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Physik hinter den Dingen
Wettervorhersagen sind mit den Jahren immer genauer geworden. Aber mit Gewittern tun sich Meteorologen nach wie vor schwer. Wie entstehen Gewitter und warum bereiten sie Probleme?
Universum
1962 gründeten fünf europäischer Länder das European Southern Observatory, um auch den Südhimmel im Blick zu haben. Heute zählt die Europäische Südsternwarte zu den erfolgreichsten Observatorien der Welt.
Das im Mai 2012 eingeweihte Teleskop GREGOR zählt zu den leistungsfähigsten Sonnenteleskopen der Welt.
Materie
Mit Wirbeln in magnetischen Materialien lassen sich Daten bald vielleicht nicht nur platzsparender, sondern auch deutlich energieeffizienter speichern und verarbeiten.
Erde
Wie gelangt Ozon in die Stratosphäre und wie klimawirksam sind Kondensstreifen? Solche Fragen wollen Forscher künftig mithilfe des neuen Forschungsflugzeugs HALO beantworten.
Technik
Ein steigender Wirkungsgrad ist der Schlüssel zum Erfolg der solarthermischen Kraftwerke. Höhere Betriebstemperaturen und geringere Investitionskosten könnten diesen Weg ebnen.
Im Jahr 1912 stieg der österreichische Physiker Victor Franz Hess siebenmal mit einem Ballon auf, um nachzuweisen, dass eine bisher unerforschte Strahlung aus dem All durch die Atmosphäre dringt.
Rainer Blatt von der Universität Innsbruck über die Funktionsweise und den Einsatz von Quantencomputern.
Teilchen
Kerstin Tackmann vom Forschungszentrum DESY in Hamburg sucht mit ihren Kollegen im ATLAS-Experiment am LHC nach dem Higgs-Teilchen.
Symmetrie
Obwohl Quasikristalle bereits vor 30 Jahren entdeckt wurden, sind viele ihrer Eigenarten noch nicht verstanden. Inzwischen könnten aus einer neuen Art von Quasikristallen Materialien mit besonderen Eigenschaften entstehen.
Jeannine Wagner-Kuhr vom Karlruhe Institut für Technologie arbeitet am CMS-Experiment am LHC. Auch ihre Gruppe trug zum Fund des neuen Teilchens bei.
1964 schlugen Wissenschaftler einen Mechanismus vor, nach dem ein bislang hypothetisches Elementarteilchen allen anderen Teilchen ihre Masse verleiht. Wird diese fast fünfzig Jahre alte Idee bald Realität?
Highlights der Physik
Im Mittelpunkt der Highlights der Physik 2012 stehen Materialforschung und High-Tech-Werkstoffe. Das Festival ist vom 18. bis 22. September in Göttingen zu Gast.
Thomas Preibisch von der LMU München erforscht zusammen mit seinen Kollegen den Carinanebel – einen der hellsten Emissionsnebel am Himmel der südlichen Hemisphäre.
Im ASACUSA-Projekt am CERN suchen Forscher nach Unterschieden zwischen Materie und Antimaterie.
Wer in einer Achterbahn fährt, der spürt, wie groß die Kräfte sind, die dabei auf einen wirken. Denn nur sie machen den besonderen Nervenkitzel bei rasanten Abfahrten und Loopings erst möglich.
Leben
Radiopharmaka kommen bei der Behandlung von entzündeten Gelenkschleimhäuten und der Schilddrüsenüberfunktion zum Einsatz, aber auch bei speziellen Formen von Krebs, zum Beispiel in der Schilddrüse und der Bauchspeicheldrüse.
Noch vor 150 Jahren konnte sich ein Arzt bei der Diagnose eines Herzleidens nur auf seine Erfahrung verlassen. Heute stellt die funktionelle Bildgebung unsere inneren Organe in hochauflösenden Bildern dar.
Lässt man Wasser aus einer Badewanne abfließen, entsteht über dem Abfluss ein kleiner Wirbel. Doch wie entscheidet sich, in welche Richtung sich das Wasser bewegt?
Mit einem Ringlaser messen Ulrich Schreiber vom Geodätischen Observatorium Wettzell und seine Kollegen die leicht schlingernde Bewegung der Erde. Für unseren Podcast sprach Martina Preiner mit dem Physiker. Hier finden Sie den Beitrag zum Nachlesen.
Albert Einstein und die Relativitätstheorie
Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat – diese Formel begegnet nicht nur Physikern, sondern uns allen immer wieder.
Mit ein bisschen Nachdenken zeigt sich, dass die Äquivalenz von Energie und Masse eine unvermeidliche Konsequenz der relativistischen Physik ist.
Gregor Lämmel von der TU Berlin arbeitet an Computermodellen, die das Verhalten von Fußgängern simulieren. Philipp Hummel sprach für unseren Podcast mit dem Informatiker. Hier finden Sie den Beitrag zum Nachlesen.
Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen am Forschungszentrum ForWind erforschen den Treibstoff der Windenergie: Den Wind.
Die Natur ist oft zu komplex, um sie in Computermodellen zu imitieren. Einen Ausweg bieten sogenannte Quantensimulatoren.
Ohne den Schutz der Atmosphäre können energiereiche Partikel aus dem Weltall auf unseren Körper treffen und können dort ernsthaften Schaden anrichten.
Bislang gibt es keinen eindeutigen experimentellen Nachweis für den extrem seltenen neutrinolosen Doppelbetazerfall. Fände man ihn allerdings, dann wäre klar, dass Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen sind.
Berufe in der Physik
Harald Lesch forscht und lehrt in der Astrophysik. Außerdem ist er der Wissenschaftler von „Alpha Centauri“, der Wissenschaftssendung im Bayerischen Rundfunk.
Wissenschaftsjahre
Das Wissenschaftsjahr 2012 „Zukunftsprojekt Erde“ steht unter dem Thema Nachhaltigkeit.
Ist die Erde der einzige lebensfreundliche Planet im Sonnensystem? Und kann es auf Planeten bei anderen Sternen Leben geben?
Noch vor wenigen Jahren waren es teure Geräte, heute kann es sich jedermann leisten: ein Global Positioning System, kurz GPS. Doch wie funktioniert dieses Ortungssystem?
Lange dachten Forscher, vom Wind aufgepeitschte Meereswellen könnten kaum höher werden als 15 Meter. Doch sie irrten sich. Die sogenannten Freak Waves können sich bis zu 35 Meter hoch auftürmen.
Aktuell sammeln Forscher Daten auf der Suche nach dem Higgs-Boson, das bisher nur in der Theorie existiert, aber eine wichtige Rolle im Standardmodell spielt.
Physikern aus München und Berlin gelang erstmals die Beschleunigung von geladenen Teilchen durch mechanische Kräfte, die von einem hoch intensiven Laserstrahl ausgehen.
Themenseiten
Wann genau Aktienkurse sich wie verhalten, ist bisher Spekulationssache. Mit physikalischen Modellen versuchen Wissenschaftler die Gesetzmäßigkeiten der Börse zu entschlüsseln.
Navigationssysteme, Uhren und Partikel in Teilchenbeschleunigern gehorchen zum Beispiel der Relativitätstheorie. Die Physik dahinter lässt sich auch ohne Mathematik nachvollziehen.
Mit der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA haben Forscher das Hüftgelenk eines Käfers in 3D dargestellt, obwohl es nur einen halben Millimeter groß ist.
Physik und Biologie haben gemeinsame Wurzeln und haben sich oft gegenseitig inspiriert.
Unser nächster Stern hat auch gefährliche Seiten, denn er schleudert pausenlos Materie ins All hinaus – auch in Richtung Erde. Wächst dieser Sonnenwind zum Sturm an, kann das ernsthafte Folgen haben.
Bei der Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) wird eine Probe dazu angeregt, Fluoreszenzröntgenstrahlung abzugeben. So lässt sich die Zusammensetzung der Probe ermitteln.
Eine neue Kamera am Very Large Telescope wird bald eine neue Ära der großflächigen Durchmusterung des Himmels nach schwächsten Quellen einleiten.
Die meisten modernen Computer oder Handys werden heutzutage mithilfe von Touchpads oder Touchscreens bedient. Dahinter steckt eine ausgeklügelte Technik, die Hardware und Software miteinander kombiniert.
Ein im Mai 2011 eröffnetes Forschungslabor in der Schweiz schirmt Erschütterungen, elektromagnetische Felder und Lärm hocheffizient ab.
Zylindrischer Rumpf, zwei Flügel und großes Leitwerk: Seit Jahrzehnten wird jedes Passagierflugzeug nach dem gleichen Grundprinzip konstruiert. Doch diese Form könnte sich bald grundlegend wandeln.
Die Biophysik bildet die Brücke zwischen der Physik und den Lebenswissenschaften. Sie ist eng mit der Physik Weicher Materie und Komplexer Systeme verknüpft.
Damit Bauten den Belastungen von Erdbeben standhalten, haben Ingenieure eine Vielfalt an Methoden entwickelt – maßgeschneidert für jedes einzelne Bauwerk.
1911 beobachtete der Heike Kamerlingh Onnes, dass Quecksilber bei Temperaturen unterhalb von minus 269 Grad Celsius den elektrischen Strom völlig verlustfrei leitet.
Mehr als 1000 Techniken, um die Energie von Meeresströmen, Gezeiten oder Wellen anzuzapfen, sind weltweit patentiert. Viele müssen sich nach erfolgreichen Testläufen jetzt kommerziell bewähren.
Mit dem Neutrinoexperiment SNO+ lassen sich die Eigenschaften von Neutrinos studieren. Mehr zur Neutrinophysik und zum Experiment SNO+ im zweiten Teil.
2002 konnten Forscher erstmals nachweisen, dass Elektronneutrinos von der Sonne als andere Neutrinotypen auf der Erde ankommen.
Nicht nur die unterste Schicht der Lufthülle – die Troposphäre – ist am Wettergeschehen beteiligt. Auch die Stratosphäre darüber mischt mit. Das passiert vor allem im Winter rings um die Polargebiete.
Die Meteorologie ist die Naturwissenschaft von der Erdatmosphäre. Im engeren Sinne ist sie die Physik und die Chemie der Atmosphäre.
Seit 2002 umrunden die beiden Satelliten der GRACE-Mission die Erde und vermessen das Schwerefeld unseres Planeten.
Bilder, die wieder übermalt wurden, oder historische Dokumente, die unter einem neueren Text verborgen sind - durch Röntgenfluoreszenz lassen sie sich sichtbar machen.
Die tektonischen Kräfte, die Menschenwerk in Sekunden zerstören, ließen über geologische Zeiträume Gebirge und Meere entstehen und haben so die Entwicklung des Lebens ermöglicht.
Die Sonne erzeugt durch die Fusion von Wasserstoff- zu Heliumkernen große Mengen an Energie. Forscher am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik wollen diesen Prozess nachbilden.
Viele Strahlungsformen durchdringen jeden Tag den Körper, ohne dass die Gesundheit gefährdet ist. Doch sie können ab einer bestimmten Dosis den Zellen schaden.
Wenn Atomkerne zerfallen, entstehen verschiedene Arten von Teilchenstrahlung und elektromagnetischer Strahlung, deren Menge, Energieinhalt und biologische Wirksamkeit von Element zu Element, von Strahlungsart zu Strahlungsart unterschiedlich ist. Was…
Am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg arbeiten nicht nur viele Physiker sondern auch Elektroniker und Mechaniker.
Wie der Alltag eines Medizinphysikers in der Klinik aussieht, beschreibt Frank-Andre Siebert.
Mit HIFI an Bord von Herschel können Astronomen anhand charakteristischer Strahlung auf die chemische Zusammensetzung der interstellaren Materie schließen.
Welt der Physik sprach mit dem geschäftsführenden Direktor der European XFEL GmbH über Forschung, Politik und Rente.
Auch die Physik spielt heute in der Gesundheitsforschung und in der Medizin eine wichtiger Rolle. Die Highlights der Physik in Rostock machen diese Bedeutung erfahrbar und begreifbar machen.
Die Gemeinde Jühnde in Niedersachsen wurde 2005 zum ersten Bioenergiedorf Deutschlands. Mit ihrer Biogasanlage decken die Bürger mittlerweile 70 Prozent ihres Wärmebedarfs.
Die Spintronik verheißt die Grenzen der herkömmlichen Halbleitertechnologie zu übertreffen. In Zukunft könnten Spinwellen-Solitonen die Daten im Computer superschnell übertragen.
Logistiker arbeiten mit ausgeklügelten Verteilnetzen. In Zukunft können GPS-Technik, Funkchips und vielleicht ein unterirdisches Rohrpostsystem den Lieferverkehr noch effizienter machen.
Neue Werkstoffe, Entwicklung alternativer Energieformen, Nahrung für eine wachsende Weltbevölkerung - bei diesen Herausforderungen spielt die Chemie eine wichtige Rolle.
Im Wissenschaftsjahr 2011 stehen der Mensch und sein Wohlbefinden im Mittelpunkt.
Damit der Schienenverkehr seine große Bedeutung auch in Zukunft behalten kann, arbeiten deutsche Wissenschaftler und Ingenieure an immer sparsameren und dennoch schnellen Zügen.
Atome, Elektronen und andere Quantenteilchen verhalten sich grundlegend anders als wir es aus unserem Alltag kennen. Sie besitzen sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften.
Die Sonneneinstrahlung in Südeuropa und Nordafrika ist das ganze Jahr über hoch – ein idealer Standort für Solarkraftwerke. Desertec soll die Energie nutzbar machen und ganz Europa mit Strom beliefern.
Das Programm der"Highlights der Physik" 2010 in Augsburg umfasst eine interaktive Ausstellung mit Beiträgen aktueller Forschung rund um das Thema Energie.
Carola Meyer sperrt Spins in Käfige aus Kohlenstoff-Molekülen und ist von der männlichen Übermacht in der Quantenphysik nicht zu beeindrucken.
Im Gegensatz zu fossilen oder nuklearen Kraftwerken speisen Solar- und Windkraftanlagen sehr unregelmäßig Strom ein. Hilft synthetisches Erdgas, das bei Bedarf in Gaskraftwerken rückverstromt werden kann?
Um ganz neue Materialeigenschaften zu erzeugen, greifen Wissenschaftler gezielt in die Ordnung von Atomen in Metallen ein.
Das Rauschen des Meeres wird von den meisten Menschen als angenehm empfunden. Aber was erzeugt diese Schallwellen?
Wenn man den Fuß in den feuchten Sand stellt, hellt sich der Sand in einem Bereich rund um den Fuß auf. Das ist ein Zeichen, dass der Sand trockener wird.
Auch wenn die Sandmuster den Seegang des Meeres widerspiegeln, ist ihre Entstehung doch einem gänzlich anderen physikalischen Prinzip geschuldet.
Im Jahr 2018 soll ein Traum europäischer Forscher wahr werden: Im südschwedischen Lund wird die weltweit stärkste Neutronenquelle in Betrieb gehen.
Neutronen dienen der Wissenschaft als eine Art Supermikroskop – mit ihrer Hilfe erhalten sie einzigartige Einblicke in die Materie. Eine besonders effiziente Methode, um Neutronen zu erzeugen, ist die Spallation.
Wasserdampf spielt im Klima eine wesentliche Rolle. Das liegt nicht allein an den Wolken. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Und dies wiederum führt zu einer positiven Rückkopplung von Temperaturänderungen.
FORS ist ein wichtiges Instrument am Very Large Telescope. Es ist Spektrograf, Kamera und Polarimeter in einem und damit in vielen Bereich der Astrophysik einsetzbar.
GERDA geht 1400 Meter unter der Erde der Frage nach, ob Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen sind.
Taut das Eis des Permafrosts, könnten große Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre gelangen und die globale Erwärmung verstärken. Zahlreiche Wechselwirkungen des Permafrostbodens mit der Umgebung erschweren es allerdings, die Gefahr realistisch…
Am OPERA-Experiment konnte erstmals direkt beobachtet werden, dass die Neutrinoarten sich ineinander umwandeln können und somit eine Masse besitzen müssen.
Droht der Menschheit Energieknappheit? Bis wann lässt sich der weltweit steigende Bedarf an Energie decken? Diesen Fragen ist das Wissenschaftsjahr 2010 gewidmet.
Wenn sich die Atmosphäre erwärmt, verdunstet mehr Wasser. Aber entstehen dann auch mehr Wolken? Und spenden sie mehr kühlenden Schatten – oder verstärken sie vielleicht die Erwärmung?
Das Mehrzweckinstrument LUCIFER am Large Binocular Telescope auf dem Mount Graham in Arizona ermöglicht tiefe Einblicke ins Universum – von unserer Milchstraße bis hin zu den am weitesten entfernten Galaxien.
Brownsche Motoren können sich gezielt in eine Richtung bewegen, indem sie die ungerichtete und zufällige thermische Zitterbewegung in warmen Umgebungen nutzen.
Als Wissenschaftler Neutrinos aus der Sonne oder Atmosphäre zählten, zeigten sich weit weniger, als sie erwartet hatten. Die Teilchen entwischten, weil sie sich ineinander umwandeln.
Das Weltraumobservatorium Herschel wird neue Beobachtungen im Fern-Infrarot-Bereich ermöglichen und die Strahlung von interstellaren Staub- und Gaswolken vermessen.
Mit dem Motto „Alles was zählt“ leiteten das Bundesministerium für Bildung und Forschung und die Initiative Wissenschaft im Dialog das Jahr der Mathematik 2008 ein.
Das Jahr 2009 stand nicht im Zeichen einer wissenschaftlichen Disziplin, sondern war der gesamten Forschungslandschaft in Deutschland gewidmet.
Der einfachste Weg wäre, die Emission des Treibhausgases Kohlendioxid zu vermeiden. Doch Forscher bezweifeln, dass das reicht. Darum wollen sie Kohlendioxid im Untergrund speichern.
Ein Experiment für den nächsten Kaffeeklatsch: Der Klang, den ein Löffel an einer Tasse erzeugt, verändert sich, wenn ein Cappuccino gut umgerührt ist.
Wie sieht der Zollstock der Astronomen aus für Entfernungen innerhalb unserer Galaxie aus?
Wie misst man die riesigen Entfernungen zu anderen Galaxien und ihren Sternen?
Die nussigen Sterne mit der weißen Glasur gehören sicherlich zu den wohlschmeckendsten Klassikern der Weihnachtsbäckerei. Sie werden ohne Mehl hergestellt – und halten trotzdem zusammen.
Geringere Emissionen sollen die Ozonschicht retten, aber es ist unklar, ab wann sich diese genau erholen wird.
Die Ozonschicht in 15 bis 30 Kilometern Höhe schützt das Leben auf der Erde vor der UV-Strahlung der Sonne. Durch Schadstoffe kommt es zum Ozonabbau.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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