Physik Journal 1 / 2023

Cover

Die stroboskopische Aufnahme zeigt gejettete Tröpfchen beim ­piezoakustischen Tintenstrahldruck. (Bild: reproduziert aus A. van der Bos et al., Phys. Rev. ­Appl. 1, 014004 (2014), vgl. S. 30)


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Grußwort

Hellwach und quicklebendig!Joachim Ullrich1/2023Seite 3

Hellwach und quicklebendig!

Die DPG ist weiterhin die wichtigste Plattform für Physik in Deutschland.

Aktuell

Alexander Pawlak1/2023Seite 6DPG-Mitglieder

Erfolgreich ins Wasser gefallen

Alexander Pawlak1/2023Seite 7DPG-Mitglieder

Hintergrundrauschen

Anja Hauck / DLR1/2023Seite 8DPG-Mitglieder

Neues Institut für KI

Maike Pfalz1/2023Seite 8DPG-Mitglieder

Eine mögliche Umrüstung

Kerstin Sonnabend1/2023Seite 10DPG-Mitglieder

Förderung für sieben Jahre gesichert

Matthias Delbrück1/2023Seite 11DPG-Mitglieder

Größer denken (und kleiner)

Anja Hauck / BMBF1/2023Seite 11DPG-Mitglieder

Unendliche Weiten

Alexander Pawlak1/2023Seite 12DPG-Mitglieder

Budget mit Rekordzuwachs

Kerstin Sonnabend1/2023Seite 13DPG-Mitglieder

Weltweit führend beim Technologietransfer

1/2023Seite 13DPG-Mitglieder

DFG: Neue SFBs

Matthias Delbrück1/2023Seite 14DPG-Mitglieder

Nicht gekürzt ist halb gewonnen

Matthias Delbrück1/2023Seite 14DPG-Mitglieder

Allianz der Ausgeschlossenen

Matthias Delbrück1/2023Seite 16DPG-Mitglieder

USA: Die Inflation redu­zieren / Charlie und die ­Iso­topenfabrik

High-Tech

Michael Vogel1/2023Seite 18DPG-Mitglieder

Hochwasser erkennen / Integrierter Brandschutz / Vorteilhafter Nachweis / Güns­tige THz-Kamera

Brennpunkt

Gläsern unter die Oberfläche geschautThomas Voigtmann1/2023Seite 20DPG-Mitglieder

Gläsern unter die Oberfläche geschaut

Dank Oberflächenschmelzen ist die Teilchenmobilität unter der Oberfläche deutlich erhöht.

Den unsichtbaren Begleiter aufspürenNorbert Langer1/2023Seite 22DPG-Mitglieder

Den unsichtbaren Begleiter aufspüren

Ein sonnenähnlicher Stern in unserer Nachbarschaft umkreist ein Schwarzes Loch in einem weiten Orbit.

Lehre

Mit Quantengattern spielenFranziska Greinert, Tobias Voß, Rainer Müller und Linus Krieg1/2023Seite 25DPG-Mitglieder

Mit Quantengattern spielen

Die App QuantumVR erlaubt es, spielerisch Quantengatter zu erkunden und kleine Quantenalgorithmen zu erstellen.

Im Projekt QuantumVR entsteht ein VR-Spiel für den Einstieg in die gatterbasierte Quantenprogrammierung zum Einsatz bei Outreach-Events. Bei dem Spiel mit ­Escape-Room-Elementen in virtueller Realität (VR) gilt es, kurze Quantenalgorithmen durch Platzieren einfacher Quantengatter zu lösen und damit Tiere zu befreien – ganz ohne Vorkenntnisse in Quantenmechanik.

Die Quantentechnologie gilt als eine der künftigen Schlüsseltechnologien [1]. Die Entwicklung der entsprechenden Hardware wird auf nationaler und europäischer Ebene mit großen Förderprogrammen vorangetrieben. Um die neuen Technologien tatsächlich nutzen zu können, ist es aber essenziell, auch an die Ausbildung der benötigten Fachkräfte zu denken. Bereits heute ist ein gravierender Fachkräftemangel zu spüren, der sich über die kommenden Jahre voraussichtlich weiter verschärfen wird. Umso wichtiger ist es, das Thema Quantentechnologien in der Ausbildung voranzutreiben – und zwar nicht nur an den Universitäten, etwa durch neue Masterstudiengänge. Die motivierende Wirkung, die von der aktuellen Berichterstattung über die Entwicklung von Quantencomputern in den Medien ausgeht, kann helfen, um Schülerinnen und Schüler gezielt anzusprechen und mit dieser Thematik das Interesse für ein Physikstudium zu wecken. International wurde in den letzten Jahren bereits eine Reihe spielerischer Ansätze zu Quantentechnologien entwickelt [2].

Darüber hinaus muss es ein Anliegen der Wissenschaft sein, interessierten Menschen zu ermöglichen, die Grundzüge der Technologie und ihre Folgen zu verstehen, einzuordnen und zu bewerten. Nur so ist es möglich, zu einer reflektierten gesellschaftlichen Debatte über das Zukunftspotenzial der Quantentechnologien zu gelangen. Dies eröffnet zudem die Möglichkeit, eventuellen Vorbehalten gegenüber dieser neuen Technologie zu begegnen. Das Projekt QuantumVR, das im Rahmen der BMBF-Initiative „Quantum aktiv“ gefördert wurde, setzt hier an und will ­einen spielerischen Zugang zu dieser Thematik bieten [3]. Ein Virtual-Reality-Spiel soll das Interesse an Quantentechnologien wecken und erste Einblicke in Quantenprogrammierung geben. Die spielende Person erstellt mit vorgegebenen Quantengattern einfache Quantenalgorithmen, um einen vorgegebenen Zielzustand zu erreichen. (...)

 

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Überblick

Immer schneller, immer präziserDetlef Lohse1/2023Seite 30DPG-Mitglieder

Immer schneller, immer präziser

Die Physik des Tintenstrahldrucks ist sehr komplex und bietet großes Potenzial – weit über den Gebrauch in handelsüblichen Druckern hinaus.

Mit einem Tintenstrahldrucker haben wohl alle schon einmal ein digitales Dokument in Papierform gebracht. Die Geräte für den Hausgebrauch sind zu einem güns­tigen Preis verfügbar und die Druck­ergebnisse selbst bei Fotografien ansprechend. Die Grundlage moderner Tintenstrahltechnologie bildet ein komplexes Zusammenspiel verschiedener fluiddynamischer Prozesse.

Der Tintenstrahldruck [1] ist die technologische Anwendung der Mikrofluidik, die sich am weitesten verbreitet hat. Der Druckvorgang zeichnet sich durch eine hohe Tropfenfrequenz, kleine Tropfenvolumina und die extreme Reproduzierbarkeit des Druck­ergebnisses aus. Bekannt ist die Technik vor allem aus der grafischen Druckindustrie; es gibt aber auch zahlreiche andere Anwendungen, zum Beispiel beim Druck von Solarzellen, Mikrolinsen, Brennstoffzellen, Batterien, Leuchtanzeigen, Flachbildschirmen, Flüssigkristallanzeigen und Halbleitern, in der additiven Fertigung – speziell beim Rapid Prototyping – sowie beim Druck von Polymeren, DNA, Proteinen und lebendem Gewebe.

Einige dieser Anwendungen erlauben keine Fehler und müssen absolut zuverlässig funktionieren. Werden beispielsweise elektronische Bauteile per Tintenstrahldruck hergestellt, kann das Fehlen eines einzigen Tropfens bereits zum Ausfall des gesamten Schaltkreises führen. Auch die medizinische Diagnostik und die präzise Dosierung von Medikamenten erfordern eine ähnlich hohe Präzision.

Die Zusammensetzung und Beschaffenheit der Tinte hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Entsprechend stellen Pigmente in einer wässrigen Lösung nur die gängigste Form dar. Um die Eigenschaften der Tinte gezielt zu steuern, kommen andere kolloidale Teilchen, Vernetzungsmittel, Tenside, Polymere und weitere Zusatzstoffe infrage. Solchen Tinten verfestigen sich in der Regel, wenn das Lösungsmittel verdampft. Bei moderneren Varianten gilt es, das Verfestigen aktiv herbeizuführen: Geschmolzenes Wachs oder flüssiges Metall werden unter ihre Schmelztemperatur abgekühlt, gelöste Kunststoffe vernetzen sich durch ultraviolette Strahlung und organisches Material härtet in chemischen Reaktionen aus. (...)

 

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Menschen

1/2023Seite 35DPG-Mitglieder

Personalien

Metin Tolan, Dietmar Fröhlich, Joachim Treusch, Erich te Kaat, Gerd Materlik, Jochen Schneider, Christian Gutt, Felix Beckmann, Kevin Kröninger und Manfred Bayer1/2023Seite 40DPG-Mitglieder

Nachruf auf Ulrich Bonse

Burkhard Dünweg, Kurt Kremer, ­ Marcus Müller, Wolfgang Paul und ­Friederike Schmid1/2023Seite 41DPG-Mitglieder

Im Gedenken an Kurt Binder

Alexander Pawlak1/2023Seite 42DPG-Mitglieder

„Irgendwann hat es sich verselbstständigt.“

Interview mit Christoph Schürmann

Physik im Alltag

Wieder besser hörenDenise Müller-Dum und Jens Kube1/2023Seite 44DPG-Mitglieder

Wieder besser hören

Beim Hören wird Schall in Nervenreize umgewandelt. Ist das Gehör beeinträchtigt, können konventionelle Hörgeräte oder Cochlea-Implantate helfen.

DPG

1/2023Seite 17DPG-Mitglieder

DPG-Forum: Wissens- und Technologietransfer im Dialog

1/2023Seite 29DPG-Mitglieder

Ein Tag vor Ort – Laborbesichtigungsprogramm

1/2023Seite 43DPG-Mitglieder

Physikerin der Woche

1/2023Seite 46DPG-Mitglieder

DOPPLERS

Physik-Preise 20231/2023Seite 47DPG-Mitglieder

Physik-Preise 2023

Laudationes auf die Preisträgerinnen und Preisträger der Deutschen Physikalischen Gesellschaft

Rolf Pfrengle1/2023Seite 56DPG-Mitglieder

Eine Akademie für die Physik

1/2023Seite 57DPG-Mitglieder

Einladung zur ordentlichen Mitgliederversammlung 2023

1/2023Seite 60DPG-Mitglieder

Kurzprotokoll zur Vorstandsratssitzung

1/2023Seite 61DPG-Mitglieder

Vorläufige Tagesordnung der Sitzung des Vorstandsrats

1/2023Seite 62DPG-Mitglieder

Mitgliederversammlung der PGzB

1/2023Seite 63DPG-Mitglieder

WE-Heraeus-Förderprogramm der DPG (Kommunikationsprogramm)

1/2023Seite 65DPG-Mitglieder

WE-Heraeus-Stiftung: Ausschreibung Förderprogramme

Rezensionen

Dieter Hoffmann1/2023Seite 58DPG-Mitglieder

David Rennert: Der Oslo-Report

Julia Hellwig1/2023Seite 59DPG-Mitglieder

Burkhard Priemer: Unsicherheiten, aber sicher!

Tagungen

1/2023Seite 62DPG-Mitglieder

Tagungskalender

Sabine Maier, Meike Stöhr, und Markus Lackinger1/2023Seite 64DPG-Mitglieder

Molecular Functionality at Surfaces: Self‐Assembly, Manipulation, Reactivity and the Role of Decoupling

747. WE-Heraeus-Seminar

Ulrike Saher und Jörn Willers Radke1/2023Seite 64DPG-Mitglieder

Micro­controller und 3D-Druck im Physikunterricht

DPG-Lehrerfortbildung

Werner Hofmann, Stefan Wagner, Michal Ostrowski, Lukasz Stawarz und Tomasz Bulik1/2023Seite 66DPG-Mitglieder

The Variable Multi-­Messenger Sky

Polnisch-deutsches WE-Heraeus-Seminar

Notizen

1/2023Seite 66DPG-Mitglieder

Notizen

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