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 Ullrich • 1/2023 • Seite 3

Hellwach und quicklebendig!

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

Aktuell

Alexander Pawlak • 1/2023 • Seite 6 • DPG-Mitglieder

Erfolgreich ins Wasser gefallen

Alexander Pawlak • 1/2023 • Seite 7 • DPG-Mitglieder

Hintergrundrauschen

Anja Hauck / DLR • 1/2023 • Seite 8 • DPG-Mitglieder

Neues Institut für KI

Maike Pfalz • 1/2023 • Seite 8 • DPG-Mitglieder

Eine mögliche Umrüstung

Kerstin Sonnabend • 1/2023 • Seite 10 • DPG-Mitglieder

Förderung für sieben Jahre gesichert

Matthias Delbrück • 1/2023 • Seite 11 • DPG-Mitglieder

Größer denken (und kleiner)

Anja Hauck / BMBF • 1/2023 • Seite 11 • DPG-Mitglieder

Unendliche Weiten

Alexander Pawlak • 1/2023 • Seite 12 • DPG-Mitglieder

Budget mit Rekordzuwachs

Kerstin Sonnabend • 1/2023 • Seite 13 • DPG-Mitglieder

Weltweit führend beim Technologietransfer

1/2023 • Seite 13 • DPG-Mitglieder

DFG: Neue SFBs

Matthias Delbrück • 1/2023 • Seite 14 • DPG-Mitglieder

Nicht gekürzt ist halb gewonnen

Matthias Delbrück • 1/2023 • Seite 14 • DPG-Mitglieder

Allianz der Ausgeschlossenen

Matthias Delbrück • 1/2023 • Seite 16 • DPG-Mitglieder

USA: Die Inflation redu­zieren / Charlie und die ­Iso­topenfabrik

High-Tech

Michael Vogel • 1/2023 • Seite 18 • DPG-Mitglieder

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

Brennpunkt

Gläsern unter die Oberfläche geschautThomas Voigtmann • 1/2023 • Seite 20 • DPG-Mitglieder

Gläsern unter die Oberfläche geschaut

Dank Oberflächenschmelzen ist die Teilchenmobilität unter der Oberfläche deutlich erhöht.

Den unsichtbaren Begleiter aufspürenNorbert Langer • 1/2023 • Seite 22 • DPG-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 Krieg • 1/2023 • Seite 25 • DPG-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 Lohse • 1/2023 • Seite 30 • DPG-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

1/2023 • Seite 35 • DPG-Mitglieder

Personalien

Metin Tolan, Dietmar Fröhlich, Joachim Treusch, Erich te Kaat, Gerd Materlik, Jochen Schneider, Christian Gutt, Felix Beckmann, Kevin Kröninger und Manfred Bayer • 1/2023 • Seite 40 • DPG-Mitglieder

Nachruf auf Ulrich Bonse

Burkhard Dünweg, Kurt Kremer, ­ Marcus Müller, Wolfgang Paul und ­Friederike Schmid • 1/2023 • Seite 41 • DPG-Mitglieder

Im Gedenken an Kurt Binder

Alexander Pawlak • 1/2023 • Seite 42 • DPG-Mitglieder

„Irgendwann hat es sich verselbstständigt.“

Interview mit Christoph Schürmann

Physik im Alltag

Wieder besser hörenDenise Müller-Dum und Jens Kube • 1/2023 • Seite 44 • DPG-Mitglieder

Wieder besser hören

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

DPG

1/2023 • Seite 17 • DPG-Mitglieder

DPG-Forum: Wissens- und Technologietransfer im Dialog

1/2023 • Seite 29 • DPG-Mitglieder

Ein Tag vor Ort – Laborbesichtigungsprogramm

1/2023 • Seite 43 • DPG-Mitglieder

Physikerin der Woche

1/2023 • Seite 46 • DPG-Mitglieder

DOPPLERS

Physik-Preise 20231/2023 • Seite 47 • DPG-Mitglieder

Physik-Preise 2023

Laudationes auf die Preisträgerinnen und Preisträger der Deutschen Physikalischen Gesellschaft

Rolf Pfrengle • 1/2023 • Seite 56 • DPG-Mitglieder

Eine Akademie für die Physik

1/2023 • Seite 57 • DPG-Mitglieder

Einladung zur ordentlichen Mitgliederversammlung 2023

1/2023 • Seite 60 • DPG-Mitglieder

Kurzprotokoll zur Vorstandsratssitzung

1/2023 • Seite 61 • DPG-Mitglieder

Vorläufige Tagesordnung der Sitzung des Vorstandsrats

1/2023 • Seite 62 • DPG-Mitglieder

Mitgliederversammlung der PGzB

1/2023 • Seite 63 • DPG-Mitglieder

WE-Heraeus-Förderprogramm der DPG (Kommunikationsprogramm)

1/2023 • Seite 65 • DPG-Mitglieder

WE-Heraeus-Stiftung: Ausschreibung Förderprogramme

Rezensionen

Dieter Hoffmann • 1/2023 • Seite 58 • DPG-Mitglieder

David Rennert: Der Oslo-Report

Julia Hellwig • 1/2023 • Seite 59 • DPG-Mitglieder

Burkhard Priemer: Unsicherheiten, aber sicher!

Tagungen

1/2023 • Seite 62 • DPG-Mitglieder

Tagungskalender

Sabine Maier, Meike Stöhr, und Markus Lackinger • 1/2023 • Seite 64 • DPG-Mitglieder

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

747. WE-Heraeus-Seminar

Ulrike Saher und Jörn Willers Radke • 1/2023 • Seite 64 • DPG-Mitglieder

Micro­controller und 3D-Druck im Physikunterricht

DPG-Lehrerfortbildung

Werner Hofmann, Stefan Wagner, Michal Ostrowski, Lukasz Stawarz und Tomasz Bulik • 1/2023 • Seite 66 • DPG-Mitglieder

The Variable Multi-­Messenger Sky

Polnisch-deutsches WE-Heraeus-Seminar

Notizen

1/2023 • Seite 66 • DPG-Mitglieder

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