Physik Journal 10 / 2024

Cover

70 Jahre CERN
Neutroneninterferometrie
Spin-Nano-Oszillatoren

In den 70 Jahren seit seiner Gründung hat das CERN wichtige Fragen der Teilchenphysik aufgeklärt.


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Meinung

YouTube im Hörsaal?Matthias Bartelmann • 10/2024 • Seite 3

YouTube im Hörsaal?

Erfordern neue Lerngewohnheiten bei den Studierenden eine andere Lehre?

Aktuell

Maike Pfalz • 10/2024 • Seite 6 • DPG-Mitglieder

70 Jahre CERN: Forschung für den Frieden

Kerstin Sonnabend • 10/2024 • Seite 7 • DPG-Mitglieder

DESY: Strahlender Geburtstag

Kerstin Sonnabend • 10/2024 • Seite 10 • DPG-Mitglieder

Quantencomputer „Made in Germany“

Anja Hauck • 10/2024 • Seite 10 • DPG-Mitglieder

Konkretes Förderprogramm

Alexander Pawlak • 10/2024 • Seite 11 • DPG-Mitglieder

Privat im All

Alexander Pawlak • 10/2024 • Seite 11 • DPG-Mitglieder

Hintergrundrauschen

Kerstin Sonnabend • 10/2024 • Seite 12 • DPG-Mitglieder

Swing-by zum Vierten

Matthias Delbrück • 10/2024 • Seite 13 • DPG-Mitglieder

Irland forscht

Alexander Pawlak • 10/2024 • Seite 13 • DPG-Mitglieder

Klassik verschränkt

Matthias Delbrück • 10/2024 • Seite 14 • DPG-Mitglieder

USA: Schwächelnde Magnete; Schwund und Persistenz; Virtuelles Quantenlabor

Matthias Delbrück • 10/2024 • Seite 16 • DPG-Mitglieder

Wissenschaft für grüne Ziele

Leserbriefe

Dipl.-Phys. Frank Rinn, Heidelberg • 10/2024 • Seite 17 • DPG-Mitglieder

Praktisch, aber schädlich!

Zu: Physik Journal, Juli 2024, S. 44

High-Tech

Michael Vogel • 10/2024 • Seite 18 • DPG-Mitglieder

Fluorimetrie ohne Optik; Energie für Roboter; Die grüne Lücke füllen; Belas­tung mobil messen

Brennpunkt

Gravitation hinter GitternDorothee Tell und Dennis Schlippert • 10/2024 • Seite 20 • DPG-Mitglieder

Gravitation hinter Gittern

Die Newtonsche Gravitation lässt sich mittels Materiewelleninterferometrie
mit bisher unerreichter Genauigkeit messen.

Effizient von A nach BLennart Dabelow • 10/2024 • Seite 22 • DPG-Mitglieder

Effizient von A nach B

Mesoskopische Teilchen bewegen sich mit dem geringsten Energieaufwand von einem Ort zum anderen, wenn Transportkräfte und Trajektorie symmetrisch in der Zeit sind.

10/2024 • Seite 24 • DPG-Mitglieder

Auf den Punkt gebracht

Überblick

Neutronen schlagen WellenWolfgang Treimer • 10/2024 • Seite 27 • DPG-Mitglieder

Neutronen schlagen Wellen

50 Jahre Neutroneninterferometrie – ein persönlich gefärbter Rückblick mit Ausblick

Die Wellennatur des Neutrons weckte von Anfang an den Wunsch, damit auch Interferenzexperimente durchzuführen. So einfach die Grundidee klingt, so schwierig war es, das dafür nötige Interferometer herzustellen und zum Laufen zu bringen. Erste Missgeschicke stellten sich dabei als Glücksfälle heraus, und 1974 gelang es am kleinen TRIGA-Reaktor des Atominstituts in Wien erstmals, Neutroneninterferenz nachzuweisen, was weltweit in der Fachwelt große Aufmerksamkeit erregte [1].

Mit dem Bau von Forschungsreaktoren, zunächst in den 1940er-Jahren in den USA, spielten Neutronen in der Kernphysik und dann bei der Erforschung der Materie eine wichtige Rolle. Mit den elektrisch neutralen Neutronen ließen sich Kerne anregen und umwandeln, um so etwas über Kernkräfte zu lernen. Durch Moderation gelang es, Neutronen mit Energien von einigen MeV in den meV-Bereich abzubremsen. Damit lagen ihre Wellenlängen im Bereich von Atomabständen. Der Bau von Forschungsreaktoren in Europa ab den 1950er-Jahren beflügelte die Neutronenforschung auch in Österreich. 1960 ging der erste Forschungsreaktor in Seibersdorf in Betrieb, zwei Jahre später folgte der 250-kW-TRIGA-Mark II-Reaktor des Atominstituts Wien. Das deutsch-französische Institut Laue-Langevin (ILL) entstand 1967 und nahm im April 1971 seinen 58 Megawatt starken Forschungsreaktor in Betrieb. Damit wurden Neutronen für einen großen Bereich der Strukturforschung und Neutronenoptik hoch interessant. (...)

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Vom Gehirn inspiriertTim Böhnert • 10/2024 • Seite 34 • DPG-Mitglieder

Vom Gehirn inspiriert

Ein möglicher Ansatz für neuromorphes Computing sind sogenannte Spin-Nano-Oszillatoren.

Wäre es nicht fantastisch, physische Bauelemente zu unserer elektronischen Werkzeugkiste hinzuzufügen, die das biologische Verhalten unseres Gehirns nach­ahmen? Gesucht hierfür ist das perfekte spintronische Bauelement, das mit aktuellen Hardwarekomponenten integrierbar ist. Sogenannte Spin-Nano-Oszillatoren sind hervorragende Kandidaten dafür. Diese wurden in kleinem Maßstab in neuronalen Netzwerken aus künstlichen Synapsen und Neuronen getestet. Wir stehen kurz davor, spintronische Bauelemente in Netzwerke zu integrieren und den Weg für anspruchsvollere integrierte neuromorphe Rechenlösungen zu ebnen.

Die heutigen Strukturgrößen und Verarbeitungs­frequenzen von Computer-Prozessoren haben fast ihre physikalischen Grenzen erreicht. Sie werden immer ausgefeilter und spezialisierter, um weiter kontinuierlich ihre Leistungsfähigkeit zu steigern. Die Nachfrage nach effizienteren Computersystemen ist groß – sie würden es etwa erlauben, Straßenschilder zu erkennen, oder könnten helfen, medizinische Bilder zu analysieren. Dies führt uns zum neuromorphen Computing, das großes Poten­zial bietet für die Innovation heutiger Computer­systemhardware.

Neuromorphes Computing

Neuromorphes Computing basiert auf einer Computer­architektur, die von der Struktur und Funktion des menschlichen Gehirns inspiriert ist. Die Idee besteht darin, Informationen in Millionen kleiner Verarbeitungseinheiten zu zerlegen und parallel und dezentral auszuführen. Ziel ist nicht, das biologische Gehirn nachzuahmen, sondern es geht darum, die bekannten Aspekte seiner Struktur und Operationen zu extrahieren und in einem Computersystem zu verwenden [1]. Dieses Konzept existiert seit mindestens 30 Jahren und wurde in letzter Zeit wieder modern. Das Aufkommen datenintensiver Anwendungen wie Bild­erkennung, Computer Vision und Verarbeitung natürlicher Sprache hat eine Schwäche der heutigen Computerarchitektur offenbart. (...)


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Physik im Alltag

Der Computer am SteuerDenise Müller-Dum und Jens Kube • 10/2024 • Seite 40 • DPG-Mitglieder

Der Computer am Steuer

Autonome und vernetzte Fahrzeuge sollen den Verkehr sicherer machen.

Menschen

Kerstin Sonnabend • 10/2024 • Seite 43 • DPG-Mitglieder

„Ich habe Handlungsbedarf gesehen.“

Interview mit Thomas Filk

10/2024 • Seite 44 • DPG-Mitglieder

Personalien

Manfred Fähnle • 10/2024 • Seite 47 • DPG-Mitglieder

Nachruf auf Werner Frank

Peter A. Tass, Viktor K. Jirsa, Robert Graham, ­Eckehard Schöll, Marko Robnik und Günter Schiepek • 10/2024 • Seite 48

Im Gedenken an Hermann Haken

Michael Block, Christoph Düllmann, Klaus-Dieter Groß, Fritz Peter Hessberger, Yvonne Leifels, Matthias Schädel, ­Christoph Scheidenberger, Karl-Heinz Schmidt und Thomas Stöhlker • 10/2024 • Seite 49 • DPG-Mitglieder

Nachruf auf Peter Armbruster

Rezensionen

Kerstin Sonnabend • 10/2024 • Seite 50 • DPG-Mitglieder

Ingrid Carlberg: Alfred Nobel – Die Biografie

Klaas Bergmann • 10/2024 • Seite 50 • DPG-Mitglieder

Ingolf Volker Hertel: Blühende Landschaften – Wie die Wissenschaft vereinigt wurde

Alexander Pawlak • 10/2024 • Seite 51 • DPG-Mitglieder

Chris Ferrie: Quanten-Bull­shit

DPG

Anika Oster und Maël Averdung • 10/2024 • Seite 52 • DPG-Mitglieder

jDPG erleben!

Die junge DPG lebt vom persönlichen Engagement. In dieser Interviewreihe
stellen wir aktive Mitglieder und ihre Projekte vor.

Uwe Kahlert, Esther Tobschall und Vivienne Leidel • 10/2024 • Seite 54

Kein Weg zurück

Zur Transformation im wissenschaftlichen Publikationswesen

Der Wahlausschuss: Elisabeth Soergel, Dietmar Haubrich, Victor Gomer • 10/2024 • Seite 56 • DPG-Mitglieder

Ergebnisse der Wahlen zum DPG-Vorstandsrat 2024

Notizen

10/2024 • Seite 56 • DPG-Mitglieder

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