Defekte Satelliten, ausgebrannte Raketen und Trümmerteile gefährden zunehmend Missionen im Orbit. Leistungsstarke Laser könnten Kollision verhindern und Weltraumschrott beseitigen (Grafik: ESA)
Physik in unserer Zeit 2 / 2023
Inhaltsverzeichnis
2/2023 • Seite 1Ja spinnen die denn, die Myonen?
Who ordered that?
Wein schwenken – nur eine Geste?
Physik in unserer Zeit 2/2023
Titelbild
Free Access
Weltraumschrott
Defekte Satelliten, ausgebrannte Raketen und Trümmerteile gefährden zunehmend Missionen im Orbit. Leistungsstarke Laser könnten Kollision verhindern und Weltraumschrott beseitigen
Editorial
Free Access
Die Rettung des Himmels
Inhalt: Physik in unserer Zeit 2/2023
Treffpunkt Forschung
Supraflüssigkeit mit Spin: Quantensimulation
Maximilian Prüfer, Daniel Spitz, Helmut Strobel
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Der Traum vom All: Eine Zeitreise durch die letzten 73 000 Jahre
Der frische Wind der Theorie: Historisches Rätsel
Der Urknall war für den Gesuchten ein Beleg für die Existenz Gottes.
Treffpunkt TV
J.-H. Rosnys Tod der Erde im Anthropozän: Physik & Literatur
Der Science Fiction gelang es, die Imagination der Sachliteratur über die Gefährdung der ganzen Erde durch den Menschen in dramatische Handlungserzählungen einzubetten
Free Access
