Titelbild
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Der Freie-Elektronen-Laser European XFEL ist die derzeit stärkste künstliche Röntgenquelle, die der Forschung zur Verfügung steht. Seine Tunnelanlage erstreckt sich unterirdisch vom DESY-Gelände in Hamburg 3,4 km weit bis nach Schenefeld. Mit seinen ultrastarken Röntgenblitzen lässt sich zum Beispiel die biochemische Funktionsweise von Proteinen in Einzelschritt-Bildern ablichten, die zu „Molekülfilmen” zusammengesetzt werden. Für ein solches Biophysik-Projekt arbeitet hier Tokushi Sato an der Probenkammer des SPB/SFX-Instruments in Schenefeld (Copyright: European XFEL).
Editorial
Winfried Decking
Treffpunkt Forschung
Horst Rottke, Daniel Schick, Stefan Eisebitt
Freie-Elektronen-Laser verschieben zunehmend die Grenzen der nichtlinearen Spektroskopie bis in den Bereich der Röntgenstrahlung. Wir haben damit exemplarisch an einem Lithiumfluorid-Kristall die nichtlinearen Prozesse der Summen- und Differenzfrequenzmischung und sich daraus ergebende neue Möglichkeiten zur spektroskopischen Charakterisierung von Festkörpern untersucht.
Johannes Zeiher, David Wei
Quantenphänomene werden üblicherweise mit ungewöhnlichen Eigenschaften wie dem Wellencharakter von Teilchen oder der Verschränkung assoziiert. Einem Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik und von der University of California in Berkeley gelang nun in einem Quantensimulator die interessante Beobachtung, dass sich Quantenmagnete unter speziellen Bedingungen mathematisch analog zu klassischen Phänomenen wie sich ausbreitenden Kaffeeflecken oder Buschfeuern verhalten können.
Natalia Dubrovinskaia, Leonid Dubrovinsky
Extrem hohe statische Drücke von bis zu einem Terapascal ermöglichen die Bildung neuartiger Verbindungen mit besonderen Eigenschaften. Mit einer doppelstufigen Diamantstempelzelle ist es unserem Team an der Universität Bayreuth nun gelungen, in diesen Druckbereich vorzudringen und dabei In-situ-Analysen des Materialverhaltens durchzuführen.
Artikel
Open Access
Markus Ilchen, Wolfram Helml, Michael Meyer, Reinhard Kienberger
Der Auger-Effekt ist ein fundamentaler Prozess, bei dem Energie in Materie durch Abgabe von Elektronen umverteilt wird. Experimente an Röntgenlasern machen es nun möglich, diesen bedeutsamen Effekt in bisher unerforschten Zuständen der Materie und mit extremer Zeitauflösung zu untersuchen.
Marius Schmidt
Proteine gehören zu den faszinierenden Bausteinen des Lebens. Als Makromoleküle sind sie einerseits besonders groß, andererseits besitzen sie eine definierte dreidimensionale Architektur. Diese Struktur bestimmt ihre Funktion. Die Erforschung des Zusammenspiels von beiden Eigenschaften ist unverzichtbar, um Lebensprozesse in der Biologie zu verstehen und um Krankheiten mit neuen Verfahren bekämpfen zu können.
Open Access
Leopold Mathelitsch, Ivo Verovnik
Obertonsingen beeindruckt unmittelbar, denn ein Mensch scheint mit zwei verschiedenen Stimmen zu singen. Ist das tatsächlich so, und wie funktioniert das?
Open Access
Friedrich-Karl Thielemann
Der zweite Teil unserer Serie zur kosmischen Nukleosynthese behandelt die Entstehung schwerer und sehr schwerer Elemente. Außerdem betrachten wir Typ-Ia-Supernovae, die auch einen Beitrag zu leichteren Elementen von Si bis hin zu Fe und Ni liefern.
Wilfried Suhr, Hans Joachim Schlichting
Ein aus einem Stahlband geknüpftes, torusartiges Objekt rollt, durch die eigene Gewichtskraft angetrieben, an einem Stab herab. Hinter diesem einfach anmutenden Vorgang verbirgt sich ein äußerst interessantes visuelles und physikalisches Geschehen.
Magazin
Thomas Middelmann, Tilmann Sander-Thömmes
Mit supraleitenden Quantensensoren (SQUIDs) konnten vor 50 Jahren erstmalig einzelne Gehirnsignale magnetisch aufgezeichnet werden. Heute wird die Magnetoenzephalographie (MEG) durch optische Quantensensoren (OPM) erneut revolutioniert.
Julia Bloemer
David E. Rowe
Michael Wurm
Karlheinz Steinmüller
Lisa Stinken-Rösner, Thomas Wilhelm, Jochen Kuhn
Warum sind Fettflecken auf Papier durchsichtig? Dieses physikalische Phänomen kann man mit Licht- und Farbsensoren untersuchen, die über die App Graphical Analysis von Computern, Tablets oder Smartphones aus ansteuerbar sind.
Hans Joachim Schlichting
Durch eine Art physiologischen Weißabgleich tendiert die visuelle Wahrnehmung dazu, die Farbe des Lichts überwiegend als weiß anzusehen. Das funktioniert aber nicht immer.
Raimund Girwidz
Andreas Loos
Vom erfinderischen Ingenieur und angewandten Physiker wird der Gesuchte zum Zukunftsmahner.
Klaus Mecke
Der Stil wissenschaftlichen Schreibens ist nicht eine ausschmückende Form, sondern Ausdruck des Denkens und offenbart die Weise, wie Wissenschaft verstanden wird.
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