Physik in unserer Zeit 2 / 2023

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Defekte Satelliten, ausgebrannte Raketen und Trümmerteile gefährden zunehmend Missionen im Orbit. Leistungsstarke Laser könnten Kollision verhindern und Weltraumschrott beseitigen (Grafik: ESA)

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2/2023Seite 1

Physik in unserer Zeit 2/2023

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Weltraumschrott

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Defekte Satelliten, ausgebrannte Raketen und Trümmerteile gefährden zunehmend Missionen im Orbit. Leistungsstarke Laser könnten Kollision verhindern und Weltraumschrott beseitigen

Editorial

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Die Rettung des Himmels

Gyula I. G. Józsa

Inhalt: Physik in unserer Zeit 2/2023

Treffpunkt Forschung

Supraflüssigkeit mit Spin: Quantensimulation

Maximilian Prüfer Daniel Spitz Helmut Strobel

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In einer Supraflüssigkeit können sich Anregungen ohne Reibung ausbreiten, wie man anhand von Wolken aus ultrakalten Atomen hervorragend studieren kann. In unseren Experimenten in Heidelberg ist es uns gelungen, zum ersten Mal die Koexistenz zweier sehr unterschiedlicher Supraflüssigkeiten zu realisieren und mittels neuartiger Methoden die Struktur dieser besonderen Quantenmaterie zu untersuchen.

Brownscher Reservoir-Computer mit Skyrmionen: Festkörperphysik

Maarten A. Brems Klaus Raab Peter Virnau Mathias Kläui

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Skyrmionen sind magnetische Wirbelstrukturen, die faszinierende Eigenschaften wie schnelle, strominduzierte Bewegung und thermische Diffusion bei Raumtemperatur aufweisen. Unserer Gruppe ist es gelungen, diese Eigenschaften auszunutzen, um den ersten Skyrmion-basierten Brownschen Reservoir-Computer herzustellen. Dieser nutzt die thermische Energie der Umgebung für energiesparende Operationen und ist besonders geeignet für Klassifizierungsaufgaben, die mit konventionellen Computern nur schwer und mit hohem Energieverbrauch umzusetzen sind.

Neutrinos bleiben brav: Teilchenphysik

Gleich zwei Experimente bestätigen das Standardmodell-gemäße Verhalten der Neutrinos. Weder Majorana-Charakter noch sogenannte sterile Neutrinos lassen sich nachweisen.

Geschmolzenes Spineis: Quantenmaterialien

Jochen Wosnitza

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In magnetischen Materialien „frieren“ die magnetischen Momente üblicherweise in wohlgeordneten oder glasartigen Strukturen ein. Quanteneffekte können dazu führen, dass diese Strukturen „schmelzen“ und die Spinflüssigkeit selbst am absoluten Nullpunkt nicht ordnet.

Käfer auf dem Mond: Interview

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Im Rahmen des ARTEMIS-Projekts plant die NASA, 2025 wieder Astronauten und erstmals Astronautinnen auf den Mond zu bringen. Damit steigt das Interesse an der Geschichte der Apollo-Missionen. Albert A. Jackson war in den 1960er-Jahren Ausbilder der Apollo-Astronauten.

Physics News

Artikel

Open Access

Laserbehandlung gegen Weltraumschrott: Detektion, Charakterisierung und Beseitigung von Weltraumschrott

Stefan Scharring Gerd Wagner Wolfgang Riede Thomas Dekorsy

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Defekte Satelliten, ausgebrannte Raketen und Trümmerteile gefährden zunehmend Missionen im Orbit. Leistungsstarke Laser könnten Kollision verhindern und Weltraumschrott beseitigen.

Open Access

Ja spinnen die denn, die Myonen?
Extravaganzen beim magnetischen Moment

Simon Corrodi Martin Fertl Peter Winter

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Die Berechnungen der magnetischen Momente von Elektronen und Myonen sind die genaueste theoretische Vorhersage des Standardmodells der Teilchenphysik und ermöglichen damit eine besonders empfindliche experimentelle Überprüfung. Im Jahr 2021 veröffentlichte die Myon-g-2-Kollaboration am Fermilab einen Vergleich bis zur zehnten Nachkommastelle und bestätigte eine lange bestehende Abweichung von der theoretischen Vorhersage, die auf bislang unbekannte Physik hindeuten könnte.

Ein kaum bekanntes Naturphänomen: Physik der Thoreau-Reynolds-Welle

Wilfried Suhr Hans Joachim Schlichting

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Manchmal beobachtet man eine quer über ein Gewässer verlaufende, winzige stationäre Welle. Sie trennt eine ruhige von einer bewegten Zone und verweist auf interessante physikalische Zusammenhänge, die sich nicht sofort erschließen.

Open Access

Elektronik auf Lichtfrequenzen: Logisches Rechnen mit Lichtwellen

Tobias Boolakee Peter Hommelhoff

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In dem zweidimensionalen Material Graphen können Elektronen mit Hilfe starker und extrem kurzer Lichtimpulse attosekundenschnell gelenkt werden. Wir zeigen, wie sich damit ein potenziell lichtschnelles Logikgatter realisieren lässt.

Open Access

Die Suche nach Terahertz-Materialien: Terahertz-Physik im Nichtgleichgewicht, Teil 2

Jan-Christoph Deinert Sergey Kovalev Michael Gensch

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Der Terahertz-Frequenzbereich umfasst ein technisch wenig erschlossenes Grenzgebiet im elektromagnetischen Spektrum. Es ist aber besonders interessant, weil es viele Eigenfrequenzen verschiedener, komplexer Quantenphänomene enthält. Teil 2 des im letzten Heft gestarteten Zweiteilers widmet sich den Dirac-Materialien wie Graphen und topologischen Isolatoren, die extrem stark mit Terahertz-Feldern wechselwirken.

Magazin

Who ordered that?
Vor 50 Jahren

Bernhard Lauss Adrian Signer

Lange galt das Myon als Exot, heute wird es als hochsensitive Sonde genutzt, etwa für die Suche nach Neuer Physik

Wein schwenken – nur eine Geste?
Physik im Weinkeller

Lutz Kasper Patrik Vogt

Wein soll atmen, um besser zu schmecken. Entscheidend ist dabei sein Kontakt mit dem Luftsauerstoff. Die Frage ist, wie dieser Kontakt effektiv gelingen kann: Hilft lässiges Schwenken des Glases?

Die Physik der Musik und ihrer Instrumente. Von Schallschnellen, Wolfstönen und Liebesfüßen

Leopold Mathelitsch

Der Traum vom All: Eine Zeitreise durch die letzten 73 000 Jahre

Roland Wengenmayr

Der frische Wind der Theorie: Historisches Rätsel

Andreas Loos

Der Urknall war für den Gesuchten ein Beleg für die Existenz Gottes.

Treffpunkt TV

J.-H. Rosnys Tod der Erde im Anthropozän: Physik & Literatur

Klaus Mecke

Der Science Fiction gelang es, die Imagination der Sachliteratur über die Gefährdung der ganzen Erde durch den Menschen in dramatische Handlungserzählungen einzubetten

Free Access

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