Plasmabeschleunigung
50 Jahre CKM-Matrix
Künstliche Intelligenz in der Lehre
Wenn sich ein kurzer Laserpuls im Plasma ausbreitet, werden die Elektronen stark radial nach außen geschleudert. (Bild: superbossa.com, vgl. S. 26)
Ausgabe lesen
Physik Journal 10 / 2023
Ausgabe lesen
Meinung
Aktuell
• 10/2023 • Seite 6 • DPG-Mitglieder
Harte und weiche Landungen
Die Raumfahrt zum Mond erlebt eine Renaissance. Indien ist die vierte Nation,
der eine weiche Landung auf dem Mond gelungen ist.
• 10/2023 • Seite 7 • DPG-Mitglieder
Knotenpunkt für Quantenkommunikation
In Erfurt fiel der Startschuss für den weiteren Ausbau des deutschen Netzwerks für Quantenkommunikation.
• 10/2023 • Seite 8 • DPG-Mitglieder
Dokumentierte Herausforderungen
Ein ESFRI-Bericht beschreibt, wie die Pandemie und der Krieg in der Ukraine
Forschungsinfrastrukturen beeinträchtigen.
• 10/2023 • Seite 10 • DPG-Mitglieder
Feierstunde für Flaggschiffe
Das Human Brain Project und das Graphene Flagship haben das Ende ihrer zehnjährigen Laufzeit erreicht.
• 10/2023 • Seite 12 • DPG-Mitglieder
Kritik am Verhaltenskodex
Eine Überarbeitung des Verhaltenskodex der IAU stößt nicht nur auf Gegenliebe.
• 10/2023 • Seite 12 • DPG-Mitglieder
Ein maßgeschneidertes Abkommen
Das Vereinigte Königreich ist ab dem nächsten Jahr assoziiertes Mitglied bei Horizon Europe.
• 10/2023 • Seite 13 • DPG-Mitglieder
Zu viel politischer Einfluss
Indien investiert einen Milliardenbetrag in seine neue Agentur für Grundlagen- und angewandte Forschung.
• 10/2023 • Seite 14 • DPG-Mitglieder
Frischer Wind für Solarenergie
Die niederländische Regierung fördert ein großangelegtes Solar-Forschungsprogramm.
• 10/2023 • Seite 15 • DPG-Mitglieder
Sag mir, wie viel Lichter ausgehen
Gesucht sind Personen, die per App die Lichtnutzung in ihrer Umgebung erfassen wollen.
• 10/2023 • Seite 16 • DPG-Mitglieder
Vier gewinnt
Im vierten Anlauf schickt Japan erfolgreich ein Röntgenobservatorium ins All.
Brennpunkt
High-Tech
Lehre
• 10/2023 • Seite 22 • DPG-MitgliederLehrreiche Künstliche Intelligenz
Stefan Küchemann, Steffen Steinert und Jochen Kuhn
Die Digitalisierung in Schule und Hochschule hat nicht zuletzt durch die Corona-Pandemie einen großen Schub erhalten. Onlinebasierte Formate fanden größere Verbreitung; allein die Lernplattform Moodle umfasste im September 2023 über 46 Millionen Kurse und über 394 Millionen Nutzende weltweit [1]. Dies macht digitale Daten verfügbar und verarbeitbar, nicht zuletzt durch Methoden der Künstlichen Intelligenz. Insbesondere verdeutlicht das Sprachmodell ChatGPT von OpenAI, dass KI-basierte Anwendungen für Lernen und Lehren weit über den Rahmen von gängigen Lernplattformen hinausgehen [2].
Für den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) im Bildungskontext stellen sich weitreichende Fragen: Wie lassen sich Lernende durch solche Anwendungen effektiv begleiten und (frühzeitig) fördern? Auf welche Weise lassen sich personenbezogene Daten für das Training von KI-Algorithmen nutzen und gleichzeitig schützen? Genügen Menge und Qualität der anfallenden Datensätze überhaupt für eine sinnvolle Anwendung von Künstlicher Intelligenz? (...)
Überblick
• 10/2023 • Seite 26 • DPG-MitgliederTeilchen beim Wellenreiten
Teilchenbeschleunigung im Plasma ermöglicht kompaktere
und kostengünstigere Beschleuniger.
In der Teilchenphysik sind bei Kollisionen immer höhere Energien notwendig, um immer neue Strukturen und Prozesse aufklären zu können. Dies erfordert größere und damit auch teurere Beschleunigeranlagen. Daher gilt es, alternative Methoden zu entwickeln. Die Plasmabeschleunigung ist in diesem Zusammenhang ein vielversprechendes Verfahren, an dem viele Forschungsgruppen arbeiten.
Wenn Teilchen miteinander kollidieren, machen solche mit höherer Energie physikalische Prozesse und Strukturen auf kleineren Entfernungsskalen sichtbar. Teilchenbeschleuniger waren das wichtigste Instrument bei der Entwicklung des Standardmodells der Teilchenphysik, wie zuletzt die Entdeckung des Higgs-Bosons mit dem Large Hadron Collider (LHC) am CERN im Jahr 2012 eindrucksvoll belegte. (...)
• 10/2023 • Seite 32 • DPG-MitgliederMischung mit System
Vor 50 Jahren präsentierten Kobayashi und Maskawa eine Lösung für das Problem
der CP-Verletzung.
Vor genau fünfzig Jahren veröffentlichten die japanischen Theoretiker Makoto Kobayashi und Toshihide Maskawa eine Arbeit, für welche die beiden zusammen mit Yōichirō Nambu 2008 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden. Die Arbeit erregte bei ihrem Erscheinen 1973 zunächst wenig Aufmerksamkeit: Sie spekulierte lediglich, ob es eine dritte Generation von Quarks und Leptonen geben könnte. Erst deren Entdeckung, insbesondere des Bottom-Quarks und die Untersuchung seiner Zerfälle, erlaubte es, die Ideen der beiden experimentell zu überprüfen.
Im Standardmodell der Teilchenphysik lassen sich die Materieteilchen in drei Generationen einteilen, die jeweils aus zwei Quarks und zwei Leptonen bestehen. Beispielsweise gehören zur ersten Generation das Up-Quark u und das Down-Quark d, das Elektron e– und sein zugehöriges Neutrino νe. Zwischen den Teilchen verschiedener Generationen findet ein Austausch durch die schwache Wechselwirkung statt. Das führt insbesondere bei den Quarks zu einer „Quark-Flavor-Mischung“, die der sogenannte Cabibbo-Kobayashi-Maskawa-Mechanismus beschreibt [1]. Seine zentrale Größe ist die CKM-Matrix, bezeichnet mit den Initialen ihrer Schöpfer. Mit der Inbetriebnahme der B-Fabriken (Abb. 1) an den Forschungszentren SLAC in Stanford, USA, und KEK in Tsukuba, Japan, ließ sich seit 2001 der Ansatz von Kobayashi und Maskawa glänzend bestätigen. Heute ist der CKM-Mechanismus ein fester Bestandteil des Standardmodells. (...)
Physik im Alltag
Menschen
• 10/2023 • Seite 43 • DPG-Mitglieder
„Wir sind in der Lage, flexibel zu reagieren.“
Interview mit Rafael Lang
DPG
• 10/2023 • Seite 50 • DPG-Mitglieder
jDPG erleben!
Die junge DPG lebt vom persönlichen Engagement ihrer Mitglieder.
Eine neue Interviewreihe gibt persönliche Einblicke in dieses Engagement.
Rezensionen
Tagungen
• 10/2023 • Seite 57 • DPG-Mitglieder
The Physical, Chemical and Technological Aspects of the Fundamental Transition in Energy Supply from Fossil to Renewable Sources – Key Aspect: Energy Storage
791. WE-Heraeus-Seminar
• 10/2023 • Seite 59 • DPG-Mitglieder
Methods of Effective Field Theory and Lattice Field Theory
Bad Honnef Physics School
• 10/2023 • Seite 59 • DPG-Mitglieder
Open Quantum Systems and Mesoscopic Physics
WE-Heraeus Physics School
