Experimental Stage Project
Mikrostoßwellen
Quanten im Kino
Beim „Acoustic Levitator” sorgen stehende Schallwellen dafür, dass kleine Teilchen in der Luft schweben. Ein anderer Ton versetzt sie in Bewegung oder lässt sie herunterfallen. (Bild: Robert Richter / Experimental Stage Project, vgl. S. 39)
Die deutschen Aktivitäten zum Quantenjahr 2025 sind in Berlin offiziell gestartet.
Die Arbeitsgruppen des Exzellenzclusters PRISMA+ können auf dem Campus der Universität Mainz nun in unmittelbarer Nähe forschen.
Die Berliner Hochschulen wehren sich gegen geplante Haushaltskürzungen.
Das CHE-Masterranking 2024 beleuchtet zum zweiten Mal die Zufriedenheit von Masterstudierenden in Mathematik, Physik und Informatik an deutschen Hochschulen.
Ein industrielles Großprojekt könnte den Himmel über dem Paranal-Observatorium auf Dauer erhellen.
Der Deutsche Akademische Austauschdienst (DAAD) feiert sein hundertjähriges Bestehen.
Ein Bericht der Universitäten-Vereinigung CESAER macht Vorschläge, wie sich wissenschaftliche Karrieren in Europa attraktiver gestalten lassen.
Die Datenbank WithdrarXiv enthält mehr als 14 000 zurückgezogene Artikel.
Die schwedische Regierung definiert ihre Forschungspolitik für die kommenden vier Jahre.
Die Schweiz ist nun assoziiertes Mitglied von Horizon Europe – vorerst.
• 2/2025 • Seite 18 • DPG-MitgliederDie Messung der Halbwertszeit eines vollständig ionisierten Thallium-Isotops gibt Einblicke in die Zeit direkt vor der Entstehung der Sonne und ihre Neutrinoemission.
• 2/2025 • Seite 24 • DPG-MitgliederAuch im Kino lassen sich die faszinierenden bis mysteriösen Aspekte der Quantenmechanik für eine breite Öffentlichkeit thematisieren. Das ist das Ziel des Projekts „QuantenFilme“.
Auch der Film soll im Quantenjahr zum Zuge kommen. Interessierte können geeignete Streifen in ein Kino vor Ort bringen, idealerweise zusammen mit einem passenden Begleitprogramm. Ein Ansprechpartner sowie Zuschussmöglichkeiten der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung sollen dabei helfen, die winzigen Quanten auf die große Leinwand zu bringen.
Wenn es um Physik im Kino geht, wähnt man sich als Physikerin oder Physiker oft im falschen Film [1]. Etwa wenn Klopfsignale im Wüstensand gigantische Sandwürmer anlocken, wie in den Verfilmungen von Frank Herberts Roman „Wüstenplanet“ in Szene gesetzt. Der Astrophysiker Neil deGrasse Tyson hat in einer Talkshow augenzwinkernd darauf hingewiesen, dass dies auf Sand gebaut sei, weil sich dieser ideal zur Schallisolierung eigne.
Kann es also gut gehen, wenn sich Kinofilme dem Thema Quantenmechanik widmen? Ja, denn es gibt passende Filme, die sich als Ausgangspunkt für erhellende Vorträge oder Diskussionen eignen. Dabei geht es gar nicht so sehr darum, physikalische Details aus dem Film präzise nachzurechnen – auch wenn Metin Tolan eindrucksvoll gezeigt hat, wie viel Spaß und Erkenntnis das etwa bei James Bond und Star Trek bringen kann. (...)
• 2/2025 • Seite 29 • DPG-MitgliederMikrostoßwellen sind Schockwellen, die teils mit mehr als 500 bis 700 Meter pro Sekunde durch haardünne Kapillaren rasen.
Stoßwellen finden sich in vielfältiger Weise in Natur und Technik. Meist entstehen sie im makroskopischen Bereich, etwa bei Supernovae. Sie finden Anwendung in der Medizin oder in großen Rohren bei physikalischen, chemischen und technischen Untersuchungen. Stoßwellen jedoch, die mit Überschallgeschwindigkeit durch extrem dünne Röhrchen laufen, bedeuten Neuland. Solche „Mikrostoßwellen“ bilden ein neues Teilgebiet der Strömungsphysik, von dem zukünftig Anwendungen ebenso profitieren können wie die Grundlagenphysik.
Eine Stoßwelle, manchmal auch Schockwelle genannt, bedeutet physikalisch betrachtet, dass sich eine Störung schneller in einem Medium ausbreitet als mit der dort charakteristischen Geschwindigkeit. Einfacher ausgedrückt handelt es sich um eine Druckwelle, deren Geschwindigkeit höher ist als die lokale Schallgeschwindigkeit. Dadurch ändern sich über die Stoßfront die Zustandsgrößen wie Druck, Dichte und Temperatur nahezu sprunghaft. Mit dem sehr schnellen Druckanstieg geht ein sehr schnelles Aufheizen der Materie einher, was Stoßwellen zur Untersuchung von Hochtemperaturphänomenen prädestiniert.
Als natürliche Phänomene treten Stoßwellen in der Astrophysik und beim Eintritt von Meteoriten in die Erdatmosphäre auf. Sie sind Begleiterscheinungen von Blitzen in Form von Donner, Explosionen aller Art und Kavitationsblasen. In der Luft- und erdnahen Raumfahrt kommen sie etwa als „Überschallknall“ vor. Anwendung finden sie sowohl in der Medizinphysik (z. B. bei der Stoßwellenlithotripsie) als auch bei der Erforschung von Materie unter extremen Bedingungen, wie der Physik bei hohen Energiedichten und bei lasererzeugten Plasmen. Stoßwellen sind also weit verbreitet.
Interview mit Robert Richter
Die DPG-Tagung Forschung – Entwicklung – Innovation nahm im November 2024
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