Physik in unserer Zeit 1 / 2019

Das Titelbild ist dem 50. Jahrgang von "Physik in unserer Zeit" gewidmet. Es zeigt für jedes Jahrzehnt ein Heft als Beispiel. Hintergrund: Spiralgalaxie NGC 1232, Aufnahme: ESO.

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Inhaltsverzeichnis
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1/2019 • Seite 1

Phiuz - Volume 50 Issue 1

Titelbild

50 Jahre Physik in unserer Zeit

Anlässlich des 50. Geburtstags unserer Zeitschrift haben wir Physikerinnen und Physikern zwei Fragen gestellt: Was waren für Sie die wichtigsten Entdeckungen der letzten 50 Jahre? Welche noch offenen Fragen der Physik drängen besonders auf eine Antwort?

Editorial

Herzlichen Glückwunsch!

Thomas Bührke, Roland Wengenmayr
Seite 3-3

Inhalt

Inhalt: Physik in unserer Zeit 1/2019

Seite 4-5

50 Jahre Physik in unserer Zeit

Das Wichtigste in der Physik

Seite 6-8

Treffpunkt Forschung

Dem Urbaustein nachgejagt

In der ersten Ausgabe von Physik in unserer Zeit im Jahre 1970 erschien eine Meldung zur vermeintlichen Entdeckung freier Quarks. Was ist daraus geworden?

Thomas Müller
Seite 9-9

Kalte Atome auf einem optischen Förderband

Lasergekühlte Atome in einer Hohlkernfaser sind ein ideales System, um Fragestellungen der Quantensimulation und Quanteninformation zu untersuchen. Unsere Gruppe an der Universität Mainz verwendet ein optisches Förderband, um die Atome in die Hohlkernfaser zu transportieren. Damit erreichen wir eine präzise Kontrolle über Ort, Temperatur und Anzahl der Atome.

Maria Langbecker, Patrick Windpassinger
Seite 10-11

Topologischer Isolator aus Licht und Materie

Topologische Isolatoren sind eine Klasse neuartiger Materialien, die sich in ihrem Inneren wie Isolatoren verhalten, aber an ihren Oberflächen und Kanten die Bewegung von Ladungsträgern erlauben. In einer aktuellen Studie [1] ist es unserer Gruppe an der Universität Würzburg erstmals gelungen, einen topologischen Isolator für ein Hybridsystem aus Licht und Materie zu realisieren.

Sebastian Klembt, Tristan H. Harder, Sven Höfling
Seite 11-12

Meteoritenkrater unter Eisschild

Seite 13-13

Wie schnell läuft der photoelektrische Effekt ab?

Die Dauer zwischen der Absorption eines Röntgenphotons in einem Kristall und dem Austreten eines Photoelektrons konnte erstmals mit Hilfe atomarer Stoppuhren bestimmt werden [1]. Diese winzige Verzögerung erlaubt die Messung der Elektronenphase, eine der letzten unbekannten Eigenschaften des photoelektrischen Effekts.

Marcus Ossiander, Reinhard Kienberger
Seite 13-14

Vier neue Gravitationswellen‐Nachweise

Seite 14-14

Landungen auf Ryugu und dem Mars

Am 3. Oktober 2018 landete die unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft‐ und Raumfahrt (DLR) gebaute Sonde Mascot auf dem Asteroid Ryugu, am 26. November setzte InSight sanft auf dem Mars auf.

Seite 15-15

Physics News

Seite 15-15

Artikel

Wendelstein 7‐X im Betrieb

Zusammenfassung Ende 2015 haben die Experimente an Wendelstein 7‐X begonnen, der weltweit größten Fusionsanlage vom Stellarator‐Typ. Wendelstein 7‐X soll die Kraftwerkstauglichkeit dieses alternativen Konzepts demonstrieren. Ein verbessertes Magnetfeld soll die Schwierigkeiten früherer Stellaratoren überwinden, die Qualität von Plasmagleichgewicht und ‐einschluss soll der eines Tokamak ebenbürtig werden. Nach stufenweisen Ausbauten...

Isabella Milch
Seite 16-23

Immer auf Achse!

Zusammenfassung Ende des 19. Jahrhunderts öffneten astronomische Messungen zur Polhöhenschwankung den Weg zur modernen Geophysik. Alte Vorstellungen von einer starr rotierenden Erde wurden überwunden. Stattdessen entdeckte man, dass die Rotationsachse und die Symmetrieachse der Erde nicht übereinstimmen. Die daraus resultierende Unwucht sowie die verformbare, elastische Erde sind Ursachen lang‐ und kurzfristiger Veränderungen der...

Ernst‐Michael Stiegler
Seite 24-27

3D‐Drucken mit Metallen

Zusammenfassung Für das 3D‐Drucken von Metallbauteilen eignet sich das Selektive Laserstrahlschmelzen (SLM). SLM fällt unter die additiven Fertigungstechniken, die eine digitale Produktion nach der Industrie 4.0‐Vision ermöglichen sollen. Die SLM führt einen starken Laserstrahl über ein Bett aus Metallpulver. In der obersten Schicht schmilzt dieser kleine Schweißbahnen in Form des Werkstücks, dann schiebt eine Rakel eine neue...

Daniel Reznik, Darya Kastsian, Volkmar Lüthen, Ursus Krüger
Seite 28-35

Aus der Luft gegriffen

Zusammenfassung Das Theremin ist eines der ersten rein elektronischen Musikinstrumente. Erfunden wurde es vom Russen Lew Termen, der sich später Leon Theremin nannte. In seiner etablierten Bauform besitzt es zwei Antennen. Beim Spiel sorgen Finger und Hände für Kapazitätsänderungen in diesen Schwingkreisen, die in elektrische Signale umgesetzt werden. Eine Hand erzeugt den Ton, die andere verändert dessen Lautstärke. ...

Leopold Mathelitsch, Ivo Verovnik
Seite 36-37

Leuchtende Blasen

Zusammenfassung Ultraschall kann in Flüssigkeiten Lichtblitze erzeugen. Diese Sonolumineszenz stammt aus implodierenden Kavitationsblasen. Das Gas in kollabierenden Blasen kann sich dabei so stark erwärmen, dass kurzzeitig ein Plasma mit blitzartiger Lichtemission auftritt. Aus dem optischen Spektrum des Leuchtens schließt man auf die physikalischen Vorgänge bei der extremen Kompression des Blaseninneren. Dabei zeigen Wolken aus...

Robert Mettin, Carlos Cairós
Seite 38-42

Magazin

Motion Shot friert Bewegungen ein

Mit der App Motion Shot können ganz einfach Stroboskop‐ und Serienfotos erstellt und Bewegungen qualitativ analysiert werden. Dazu führt die App verschiedene Bilder eines Videofilms in einem Bild zusammen.

Lana Ivanjek, Martin Hopf, Thomas Wilhelm
Seite 44-45

Musterbildung im Schnee

Das Zusammenwirken von Absorption und Reflexion von Sonnenlicht sowie Wärmeleitung führt unter bestimmten Bedingungen zu regelmäßigen Mustern im Schnee.

Hans Joachim Schlichting
Seite 45-45

Manche mögen‘s kochend heiß

Es gibt Fälle, in denen kochendes Wasser schneller aus einem Kochtopf verdampft als einem lieb ist. Aber, wie lange dauert es überhaupt? Und wie lange dauert es bei geringerer Temperatur, zum Beispiel bei 80 °C ? Wo die Vorstellung versagt, helfen Zeitraffervideos weiter.

Michael Vollmer, Klaus‐Peter Möllmann
Seite 46-47

Bücher – neu erschienen Magazin

Einsteins Berlin

Seite 47-47

Fake oder Fakt?

Seite 47-47

Bücher Magazin

Lichtquanten

Matthias Körber
Seite 48-48

Halliday Physik Deluxe

Jan Lipfert
Seite 48-48

Historisches Rätsel Magazin

Forschung, dem Bier sei Dank

Bekannt ist er nicht gerade. Und wenn einmal sein Name fällt, dann denkt man eher an eine Vornamens‐Verwechslung oder an Tippfehler. Wahrscheinlicher ist: Man hat fälschlich einen holländischen Kollegen des Gesuchten im Kopf, der fast gleichzeitig auf demselben Gebiet geforscht hat und fast denselben Namen trägt.

Andreas Loos
Seite 49-49

Magazin

Treffpunkt TV

Seite 49-49

Durs Grünbeins Cyrano oder die Rückkehr vom Mond

Grünbeins Gedichtband „Cyrano oder die Rückkehr vom Mond“ widmet sich unter anderem dem Prozess der kopernikanischen Rekonzeptualisierung des Verhältnisses zwischen Mond und Erde, der sich im 17. Jh. abspielte: von Galileis Entdeckung der Jupiter‐Monde über Keplers Gesetze bis hin zu Newtons Grundprinzipien der Mechanik.

Aura Heydenreich
Seite 50-50

Vorschau

Vorschau auf Heft 2/2019

Seite 51-51

Inhaltsverzeichnis

1/2019 • Seite 1

Phiuz - Volume 49 Issue 6

Titelbild

Full Access

Protoplanetare Scheiben

First Published: 05 November 2018

Editorial

Free Access

Geheimnisse der Planetenentstehung

Jürgen Blum

Pages: 263
First Published: 05 November 2018

Inhalt

Full Access

Inhalt: Physik in unserer Zeit 6/2018

Pages: 264-265
First Published: 05 November 2018

Treffpunkt Forschung

Full Access

Nano‐Antennen für die Terahertz‐Elektronik: Elektronik

Pages: 266
First Published: 05 November 2018

Full Access

Das schnellste rotierende Objekt der Welt: Nanophysik

Pages: 267
First Published: 05 November 2018

Full Access

Physics News

Pages: 268
First Published: 05 November 2018

Full Access

Blitze aus dem Gamma‐Universum: Astrophysik

Pages: 268
First Published: 05 November 2018

Full Access

Hat Einstein denn immer Recht?: Gravitationswellen

Pages: 269-270
First Published: 05 November 2018

Full Access

Der Beginn der Quantenphysik: Physik‐Nobelpreis vor hundert Jahren

Manfred Jacobi

Pages: 271
First Published: 05 November 2018

Artikel

Full Access

Werkzeuge aus Licht: Physik‐Nobelpreis 2018

Pages: 272-273
First Published: 05 November 2018

Der diesjährige Physik‐Nobelpreis geht an Arthur Ashkin für die Entwicklung von Laser‐Pinzetten sowie Gérard Mourou und Donna Strickland für die Erzeugung ultrakurzer Laserpulse mit hoher Intensität.

Full Access

Löcher, Ringe und Spiralen: Planetenbildung in Scheiben aus Gas und Staub

Pages: 274-281
First Published: 05 November 2018

Mit modernen Instrumenten ausgerüstete Großteleskope ermöglichen uns verblüffende neue Einblicke in die reiche Welt von Staub‐ und Gasscheiben junger Sterne. Es ist unumstritten, dass darin Planeten entstehen. Viele Details dieses spannenden und fundamentalen Naturvorgangs sind aber bisher noch nicht geklärt.

Full Access

Kometenstaub unter dem Mikroskop: Das Instrument COSIMA auf der Raumsonde Rosetta

Pages: 282-288
First Published: 05 November 2018

Zwei Jahre lang begleitete die Raumsonde Rosetta den Kometen Tschurjumow‐Gerassimenko. Währenddessen untersuchte das an Bord befindliche Instrument COSIMA von ihm abströmende Staubteilchen und ermittelte deren mechanische, elektrische und optische Eigenschaften sowie die chemische Zusammensetzung.

Full Access

Durchblick mit Holografie: Bildgebende Verfahren mit Terahertzstrahlen

Pages: 290-295
First Published: 05 November 2018

Bildgebung mit Terahertzstrahlung basiert bislang auf Abscannen eines Objekts mit einem Detektor. Mikrobolometer‐Kameras ermöglichen nun eine Bildgebung wie mit jeder Kameratechnik. Flächendetektoren erlauben überdies den Einsatz holografischer Methoden. Trotz der großen Wellenlänge reicht die dreidimensionale Ortsauflösung für Anwendungen in der Biomechanik.

Full Access

Wenn die Wärme Wellen schlägt: Mit strukturierten thermischen Wellen Materialfehler aufspüren

Pages: 296-303
First Published: 05 November 2018

Mit Laserlicht kann man eine Materialoberfläche berührungslos und schnell moduliert aufheizen. Dabei entsteht eine stark gedämpfte Wärmewelle, die tief ins Material eindringen kann. Erzeugt und überlagert man solche thermischen Wellen auf kohärente Weise, dann kann man damit versteckte Materialfehler zerstörungsfrei und sehr präzise aufspüren. Sogar eine bildgebende Tomografie ist denkbar.