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Teilchen
Welt der Physik sprach mit dem geschäftsführenden Direktor der European XFEL GmbH über Forschung, Politik und Rente.
Technik
Damit Bauten den Belastungen von Erdbeben standhalten, haben Ingenieure eine Vielfalt an Methoden entwickelt – maßgeschneidert für jedes einzelne Bauwerk.
Licht aus kontinuierlichen Lasern zeichnet sich durch viele Besonderheiten aus: Es ist einfarbig, verfügt über wohlgeformte Wellenzüge und ist stark gebündelt.
Atome können Licht aussenden – beispielsweise immer dann, wenn sie durch Stöße oder Licht mit zusätzlicher Energie versorgt wurden.
Elektroautos könnten Strom aus erneuerbaren Energien speichern, wenn dieser im Netz günstig verfügbar ist. Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie testen das mit dem Projekt „MeRegio Mobil“.
Universum
Eine neue Kamera am Very Large Telescope wird bald eine neue Ära der großflächigen Durchmusterung des Himmels nach schwächsten Quellen einleiten.
Chaos und Ordnung
Wie viel Zufall steckt in einem Würfelwurf? Jan Nagler vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen entwickelt mathematische Modelle, um dieser Frage auf den Grund zu gehen.
Die Wechselwirkungen zwischen Fusionsplasma und den Wänden des Reaktors können sowohl die Wände als auch das Plasma zerstören.
ALMA und APEX erschließen den Nachthimmel auch in Submillimeterwellenlängen – vom Sonnensystem bis hin zum frühen Universum.
Erde
Erdstöße lassen sich nicht exakt vorhersagen. Seismologen versuchen stattdessen die Wahrscheinlichkeit von Beben und die zu erwartenden Bodenbewegungen zu bestimmen.
Materie
Die TU München betreibt in Garching die Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz, kurz FRM II. Sie gilt als modernste und vielfältigste Neutronenquelle der Welt.
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.
In jedem deutschen Autotank geht es mittlerweile ein bisschen „bio“ zu: Ottomotoren werden zum Teil mit Ethanol aus Getreide angetrieben, Dieselmotoren dient Biodiesel aus speziell behandeltem Pflanzenöl als Brennstoff.
Möglicherweise kann durch Abbau von Gashydraten an Unterwasserhängen der Küsten Material in die Tiefe rutschen. Solche Rutschungen können auch Flutwellen auslösen.
Das Sonnenlicht ist nutzbar zur Stromerzeugung und zur Warmwasserbereitung – Solarthermie. Eine dritte, besonders erfolgversprechende Variante ist die Stromerzeugung in solarthermischen Kraftwerken.
2007 gelang es einer Forschergruppe des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung und des Stuttgarter Sony Materials Science Center, aus grünem Licht blaues hervorzubringen.
Die Menge Kohlenstoff, die in Gashydraten existiert, ist enorm groß. Obwohl es noch Unsicherheiten gibt, wird heute allgemein von einer Größenordnung um 10.000 Gigatonnen Kohlenstoff ausgegangen.
Organische Polymer-Solarzellen sind flexibel und effizient und eröffnen damit eine neue Dimension der Anwendungen für Solarzellen auf verschiedenen Materialien.
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.
Die Gemeinde Jühnde in Niedersachsen wurde 2005 zum ersten Bioenergiedorf Deutschlands. Mit ihrer Biogasanlage decken die Bürger mittlerweile 70 Prozent ihres Wärmebedarfs.
Hochenergetischer Teilchen treffen unablässig auf die Atmosphäre. Auch wenn diese Strahlung nicht direkt sichtbar ist, kann sie vom Erdboden aus untersucht werden.
Auf der Kanareninsel La Palma läuft seit 2004 das weltweit größte Teleskop für für die Beobachtung kosmischer Gammastrahlung mit dem Namen MAGIC.
Seit Jahrhunderten ist das physikalische Gesetz der Gleichheit von schwerer und träger Masse das Fundament der Physik. Nun wird es einem präzisen Test unterzogen.
Schwerpunkt des Fermi Gamma-ray Space Telescope ist die Suche und Untersuchung von kosmischen Gammastrahlungsquellen, deren Physik weitgehend unbekannt ist.
An der Verarbeitung und wissenschaftlichen Analyse der von Planck gelieferten Daten beteiligt sich eine große Zahl von Wissenschaftlern aus aller Welt.
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.
Das weltweit größte Einzelteleskop verfügt über zwei riesige Sammelspiegel mit jeweils 8,4 Meter Durchmesser, die gleichzeitig auf ferne Himmelskörper ausgerichtet werden.
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.
Mit HIFI an Bord von Herschel können Astronomen anhand charakteristischer Strahlung auf die chemische Zusammensetzung der interstellaren Materie schließen.
In den 2020er Jahren soll das European Extremely Large Telescope oder E-ELT mit seinem 39,3-Meter-Spiegel für Europa ins All blicken. Es verspricht gestochen scharfe Bilder.
Zusammen mit MAGIC I eröffnet das weltweit größte Gammastrahlenteleskop einen noch genaueren Blick in die Weiten des Weltalls.
MAGIC – das größte Teleskop seiner Art – öffnet gleichsam ein neues Fenster und gibt den Blick frei auf die energiereichsten Prozesse im Universum.
Die Größe des ELT stellt ganz neue Herausforderungen an die Techiker und Entwickler, um präzise Arbeit zu leisten.
In der Atacama-Wüste Chiles steht eines der besten astronomischen Augen Europas – das VLT. Wenn es Nacht wird in Chile, erwacht der Cerro Paranal zum Leben.
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.
Wie ist die Beschaffenheit der elementarsten Strukturen? Wieviele Dimensionen gibt es? Mit diesen Fragestellungen bschäftigt sich die Stringtheorie.
Im Hamburger Synchrotronstrahlungslabor HASYLAB arbeiten Naturwissenschaftler verschiedener Fachrichtungen sowie Industrieunternehmen an unterschiedlichen Fragestellungen.
Das nächste große Zukunftsprojekt der Teilchenphysik ist der internationale Linearcollider ILC – ein gewaltiger Linearbeschleuniger.
Beim SMART-Mikrospektroskop werden durch die innovative Korrektur von Abbildungsfehlern Auflösungen im Nanometerbereich realisiert.
Leben
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…
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.
Die Tsunamikatastrophe von 2004 im Indischen Ozean hat die Menschen in der Region aufgeschreckt. Das Warnsystem GITEWS soll innerhalb von wenigen Minuten Warnungen erzeugen.
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.
Seit 2002 umrunden die beiden Satelliten der GRACE-Mission die Erde und vermessen das Schwerefeld unseres Planeten.
Kuratorium
Das Kuratorium von Welt der Physik von April 2008 bis März 2010
Das Kuratorium von Welt der Physik von April 2010 bis März 2012
Das Kuratorium von Welt der Physik von April 2004 bis März 2006
Das Kuratorium von Welt der Physik von April 2006 bis März 2008
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.
Seit einigen Jahren ist bekannt, dass Neutrinos eine Ruhemasse besitzen. Die bisher einzige Möglichkeit der direkten Massenbestimmung ist der neutrinolose Betazerfall.
Röntgenstrahlung eignet sich als Werkzeug und als Sonde für Nanostrukturen.
Die Nanotechnologie befasst sich mit Details, die nur Millionstel Millimeter groß sind. Rastersondenmikroskope gewähren uns einen Einblick in diese Welt.
Das Rastertunnelmikroskop eignet sich nur zur Mikroskopie von elektrisch leitfähigen Materialien, wie Metallen und Halbleitern.
Um den Untergrund zu erforschen, bohren Geowissenschaftler mehrere tausend Meter tiefe Löcher. Die Informationen, die sie dabei gewinnen, kommen zahlreichen Fachgebieten zugute.
Physik im Spielfilm
Im Jahre 2009 erhält die amerikanische Regierung einen vertraulichen Report, der bestätigt, dass die Erde schon in wenigen Jahren dem Untergang geweiht ist – nämlich zum Ende des Maya-Kalenders am 21.12.2012. Erfahren Sie, was davon Phantasie ist,…
Neutrinoteleskope im Mittelmeer öffnen neue Fenster zur Beobachtung der höchstenergetischen Prozesse im Kosmos, indem sie Neutrinoquellen lokalisieren.
Um die Geheimnisse der Stoffe zu enthüllen, müssen große Maschinen und Geräte gebaut werden, die mit den Methoden der Streuung von Licht oder Teilchen arbeiten.
Jörg Rossbach über die Erzeugung hochintensiver und zugleich ultrakurzer Röntgenpulse in einem Freie-Elektronen-Laser.
Albert Einstein und die Relativitätstheorie
Verschiedene Experimente untersuchen untersuchen die Gravitation im den freien Fall von Atomen. Dennis Schlippert über einen quantenmechanischen Test von Einsteins Äquivalenzprinzip.
Intelligente Stromnetze sollen auf Schwankungen von Stromerzeugung und -bedarf reagieren und die verfügbare Energie stets effizient nutzen.
Es gibt Sterne und Planeten und in einem kleinen Massenbereich dazwischen Braune Zwerge, so nahm man an. Doch neue Beobachtungen widersprechen dieser Definition.
Am Forschungsreaktor FRM II in Garching durchleuchten Physiker archäologische und paläontologische Fundstücke mit Neutronen.
Mit dem Radioteleskop LOFAR untersuchen Astronomen den Himmel in einem bislang unerforschten Wellenlängenbereich.
Der Astrophysiker Stefan Funk über die Kinderstube der Sterne, Katzensprünge im Universum und Supernovaexplosionen.
Stefan Hell wurde für die Entwicklung der STED-Mikroskopie mit dem Nobelpreis für Chemie 2014 ausgezeichnet.
Das Kuratorium von Welt der Physik von April 2012 bis März 2014
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.
Forscher am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching beobachten Galaxienhaufen und entziffern damit den Bauplan des Universums.
Wissenschaftler studieren die Vorgänge in Mikroorganismen, um existierende Zellen zu verändern und vielleicht einmal Zellen mit neuen Eigenschaften künstlich herzustellen.
Beobachtungen zeigen, dass nach starken Erdbeben an tektonischen Plattengrenzen gehäuft Vulkane ausbrechen.
Alle Teilchen, die sich aus Quarks zusammensetzen, bezeichnet man als Hadronen. Deren Eigenschaften geben Physikern noch immer Rätsel auf.
Auf der Erde finden sich rund neunzig natürlich vorkommende Elemente, doch Forscher haben das Periodensystem längst um viele künstlich erzeugte Atomkerne erweitert.
Thomas Preibisch von der LMU München erforscht zusammen mit seinen Kollegen den Carinanebel – einen der hellsten Emissionsnebel am Himmel der südlichen Hemisphäre.
Symmetrien
Äußere Einschränkungen der Geometrie zwingen Kolloide dazu, von ihrer bevorzugten Kristallstruktur abzuweichen. Wie sie dabei trotzdem ein hohes Maß an Symmetrien beibehalten, lesen Sie in diesem Artikel.
Stahl ist eines der wirtschaftlich bedeutendsten Materialien überhaupt. Mithilfe neuer Forschungsansätze versuchen Forscher, neue Stähle für die Industrie zu entwickeln.
Unser heutiges Wissen über Quarks, Hadronen und Atomkerne hat entscheidend zu unserem modernen Weltbild beigetragen. Doch die Suche geht weiter.
Die Suche nach supersymmetrischen Teilchen blieb bislang erfolglos. Trotzdem geben Physiker die Hoffnung nicht auf, die Supersymmetrie in den kommenden Jahren doch noch zu bestätigen.
Im Auto und in vielen industriellen Produktionsprozessen verpufft eine Menge Energie als Wärme. Mit thermoelektrischen Materialien könnte die Abwärme genutzt und so weniger Energie vergeudet werden.
Mit Supercomputern machen Wissenschaftler Vorhersagen über die Zukunft der Erdatmosphäre.
Forschung – gefördert vom BMBF
Das ALICE-Experiment am LHC-Beschleuniger ist dem Quark-Gluon-Plasma auf der Spur, einem Materiezustand aus der Frühzeit des Universums.
Der Raum zwischen den Sternen ist nicht völlig leer: Gas- und Staubpartikel bewegen sich durch die Milchstraße.
Ständig wird Gestein zersetzt, zerkleinert und abgetragen. Dabei spielen sowohl physikalische als auch chemische Prozesse eine entscheidende Rolle.
Die Materie im Weltall scheint auf großen Skalen gleichmäßig verteilt zu sein, ohne dabei einen Punkt auszuzeichnen.
Die Spintronik hat so wichtige Entdeckungen wie den Riesenmagnetowiderstands-Effekt und das spin-abhängige quantenmechanische Tunneln von Elektronen hervorgebracht.
Die Raumsonde Gaia soll Position, Entfernung und Geschwindigkeit von einer Milliarde Sternen in der Galaxis mit bisher unerreichter Präzision aufzeichnen.
Optische Mikroskope erreichten vor hundert Jahren ihre größtmögliche Auflösung, wurden später aber in vielfältiger Weise weiterentwickelt.
Eine zerstörungsfreie Analyse eines nahezu viertausend Jahre alten Kultobjektes bietet wichtige Einblicke in den Herstellungsprozess.
Claus Ropers von der Universität Göttingen über einen neuartigen photoelektrischen Effekt, bei dem sich die Elektronen völlig anders verhalten als beim üblichen Photoeffekt.
Im Labor erzeugen Physiker einen Feuerball mit einer Materiedichte, die sonst nur Inneren von Neutronensternen herrscht, und einer Temperatur, die hunderttausendfach höher ist als die im Zentrum der Sonne.
Das schwerste Element, das noch in nennenswerten Mengen in der Natur vorkommt, ist das Uran. Nach und nach erzeugen Wissenschaftler immer schwerere Elemente, die nur für wenige Bruchteile einer Sekunde existieren.
Trotz der vielen Erfolge weist das Standardmodell auch einige Schönheitsfehler auf. Deshalb sehen die meisten Physiker es nur als eine Stufe auf dem Weg zu einer noch umfassenderen Theorie.
GERDA geht 1400 Meter unter der Erde der Frage nach, ob Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen sind.
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.
Bei der Supersymmetrie geht es darum, die strikte Trennung zwischen Materie und Kräften aufzuheben. Der Preis: Die Zahl der Teilchen würde sich verdoppeln.
LOFAR ist ein neuartiges, digitales Radioteleskop und wird unter anderem erstmals in der Lage sein, langwellige Radiostrahlung aus dem frühen Universums zu messen.
Elektronische Bauteile werden immer kleiner. Selbst einzelne Moleküle übernehmen bereits Funktionen in Schaltkreisen: So dient beispielsweise ein einzelner Proteinkomplex als Solarzelle.
Berufe in der Physik
Wie der Alltag eines Medizinphysikers in der Klinik aussieht, beschreibt Frank-Andre Siebert.
Eine Bildergalerie der spektakulärsten Erfolge des Weltraumteleskops Herschel.
Am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg arbeiten nicht nur viele Physiker sondern auch Elektroniker und Mechaniker.
Am 20. Mai 1990 nahm das Hubble-Weltraumteleskop die ersten Bilder auf. Seitdem ist es zu einem der wichtigsten Instrumente für die Astronomie geworden.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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