Physik Journal 4 / 2026

Cover

European XFEL
Glaspanel-Packaging
Quantisierter Leitwert

Der Röntgenstrahl des European XFEL ist so intensiv, dass er genug Stickstoff in der Luft zum Leuchten bringt, um sichtbar zu werden (Bild: European XFEL / Jan Hosan, vgl. S. 22). 


Ausgabe lesen

Meinung

Zwischen Durchbruch und VerantwortungJohn Kettler und Markus Roth • 4/2026 • Seite 3

Zwischen Durchbruch und Verantwortung

Jetzt ist der richtige Moment, um in die Fusionstechnologie zu investieren!

Aktuell

Alexander Pawlak • 4/2026 • Seite 6 • DPG-Mitglieder

Die gefährdete Schutzhülle

Vor 40 Jahren explodierte der Reaktorblock im Kernkraftwerk Tschernobyl. Durch den russischen Angriffskrieg gegen die Ukraine ist die Sicherheitslage schwieriger geworden.

Kerstin Sonnabend • 4/2026 • Seite 7 • DPG-Mitglieder

Auch Europa im Blick

In ihrem Jahresgutachten 2026 betrachtet die Expertenkommission Forschung und Innovation das europäische Forschungs- und Innovationssystem und Deutschlands Rolle darin.

Maike Pfalz • 4/2026 • Seite 8 • DPG-Mitglieder

Exzellente Standorte

Zehn der aktuell geförderten Einrichtungen der Exzellenzstrategie behalten ihren Exzellenzstatus.

LRZ / Alexander Pawlak • 4/2026 • Seite 8 • DPG-Mitglieder

Europäisches Quantencomputing

Der erste europäische Quantencomputer in Deutschland geht in Betrieb.

Henri Wagner • 4/2026 • Seite 10 • DPG-Mitglieder

Update der Geisterjagd

Das IceCube-Observatorium in der Antarktis misst seit 16 Jahren hochenergetische kosmische Neutrinos. Nun wurde es mit neuen Sensoren aufgerüstet.

Alexander Pawlak • 4/2026 • Seite 11 • DPG-Mitglieder

Künstliche Intelligenz sicher gestalten

Der AI Impact Summit beschwört die Demokratisierung der Künstlichen Intelligenz, während über 120 Professorinnen und Professoren verbindliche Sicherheitsstandards einfordern.

Kerstin Sonnabend • 4/2026 • Seite 12 • DPG-Mitglieder

Rahmenvereinbarung zur Roadmap

Ein Stellarator soll die Kernfusion als Energiequelle erschließen – vom Demonstrator „Alpha“ hin zum Kraftwerk „Stellaris“.

Henri Wagner • 4/2026 • Seite 13 • DPG-Mitglieder

Europas Exzellenz vernetzen

Ein aus Deutschland vorgeschlagenes Förderinstrument soll EU-weit Forschungseinrichtungen ­zusammenbringen und den globalen Vergleich stärken.

Henri Wagner • 4/2026 • Seite 13 • DPG-Mitglieder

Halbwertszeit der Endlager

Die Suche nach einem Platz für hoch­radioaktiven Atommüll endet nicht 2031.

Kerstin Sonnabend • 4/2026 • Seite 13 • DPG-Mitglieder

Startschuss für die letzten Runden

Matthias Delbrück • 4/2026 • Seite 14 • DPG-Mitglieder

Gestoppte Kooperationen

UKRI stoppt die Mitarbeit bei LHCb und drei weiteren internationalen Großprojekten.

4/2026 • Seite 14 • DPG-Mitglieder

USA: NSF-Chef aus Finanzwelt; Zensur in Texas und anderswo; Ausländer raus am NIST?

High-Tech

Michael Vogel • 4/2026 • Seite 16 • DPG-Mitglieder

Schwefel-Optik fürs IR; In Glas geschrieben; Helles Mikrodisplay; Mikro für raue Umgebung

Brennpunkt

Turnschuhe quietschen anders als GeigenMartin Müser • 4/2026 • Seite 18 • DPG-Mitglieder

Turnschuhe quietschen anders als Geigen

Neue Experimente vermitteln klangvolle Erkenntnisse beim altbekannten Haftgleiten.

Henri Wagner • 4/2026 • Seite 20 • DPG-Mitglieder

Auf den Punkt gebracht

Forum

Das Licht am Ende  des TunnelsKerstin Sonnabend • 4/2026 • Seite 22 • DPG-Mitglieder

Das Licht am Ende des Tunnels

Ein Ausflug zu der brillantesten ­Röntgenstrahlquelle weltweit: dem European XFEL

Es ist ein bunt gemischter Haufen, der sich an diesem verregneten Wintertag im zentralen Gebäude auf dem Gelände des DESY in Hamburg-Bahrenfeld einfindet. Zusammen mit dem European XFEL hat das Forschungszentrum zu einer Pressereise eingeladen, die verspricht, die Anlagen des Freie-Elektronen-Lasers hautnah zu erleben. Die Gelegenheit ist günstig: Erstmals seit dem Start des Nutzer­betriebs 2017 gibt es eine Pause von sechs Monaten. Und so treffe ich auf Journalisten, die ihr Geld mit Podcasts verdienen oder in Newslettern wissenschaftliche Neuigkeiten für die Politik aufbereiten, aber auch Mitglieder von Kulturredaktionen. Einen so persönlichen Anknüpfungspunkt an die weltweit brillanteste Röntgenlichtquelle wie ich hat aber vermutlich keiner von ihnen.

Der European XFEL erstreckt sich auf einer Länge von 3,4 Kilometern. Seinen Ausgangspunkt hat er auf dem Gelände des DESY: An dessen nordwestlichem Rand befindet sich der Eingang zu einem Tunnel, der in einer Tiefe von 6 bis 38 Metern schnurgerade bis nach Schenefeld in Schleswig-Holstein führt. Der Tunnel selbst ist horizontal ausgerichtet, aber im platten Land um Hamburg sehr unterschiedlich mit Erdreich bedeckt. Um die ultrakurzen hochintensiven Röntgenblitze zu erzeugen, die unter anderem Forschende aus Physik, Medizin und Materialwissenschaften nutzen, braucht es zunächst einen Elektronenstrahl, der sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und in genau definierte Pakete, sogenannte Bunches, unterteilt ist. Dafür sorgt beim European XFEL ein supraleitender Linearbeschleuniger – eine Anlage, wie ich sie von meiner Promotion am Institut für Kernphysik der Technischen Universität Darmstadt bes­tens kenne, hier allerdings in völlig anderen Dimensionen. 

Sicherheit an erster Stelle

Bevor unsere Gruppe die Tunnelanlage betreten darf, stehen aber noch einige Sicherheitsunterweisungen an. Zuerst erfahren wir, was es strahlenschutztechnisch mit einem Kontrollbereich auf sich hat – für mich als ehemalige experimentelle Kernphysikerin nichts Neues. Die Belehrung quittiere ich mit einer Unterschrift und erhalte eine Chipkarte für den Zutritt. Danach geht es um das Verhalten bei einem Notfall im unterirdisch gelegenen Beschleuniger: Hier gelten Regeln wie in einem Bergwerksstollen. Sollte während unseres Aufenthalts ein Feuer ausbrechen oder es aus anderem Grund zur Bildung von Rauch kommen, wären die Notausgänge zu weit entfernt, um sie ohne weitere Hilfsmittel zu erreichen. Obwohl dieses Szenario während Bau und Betrieb des European XFEL nie eingetreten ist, erklärt uns Sven Mohr vom Technischen Notdienst sehr routiniert und ruhig, was wir dann zu tun hätten. (...)

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Lehre

Quantenmechanik im ­WackelkontaktAxel Lorke • 4/2026 • Seite 27 • DPG-Mitglieder

Quantenmechanik im ­Wackelkontakt

Mit einem kleinen Experimentierset lässt sich der quantisierte Leitwert relativ leicht im Unterricht demonstrieren.

Quantenmechanik gilt oft als abstrakt und fern des Alltags. Doch sie steckt selbst in scheinbar banalen Phänomenen wie einem lockeren elektrischen Kontakt. Dieser Artikel zeigt, wie der quantisierte Leitwert mit einem einfachen Experiment sichtbar wird – sogar bei Zimmertemperatur und mit schulüblichen Mitteln. Anhand von Golddrähten, Oszilloskop und mit etwas Fingerspitzengefühl lässt sich ein zentrales Quantenphänomen anschaulich erklären und für den Unterricht nutzbar machen.

Das Jahr 2025 war ein doppeltes Jubiläum: Das Inter­nationale Jahr der Quantenwissenschaften fand anlässlich der Formulierung der Quantenmechanik im Jahr 1925 statt. Weitere 100 Jahre früher, nämlich 1825, formulierte Georg ­Simon Ohm das nach ihm benannte Gesetz. Der elektrische Widerstand gehört zu den bekanntesten physikalischen Größen, und Netzwerke aus Widerständen sind in der Physikausbildung beliebte Untersuchungsgegenstände. Hier zeigt sich übrigens eine sprachliche Dopplung des Begriffs „Widerstand“ als physi­kalische Größe (engl. „resistance“) und als elektronisches Bauteil (engl. „resistor“). 

Über 150 Jahre lag das Ohmsche Gesetz im Dorn­röschenschlaf, bis in den 1980er-Jahren bahn­brechende Experimente unsere Vorstellung davon infrage stellten, was Widerstand und Leitwert – also der Kehrwert des Widerstands – sind. Die Entdeckung des Quanten-Hall-Effekts, für die Klaus von Klitzing 1985 den Nobelpreis in Physik erhielt [1], und die Beobachtung von Leitwertsstufen in Halbleiter-Nanostrukturen [2] haben zu einer neuen, auf der Quantenmechanik beruhenden Beschreibung des Elektronentransports in Festkörpern geführt (Infokasten „Landauer-Büttiker-Formalismus“) [3].

Im einfachsten Fall beschreibt der Landauer-Büttiker-Formalismus den Elektronentransport durch einen eindimensionalen Draht. „Eindimensional“ bedeutet dabei, dass der Draht so dünn ist, dass sich die Elektronen nicht quer zum Draht bewegen können, da sie im quanten­mechanischen Grundzustand „festsitzen“. Entlang des Drahts ist die Bewegung frei. Insbesondere muss die Material­qualität so gut sein – oder der Draht so kurz – dass die Elektronen auf ihrem Weg nicht gestreut werden. (...)

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Überblick

Ein Kern aus GlasMartin Letz • 4/2026 • Seite 32 • DPG-Mitglieder

Ein Kern aus Glas

Glas gilt als vielversprechend, um die Aufbau- und Verbindungstechnik von Halbleiterbauelementen zu revolutionieren.

Der Fortschritt in der Halbleiterindustrie basiert seit einiger Zeit kaum noch auf dem Silizium-Halbleiter: Die Geschwindigkeit, mit der sich die Struktur­größen auf dem Halbleiter verringern, nimmt ab, während die Produktionskosten enorm steigen und sich Probleme mit der Ausbeute in der Herstellung bemerkbar machen. Dies bedeutet das Ende des Mooreschen Gesetzes. Stattdessen ist der Fortschritt in der Halbleiterindustrie in eine Disziplin gerückt, die lange Zeit ein Schatten­dasein geführt hat: die Aufbau- und Verbindungstechnik, das „Packaging“.

Das Packaging stellt aus Siliziumhalbleiter-Bauteilen (Chiplets) und weiteren Komponenten Bauteile her, die sich auf eine Leiterplatte auflöten lassen. Getrieben vom Wunsch nach immer mehr Datenleistung durch Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) entstehen weltweit immer mehr Rechenzentren. Ihr Energiehunger und die damit verbundene Wärmeentwicklung sind ein zentrales Problem. Die Halbleiterindus­trie versucht, dies durch zunehmend größere Bauteile (Packages) mit vielen Rechnerkernen und immer kürzeren Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Komponenten zu lösen. Dadurch werden die Packages immer größer und komplexer, was etliche Herausforderungen zur Folge hat, etwa die thermo­mechanischen Eigen­schaften der beteiligten Materialien, die hohen Datenraten, die schon heute Hochfrequenz­designs und eine immer feinere Strukturierung erfordern, oder die Notwendigkeit, optischen Datentransport zu integrieren. 

Eine Materialklasse, die bei diesen aktuellen Aufgaben eine neue und wahrscheinlich entscheidende Rolle einnimmt, sind Gläser. Als steifer Kern mit glatten Oberflächen sowie guten thermischen und elektrischen Eigenschaften ermöglichen sie es, große Packages mit extrem feinen Strukturen aufzubauen. (...)

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Streifzug

„Ein Reich, in dem die Sonne nie untergeht.“Matthias Hahn • 4/2026 • Seite 38 • DPG-Mitglieder

„Ein Reich, in dem die Sonne nie untergeht.“

Karl-Otto Kiepenheuer (1910 – 1975) und die Sonnenüberwachung in Freiburg

Physik im Alltag

Leise GleiseRonja Pappenberger • 4/2026 • Seite 40 • DPG-Mitglieder

Leise Gleise

Verschiedene Dämpfungssysteme an Rad und Schiene können den Bahnlärm reduzieren.

Menschen

Kerstin Sonnabend • 4/2026 • Seite 42 • DPG-Mitglieder

„An Aufgaben mangelt es sicher nicht.“

Interview mit Julia Tjus

4/2026 • Seite 43 • DPG-Mitglieder

Personalien

Siegfried Bethke, Allen Caldwell und Christian Kiesling • 4/2026 • Seite 47 • DPG-Mitglieder

Nachruf auf Norbert Schmitz

Rezensionen

Klaus Hentschel • 4/2026 • Seite 48 • DPG-Mitglieder

Florian Schmaltz: ­Verboten, unvereinbar, geheim?

Henri Wagner • 4/2026 • Seite 48 • DPG-Mitglieder

Barbara Warmbein: Die Urknallmaschine

Rita Wodzinski • 4/2026 • Seite 49 • DPG-Mitglieder

Dietmar Höttecke, Susanne Heinicke, Helge Martens, Andreas Nehring und Thorid Rabe: Handbuch Klima­bildung

DPG

4/2026 • Seite 21 • DPG-Mitglieder

Ars legendi-Fakultätenpreis

4/2026 • Seite 26 • DPG-Mitglieder

WE-Heraeus-Stiftung: Bundestagsstipendien

4/2026 • Seite 50 • DPG-Mitglieder

Vorläufige Tagesordnung der Sitzung des Vorstandsrats der DPG

4/2026 • Seite 51 • DPG-Mitglieder

Wahlen zum DPG-Vorstand; Wahl einer Ombudsperson

Tagungen

Rieke Siemon • 4/2026 • Seite 52 • DPG-Mitglieder

Unifying View on Cosmic ­Interacting Matter

Bad Honnef Physics School

Frank Kühnemann und Sven Ramelow • 4/2026 • Seite 52 • DPG-Mitglieder

Sensing with Quantum Light

845. WE-Heraeus-Seminar

Maria Azhar und Davide Bossini • 4/2026 • Seite 52 • DPG-Mitglieder

Spin Dynamics in Materials with Unconventional Symmetries

847. WE-Heraeus-Seminar

Dieter Bauer, David Blaschke und Hayk Sarkisyan • 4/2026 • Seite 53 • DPG-Mitglieder

Optics and its Applications in Quantum Technologies

Armenisch-deutsches WE-Heraeus-Seminar

Tagungskalender

4/2026 • Seite 54 • DPG-Mitglieder

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