Physik in unserer Zeit 6 / 2025

Der diesjährige Physik-Nobelpreis geht an die Experimentalphysiker John Clarke, Michel Devoret und John Martinis für den Nachweis des quantenmechanischen Tunnelns und der Energiequantisierung in makroskopischen elektrischen Schaltkreisen.

Sogenannte Trilobiten-Moleküle aus einem Rydberg- und einem normalen Atom ermöglichen einen einzigartigen Zugang zu fundamentalen Quantenprozessen.

In dünnen Magnetfilmen lassen sich einzelne Skyrmionen gezielt erzeugen und bewegen. In einem Skyrmion Bag sind mehrere Skyrmionen gemeinsam in einer größeren magnetischen Struktur – einer Art „Tasche“ – eingeschlossen. Nun ist es uns gelungen, isolierte Skyrmion Bags reproduzierbar und mit hoher räumlicher Präzision zu erzeugen.

Der diesjährige Physik-Nobelpreis geht an die Experimentalphysiker John Clarke, Michel Devoret und John Martinis für den Nachweis des quantenmechanischen Tunnelns und der Energiequantisierung in makroskopischen elektrischen Schaltkreisen.

Masse ist die primäre Eigenschaft, die man physikalischen Körpern zuordnet. Da die Masse verschiedene Rollen übernimmt – so reagiert sie nicht nur auf ein Gravitationsfeld, sie erzeugt auch eines –, müssen diese verschiedenen Rollen und darauf aufbauend die verschiedenen Massenbegriffe genauer analysiert werden. Wir führen die verschiedenen Massendefinitionen ein, beschreiben für den Fall einer Ungleichheit der Massenbegriffe mögliche Konsequenzen und stellen die besten Tests zur Bestätigung der Gleichheit aller Massenbegriffe vor.

Seit über 50 Jahren wird das Erde-Mond-System mit Lasern exakt vermessen. Es geht dabei um hochempfindliche Tests der Relativitätstheorie und unter anderem um die Frage, ob das Äquivalenzprinzip wirklich universell und materialunabhängig ist. Hochgenaue Abstandsmessungen mit ultrakurzen Laserpulsen sollen diese Frage klären.

In der Energiewende geht es auch um den Umstieg auf strombasierte Technologien wie Wärmepumpen und Elektromobilität. Sie vermeiden Wärme als Zwischenschritt und sind dadurch wesentlich effizienter. Dies kann den Bedarf an Primärenergie in Zukunft deutlich senken, der dann vollständig durch den Ausbau von erneuerbaren Energien gedeckt werden kann. Warum Verbrennung so ineffizient ist, kann man mit der Entropie und der maximal möglichen Verbrennungstemperatur nachvollziehen.

Derzeit ist zur Erkennung von Hautkrebs die Entnahme einer Gewebeprobe und deren histologische Untersuchung notwendig. Dies ist invasiv, aufwendig und kostet viel Zeit. Aktuelle nichtinvasive Verfahren stoßen bei der Erfassung von Kontrast- und Tiefeninformationen an Grenzen. Ein neuartiges multimodales System kombiniert mehrere optische Technologien zur sicheren, berührungslosen und objektiven Diagnose von Hautkrebs. Es hat das Potenzial, die zukünftige dermatologische Praxis zu revolutionieren.

Mit dieser Erzählung von Arthur C. Clarke startet die neue Serie „Physik und Science Fiction“.

Der ausgebildete Viehzüchter ist Miterfinder eines Bauteils, das die Elektronik revolutionierte.

Physikalische Erkenntnisse können moralische Abwertungen als sprachliche, kulturelle Konstrukte entlarven und mit Denkfiguren zu einer Sprache für ihre Überwindung beitragen.