/2021Seite 55DPG-Mitglieder

Schülertagung

4/2021Seite 57DPG-Mitglieder

Bad Honnef Physics School: Deciphering with Chaos

Tagungen

Priv.-Doz. Dr. Axel Pelster, Prof. Carlos Sà de Melo4/2021Seite 56DPG-Mitglieder

Exploring Quantum Many-Body Physics with Ultracold Atoms and Molecules

735. WE-Heraeus-Seminar

Prof. Dr. Stefan Filipp, Dr. Andreas Fuhrer, Prof. Dr. Frank Willhelm-Mauch, Dr. Maud Vinet4/2021Seite 56DPG-Mitglieder

Advances in Scalable ­Hardware Platforms for Quantum Computing

737. WE-Heraeus-Seminar

Dr. Jakob Walowski, Dr. Felix Büttner, Dr. Bastian Pfau4/2021Seite 56DPG-Mitglieder

Magnetism at the Nanoscale: Imaging – Fabrication – ­Physics

736. WE-Heraeus-Seminar

4/2021Seite 58DPG-Mitglieder

Tagungskalender

Notizen

4/2021Seite 59DPG-Mitglieder

Notizen

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