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Physik hinter den Dingen
Wenn Wassertröpfchen in den Wolken gefrieren, entstehen winzige Eiskristalle. Diese können zu stattlichen Schneeflocken heranwachsen – wenn die richtigen Bedingungen herrschen.
Ultraschall
Im Interview berichtet Christian Böhm, wie moderne Methoden aus der Erdbebenforschung die Medizin bereichern.
IPCC-Bericht
Im Interview mit Welt der Physik berichtet Veronika Eyring über die Fortschritte der Klimaforschung und die Folgen der Treibhausgasemissionen.
Gehirn
Die Blutgefäße im menschlichen Gehirn können sich verändern – beispielsweise nach einem Schlaganfall. Warum das so ist, erklärt Karen Alim im Interview.
Materialforschung
Im Interview berichtet Wolfgang Wagermaier, warum Knochen so belastbar und bruchfest sind.
Drei Dinge wären beim lunaren Fußball besonders zu beachten: Die Anziehungskraft ist geringer, es gibt keinen Luftwiderstand und der Rasen ist nicht grün …
Vögel orientieren sich am Magnetfeld der Erde. Ihr Magnetsinn entsteht im Auge – und beruht auf einem quantenmechanischen Effekt.
Röntgenstrahlung
Im Interview erzählen Peter Lee und Simon Zabler, wie an der Synchrotronquelle ESRF der menschliche Körper untersucht werden soll.
Bildgebungsverfahren
Im Interview erläutert Franz Pfeiffer, wie zwei neuartige Bildgebungsverfahren sichtbar machen, was auf gewöhnlichen Röntgenaufnahmen verborgen bleibt.
Gefriertrocknung
Wie sich Details der Gefriertrocknung mithilfe von Neutronen beobachten lassen, berichten Sebastian Gruber und Petra Först im Interview.
Biophysik
Im Interview spricht Hans-Günther Döbereiner über Schleimpilze und deren erstaunliche Fähigkeit, auch ohne Gehirn komplexe Probleme zu lösen.
Damit der Mensch abschätzen kann, wo sich die Dinge, die er sieht, genau befinden, verlässt sich sein Gehirn auf Eigenschaften der Perspektive und eigene Erfahrungen.
Neun Tore in einem Spiel kommen recht selten vor. Doch wie ungewöhnlich sind eigentlich so viele Treffer in einem Spiel?
Fängt sich ein Spieler eine rote Karte ein, fliegt er nicht nur für das aktuelle Spiel raus. Auch im Folgespiel muss das Team auf seine Leistung verzichten.
Für unsere Vorfahren war der Himmel Wohnort von Göttern, heute suchen wir nach Leben auf anderen Planeten. Es scheint eine kollektive Sehnsucht danach zu geben, dass der Mensch nicht allein.
Ist die Erde der einzige lebensfreundliche Planet im Sonnensystem? Und kann es auf Planeten bei anderen Sternen Leben geben?
Tumortherapie
Im Interview erklärt Katia Parodi, wie sich geladene Teilchen in der Krebstherapie einsetzen lassen.
Coronavirus
Im Interview spricht Dirk Brockmann über Modelle, mit denen sich die Ausbreitung von Epidemien analysieren lässt.
Welche Methoden zum Einsatz kommen, um die Struktur des Coronavirus zu untersuchen, erklärt Dieter Willbold im Interview.
Leben
Bedeutsame Anwendungen oft aus der Grundlagen-Forschung und derem wissenschaftlichen Umfeld. So auch die mittlerweile sehr erfolgreiche Tumortherapie.
In der kalten Jahreszeit kann man bei einem Spaziergang beobachten, wie Enten über zugefrorene Seen huschen. Aber wieso frieren diese Tiere auf dem Eis nicht an?
Forscher untersuchen den geschickten Aufbau von Biomaterialien, vor allem die variierenden Kombinationen von brüchigen Mineralien und weichen Biopolymeren, die die Naturstoffe robust und zäh machen.
Ohne den Schutz der Atmosphäre können energiereiche Partikel aus dem Weltall auf unseren Körper treffen und können dort ernsthaften Schaden anrichten.
Gesetze der Mechanik erklären, wie es zu Verrenkungen und Verletzungen kommen kann. Die Kraft und das richtige Zusammenspiel der Muskeln helfen, solche Überbelastungen zu vermeiden.
Immer wieder haben sich Physik und Biologie in der Vergangenheit getroffen, aber auch wieder voneinander entfernt. Zuletzt kamen sie sich zunehmend näher.
Die Natur besitzt mächtige Selbstheilungskräfte, bei manchen Lebewesen können sogar ganze Gliedmaßen nachwachsen. Doch Säugetiere wie der Mensch brauchen auch Hilfsmittel.
Wenn Ärzte schwach radioaktive Substanzen in den Körper einbringen, dann sammeln sich diese in den inneren Organen an. Das Besondere daran: Mit Radiopharmaka können zum Beispiel Erkrankungen der Schilddrüse sowohl erkannt als auch behandelt werden.
Ein lichtempfindlicher Chip, der in die Netzhaut eingebettet wird, könnte erblindeten Menschen das Sehvermögen wiedergeben.
Mit einem Cochlea-Implantat können viele stark schwerhörige oder sogar taube Menschen wieder hören. Forscher arbeiten derzeit an neuen Systemen, die die Nervenzellen mit Licht statt wie bisher mit Strom reizen.
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.
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.
Wissenschaftler studieren die Vorgänge in Mikroorganismen, um existierende Zellen zu verändern und vielleicht einmal Zellen mit neuen Eigenschaften künstlich herzustellen.
Sie soll seidig glänzen und im Mund zart schmelzen – nicht nur die Zutaten sind entscheidend für die perfekte Schokolade, auch die Physik spielt eine wichtige Rolle.
Luftfeuchtigkeit
Der Winter ist nicht nur kalt, sondern auch trocken – zumindest im warmen Zimmer. Der Grund: Die kalte Luft, die von draußen kommt, enthält kaum Wasserdampf.
Magnetsinn
Im Interview erzählt Uwe Hartmann, welches Mineral für den Magnetsinn von Lachsen und bestimmten Bakterien verantwortlich ist.
Im Interview berichtet Tina Pollmann, wie sich der Einfluss der Corona-Warn-App auf die Pandemie mit Methoden aus der Teilchenphysik untersuchen lässt.
Im Interview erzählt Dieter Braun, wie sich der Ursprung des Lebens mit neuen Experimenten zwischen Physik, Chemie und Biologie erforschen lässt.
Viele Strahlungsformen durchdringen jeden Tag den Körper, ohne dass die Gesundheit gefährdet ist. Doch sie können ab einer bestimmten Dosis den Zellen schaden.
Forscher konnten in Proben aus lebendigem Gewebe ein Verhalten von Krebszellen nachweisen, das offenbar entscheidend für die Bildung von Metastasen ist.
War es Abseits oder nicht? Und warum gibt es diese Regel, deren Erklärung und Auslegung schon manche Streitigkeiten ausgelöst haben mag?
Ohne Luftwiderstand ergeben sich symmetrische Flugkurven und hohe Flugweiten von Schüssen. Aber Fußbälle beschreiben alles andere als schöne Wurfparabeln.
Schüsse aus großer Distanz sind durchaus zu halten, wenn der Torwart die Flugbahn des Balls gut einschätzen kann.
Hier betrachten wir die physikalischen Prinzipien, die hinter einem straffen Torschuss oder einer Bananenflanke stehen.
Ein genauer Blick auf die Bestandteile der Milch zeigt, wie dessen typische Farbe zustande kommt.
Aerodynamik
Ein Zusammenspiel von mehreren physikalischen Effekten macht es möglich, dass die Plastikscheiben lange und weit durch die Luft schweben können.
Weht der Wind zu stark, klappt der Regenschirm nach oben um. Ursache ist die Strömungsmechanik: Der Wind erzeugt einen Aufwärtssog.
Nach dem Umrühren von Tee bildet sich in der Mitte der Tasse ein kleines Häufchen aus Teeblättern. Schon Albert Einstein beschäftigte sich mit diesem Teetasseneffekt.
Im Interview berichtet Rainer Koch, wie er und seine Kollegen die Rolle von Aerosolen für die Übertragung des neuartigen Coronavirus untersuchen.
Ein genauer Blick auf unser Wärmeempfinden zeigt, dass sich unsere Haut keineswegs als Thermometer eignet.
Meeresströmungen
Im Interview erklärt Melanie Bergmann, wie kleine Plastikpartikel in die Framstraße gelangen und wie sie sich dort verteilen.
Im Interview berichtet Wiebke Lohstroh, wie sich mithilfe von Neutronenstrahlen die exakte chemische Struktur von Virenproteinen untersuchen lässt.
Forschung – gefördert vom BMBF
Physiker und Mediziner arbeiten zusammen, um die Struktur von Herzmuskelzellen hochaufgelöst abzubilden und die Ursachen von Herzmuskelerkrankungen zu verstehen.
Im Projekt NOVA entsteht eine Onlineplattform, auf der Forscher ihre Messdaten – dreidimensionale Modelle von Insekten – gemeinsam nutzen können.
Um die Wirkweise von bestimmten Viren besser zu verstehen, untersuchen Forscher diese mit dem weltweit stärksten Röntgenlaser – dem European XFEL.
Die Biophysik bildet die Brücke zwischen der Physik und den Lebenswissenschaften. Sie ist eng mit der Physik Weicher Materie und Komplexer Systeme verknüpft.
Physik und Biologie haben gemeinsame Wurzeln und haben sich oft gegenseitig inspiriert.
Mehrere Strategien haben sich in der Schwerionenbestrahlung ausgebildet. Die klinischen Ergebnisse in der kurzen Geschichte stützen die Therapieform als solche.
Inhomogene Verteilungen, Nichtlinearität und andere unregelmäßige Faktoren muss das Rechenmodell der Bestrahlungsplanung berücksichtigen.
Nur wer die exakte Position des Tumors kennt, trifft bei der Bestrahlung nicht das gesunde Gewebe. Erstmals lässt sich der Strahl selbst auch in vivo beobachten.
Die Biologie spielt in der Bestrahlungstherapie eine ebenso wichtige Rolle wie die Physik. Letztendlich zählt die relative biologische Wirksamkeit der Behandlung.
Liegt der Tumor in Lungennähe, lässt er sich nicht fixieren. Das Rasterscanverfahren muss und kann die Atembewegung mit einkalkulieren.
Die physikalischen Grundlagen der Wechselwirkung der Ionen mit Gewebe sorgt für den entscheidenden Vorteil gegenüber herkömmlicher Bestrahlungstechnik.
Die TV-Röhre arbeitet nach dem selben Prinzip wie die Teilchentherapie, allerdings arbeitet die Ionenbestrahlung auch fein abgestuft im Dreidimensionalen.
Sind Pendeluhren oder andere Oszillatoren gekoppelt, können sie sich miteinander synchronisieren. Dieses Konzept aus der Physik hat viele Anwendungen in Biologie und Medizin.
Metall gehört nicht in den Mikrowellenofen, heißt es oft. In der Tat können dünne und spitze Metallgegenstände dort Funken auslösen. Doch es gibt eine Ausnahme.
Erneuerbare Energien
Im Interview berichtet Holger Dau, wie neue Erkenntnisse zur Photosynthese die nachhaltige Brennstoffproduktion vorantreiben könnten.
Ob eine Prothese richtig im Knochen sitzt, wird von den Gesetzen der Biomechanik bestimmt.
Impfstoffe
Im Interview erzählt Martin Schroer, wie Röntgenstrahlen bei der Suche nach geeigneten Impfstoffen gegen das Coronavirus helfen.
Im Interview erklärt Tim Salditt, wie sich menschliche Lungen nach einer COVID-19- Infektion mithilfe von Röntgenstrahlen untersuchen lassen.
Extrem wasser- und blutabweisende Oberflächen erlauben vielfältige Anwendungen – von selbstreinigenden Solarzellen, die Licht besonders effizient sammeln, bis hin zu leistungsfähigeren Herz-Lungen-Maschinen.
Globale Epedemien – Pandemien – werden erst durch die Reisemuster der modernen Menschen möglich. Die wenigen, die weit reisen, können Krankheitserreger in kürzester Zeit weltweit verteilen.
Schnappt eine Venusfliegenfalle zu, laufen elektrische Signale durch die Pflanze. Mit einer neuen Technik haben Forschende diese Signale gemessen.
Bionik
Ein neues Material nach dem Vorbild von Tintenfischen kann je nach Einstellung Wärme, Licht und Mikrowellen blockieren – oder durchlassen.
Flüssigkeiten
Spezielle Proteine verringern die Spannungskräfte zwischen Gasblasen und der umgebenden Flüssigkeit.
Selbstorganisation
Die Analyse von Knäueln aus Würmern könnte zur Entwicklung einer neuen Klasse von sich selbst organisierenden Materialien führen.
Mikrostrukturen an den Bauchfedern der Vögel formen winzige Röhrchen, in denen Wasser selbst über längere Flugstrecken transportiert werden kann.
Universum
In einer aktuellen Studie haben NASA-Wissenschaftler neue analytische Methoden genutzt, um Hinweise auf Leben zu untersuchen, die 1996 bei einem Mars-Meteoriten festgestellt wurden. Die Untersuchungen betrafen insbesondere alternative Ansätze zur…
Lebensmittel
Mit einer künstlichen Zunge charakterisierten Forscher den Schmelzvorgang von dunkler Schokolade im Mund.
Eine hölzerne Spiralstruktur nach natürlichem Vorbild bohrt sich bei Feuchtigkeit in den Boden und lässt Pflanzensamen erfolgreicher keimen.
Erdmagnetfeld
Erstmals zeigten Experimente, dass sich ein Protein in der Netzhaut der Vögel als extrem empfindlicher Magnetsensor eignet.
Mithilfe von quantenmechanischen Modellen untersuchten Forscher den effizienten Energietransport in Bakterien.
Astrochemie
Nukleinbasen aus dem All könnten für einen schnellen Start des Lebens auf der Erde gesorgt haben.
Kollektives Verhalten
Mithilfe eines neuen Modells lässt sich die Dynamik von Schwärmen nun besser beschreiben.
Biologie
Ein überraschend einfaches Konzept verwandelt die Kamera eines Smartphones in ein Mikroskop, mit dem sich sogar innere Organe von Zebrafischen beobachten lassen.
Mikrostrukturen
Forscher fanden im Aufbau von Schneckenschalen Hinweise auf spiralförmige Flüssigkristalle.
Klimawandel
Eine neue Studie zeigt den Zusammenhang zwischen der Erderwärmung und extremen Hitzeperioden im Sommer auf der Nordhalbkugel.
Umweltbelastung
Kleine Roboter aus einem neuartigen Schichtmaterial absorbieren beim Schwimmen winzige Plastikteile.
Photosynthese
Mittels Sonnenlicht erzeugen Cyanobakterien genug Strom, um einen Mikroprozessor zu betreiben.
Mit Laborversuchen haben Physiker herausgefunden, warum in den Fangtrichtern von Ameisenlöwen meist die richtige Beute landet.
Aufnahmen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera offenbaren, wie Pilzsporen mit vieltausendfacher Erdbeschleunigung nach oben geschleudert werden.
Neue Methode benötigt nur noch sehr geringe Mengen an radioaktiven Substanzen, um detaillierte Bilder zu erhalten.
Sport
Mit einem neuen High-Tech-Pflaster lässt sich sowohl die Menge als auch die Salzkonzentration von Schweiß in Echtzeit messen.
Forscher entschlüsseln das Geheimnis eines besonders stabilen Käfers, dessen Exoskelett künftig als Vorbild für bionische Werkstoffe dienen könnte.
Ein einfaches Modellsystem zeigt, wie Blätter trotz schwankender Lichtintensität eine möglichst konstante Energieausbeute gewährleisten.
Eine Kombination aus horizontalen und vertikalen Wellenbewegungen hält Schmuckbaumnattern in der Luft, wenn sie von Baum zu Baum gleiten.
Schmetterlinge
Wie tiefschwarze Flächen auf Schmetterlingsflügeln im Vergleich zu bunten Farben entstehen, haben Forscher nun herausgefunden.
Biomechanik
Durch ein spezielles System aus Sprungfedern könnte ein Läufer bis zu siebzig Prozent schneller rennen als die weltbesten Athleten – zumindest theoretisch.
Fluide
Ein neues Modell erklärt, warum sich an der Innenwand eines Weinglases oftmals Schlieren und herabrinnende Tropfen bilden.
Medizin
Zukünftig könnte die Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Herzgewebe aufschlussreiche Bilder liefern und damit lebenswichtige Diagnosen weiter verfeinern.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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