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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.
Materialforschung
Im Interview erklärt Natalia Dubrovinskaia, wie unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen neue Materialien mit besonderen Eigenschaften entstehen.
2D-Materialien
In der 303. Folge des Podcasts erklärt Jonathan Eroms, wie sich Forscher die einzigartigen Eigenschaften von hauchdünnen Schichten aus reinem Kohlenstoff zunutze machen.
Fluide
Ein neues Modell erklärt, warum sich an der Innenwand eines Weinglases oftmals Schlieren und herabrinnende Tropfen bilden.
Coronavirus
Welche Methoden zum Einsatz kommen, um die Struktur des Coronavirus zu untersuchen, erklärt Dieter Willbold im Interview.
Elektromagnetische Wellen
In der 305. Folge erklärt Franz Pfeiffer, wie Wilhelm Conrad Röntgen vor 125 Jahren eine „neue Art von Strahlung“ entdeckte und wie man sich deren besonderen Eigenschaften heute zunutze macht.
Materialwissenschaft
Im Interview erklärt Megan Cordill, warum sich speziell gefertigte Gläser biegen lassen und damit beispielsweise für faltbare Displays eignen.
Gefriertrocknung
Wie sich Details der Gefriertrocknung mithilfe von Neutronen beobachten lassen, berichten Sebastian Gruber und Petra Först im Interview.
Fluiddynamik
Mit Flüssigkeit gefüllte Ballons sind beim Aufprall erstaunlich stabil – wenn man sie vorher nicht allzu stark dehnt.
Im Interview berichtet Wiebke Lohstroh, wie sich mithilfe von Neutronenstrahlen die exakte chemische Struktur von Virenproteinen untersuchen lässt.
Bionik
Forscher imitieren die Nanostrukturen auf den Deckflügeln von Bockkäfern, um eine erstaunlich reflektierende Kunststofffolie zu entwickeln.
Strömungen
Elektrische Spannungen lassen flüssiges Metall gleichmäßig fließen und verhindern so eine störende Tröpfchenbildung.
Mit bionischen Nanostrukturen nach dem Vorbild von Mottenaugen lässt sich auch bei schwachem Frost eine Vereisung von Oberflächen verhindern.
Stahl
Unter dem Elektronenmikroskop offenbarte sich Forschern, wie sich die Klingen während einer Rasur verändern.
Verbrennungsprozesse
Computersimulationen zeigen, wie die ungewöhnliche Flammenform beim Verbrennen von Heptan – einem flüssigen Kohlenwasserstoff – entsteht.
Im Interview erklärt Tim Salditt, wie sich menschliche Lungen nach einer COVID-19- Infektion mithilfe von Röntgenstrahlen untersuchen lassen.
Thermodynamik
Neue Analysen zeigen, dass unterkühltes Wasser selbst bei minus 138 Grad Celsius flüssig bleibt.
Ein genauer Blick auf unser Wärmeempfinden zeigt, dass sich unsere Haut keineswegs als Thermometer eignet.
Ein neues Material, zusammengesetzt aus Metallatomen und organischen Molekülen, zeigt erstmals auch bei Raumtemperatur stabile magnetische Eigenschaften.
Licht
Im Interview berichtet Johannes Zirkelbach, wie es ihm und seinen Kollegen gelang, den Schatten von winzigen Goldteilchen abzuschwächen.
Quantenmechanik
Im Interview erzählt Reinhard Dörner, wie ihm und seinen Kollegen die Messung der bislang kürzesten Zeitspanne gelang.
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.
Nanotechnologie
Materialforscher stellten ein neues Nanomaterial her, das etwa das Zweihundertfache seines Eigengewichts tragen kann.
Festkörperphysik
Neben hohen Drücken und Temperaturen spielen vermutlich auch elektrische Felder eine wichtige Rolle bei der Kristallisation von Kohlenstoff.
Lithium-Ionen-Akku
Winzige Nanostrukturen erleichtern den Einsatz von Siliziumanoden für leistungsstärkere Batterien.
Die Luftfeuchtigkeit ist nicht die einzige Größe, um den Wasserdampfgehalt der Luft zu charakterisieren. Ein alternatives Maß dafür ist der Taupunkt.
Elektrostatik
Die gezielte elektrostatische Aufladung von Eiskristallen könnte zukünftig genutzt werden, um auch große Oberflächen zu enteisen.
Gravitation
Mit einer hochempfindlichen Gravitationswaage bestimmten Forscher die extrem schwache Schwerkraft zwischen zwei winzigen Goldkugeln – ein neuer Rekord.
Werkstoffe
In der 318. Folge stellt Holger Böse unterschiedliche Werkstoffe vor, die eigenständig auf äußere Reize – wie etwa Licht oder Wärme – reagieren.
Antimaterie
Mit einem für gewöhnliche Atome etablierten Kühlverfahren ließen sich nun auch Atome aus Antimaterie abkühlen.
Trinkwasser
Mithilfe von neuartigen Membranen lassen sich gezielt Schwermetalle und andere giftige Substanzen aus belastetem Wasser entfernen.
Im Interview berichtet Rainer Koch, wie er und seine Kollegen die Rolle von Aerosolen für die Übertragung des neuartigen Coronavirus untersuchen.
Ein Gewitter mit Blitz und Donner erschreckt und fasziniert uns zugleich. Wodurch entstehen Gewitterblitze und wie finden sie ihren Weg zur Erde?
Elektrizität
Ein kurzer Kontakt lässt elektrische Ladungen zwischen Metallen wandern und Spannungen entstehen.
Hauchdünne Eisfasern lassen sich verbiegen und leiten Licht wie Glasfasern.
Manche Brillen färben sich im Sonnenlicht selbst ein. Das liegt an Molekülen oder Kristallen, die auf UV-Strahlung reagieren.
Lebensmittel
Durch einen kleinen Zusatz bilden sich die gewünschten Kristalle in der Kakaobutter deutlich leichter als in herkömmlichen Verfahren.
Neutronen
Im Interview mit Welt der Physik berichtet Thomas Hellweg, wie sich zukünftig Proben möglichst effizient an der Europäischen Spallationsquelle ESS untersuchen lassen.
Eiskristalle
Kürzlich entschlüsselte Eisstrukturen erweitern das Phasendiagramm von Wasser und bieten Einblicke in riesige Eisplaneten wie Neptun oder Uranus.
Geophysik
Erstmals wiesen Forscher in Diamanten eingeschlossene Kristalle aus dem Erdmantel nach, die eine wichtige Rolle für die Wärme der Erde spielen.
Akustik
Im Interview berichtet Johann Robertsson, wie sich Objekte in einem Raum in Echtzeit vortäuschen oder verbergen lassen.
Selbstorganisation
Winzige Kunststoffpartikel ordnen sich unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes selbstständig in symmetrischen Mustern an.
Aus einer speziellen Mischung aus Wasser, Glycerin und Mikropartikeln formten Physiker Seifenblasen mit einer besonders stabilen Hülle.
Strukturbildung
In der 330. Folge erläutert Manfred Salmhofer, warum das Ganze manchmal mehr ist als die Summe seiner Teile.
Verdunstung
Kernspinanalysen offenbarten, wie Wassermoleküle in trocknenden Textilien zu Wasserdampf übergehen.
Mit winzigen Partikeln lassen sich Schadstoffe aus verunreinigtem Wasser herausfiltern.
Materialien
Kleine Verunreinigungen verleihen Nanodiamanten magnetische Eigenschaften.
Levitation
In Drehung versetzte, schwebende Plastikkügelchen verhalten sich ähnlich wie rotierende Asteroiden.
Tieftemperaturphysik
Eine neuartige Methode ermöglicht es erstmals, eine bestimmte Gruppe von Atomen beinahe auf den absoluten Nullpunkt der Temperatur abzukühlen.
3D-Druck
Besondere Druckertinte aus Flüssigkristallen verleiht Objekten aus dem 3D-Drucker farbenfrohen Glanz.
Röntgenstrahlung
Im Interview erzählen Peter Lee und Simon Zabler, wie an der Synchrotronquelle ESRF der menschliche Körper untersucht werden soll.
Erosion
Mit einer neuen Methode lässt sich der Einfluss von Haftkräften zwischen Staubkörnern auf Erosionseffekte im Detail analysieren.
Erneuerbare Energien
In der 337. Folge erklärt Christiane Becker, wie Solarzellen funktionieren und wie sich das Sonnenlicht damit möglichst effizient in elektrischen Strom umwandeln lässt.
Im Interview berichtet Wolfgang Wagermaier, warum Knochen so belastbar und bruchfest sind.
Geologie
In Diamanten eingeschlossene besondere Minerale weisen auf viel Wasser im Erdmantel hin.
Alhambra
Winzige Goldteilchen scheinen für ungewöhnliche Verfärbungen in der Alhambra in Granada verantwortlich zu sein.
Mikrostrukturen
Forscher fanden im Aufbau von Schneckenschalen Hinweise auf spiralförmige Flüssigkristalle.
Eis
Flüssiges Wasser im Innern von Eiszapfen sorgt für eine geriffelte Oberfläche.
Im Interview berichtet Natalia Dubrovinskaia, wie sich unter ultrahohem Druck neuartige Materialien erzeugen lassen.
Vom Antrieb einer Silvesterrakete, dem Knallen von Feuerwerkskörpern bis hin zu den leuchtenden Farben – hinter all diesen Effekten steckt eine Menge Physik.
Im Interview erklärt Matthias Sperl, warum ein Astronaut auf der Internationalen Raumstation ISS insgesamt 64 Betonproben angerührt hat.
Elektrolyse
Dank besonderer Materialien benötigen Forscher kein gereinigtes Trinkwasser mehr, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten.
Ein Forschungsteam hat eine bislang unbekannte Form von Eis hergestellt, das etwa so dicht ist wie Wasser.
In der 343. Folge erklärt Matthias Bickermann, warum Kristalle für viele moderne Technologien unverzichtbar sind und wie sie für diesen Zweck gezielt gezüchtet werden.
Im Interview berichtet Carsten Ronning, wie er und sein Team ultraschnelle Prozesse in Nanodrähten untersucht haben.
Ein Forschungsteam hat ein neuartiges Glas entwickelt, das sich biologisch abbauen lässt.
Äquivalenzprinzip
Im Interview berichtet Claus Lämmerzahl, wie die Satellitenmission MICROSCOPE ein grundlegendes Prinzip der Physik erneut bestätigte.
Malerei
Anhand von Experimenten haben Forschende einen Farbtrick von Künstlerinnen und Künstlern der Renaissance entschlüsselt.
Die Analyse von Knäueln aus Würmern könnte zur Entwicklung einer neuen Klasse von sich selbst organisierenden Materialien führen.
Ein neues Material nach dem Vorbild von Tintenfischen kann je nach Einstellung Wärme, Licht und Mikrowellen blockieren – oder durchlassen.
Neuartige Oberflächen – strukturiert nach dem Vorbild von Schmetterlingen – verhindern ein Aufheizen unter Sonnenlicht.
Supraleiter
Wie Forschende weltweit überprüfen, ob es sich beim Material LK-99 tatsächlich um einen Hochtemperatursupraleiter handeln könnte, berichtet Karsten Held im Interview.
Viele Materialien leiten elektrischen Strom ohne jeden Widerstand – bislang allerdings nur unter extremen Bedingungen. Weltweit wird daran gearbeitet, das zu ändern.
Wassergewinnung
Dank einer besonderen Beschichtung lassen sich schädliche Substanzen in kondensiertem Wasser zersetzen – und so gereinigtes Trinkwasser gewinnen.
Erdgeschichte
Vor 1300 Millionen Jahren entstand ein Riss im Urkontinent – und bahnte den farbenprächtigen Diamanten den Weg bis zur Erdkruste.
Attosekundenphysik
Der Nobelpreis für Physik 2023 geht an Pierre Agostini, Ferenc Krausz und Anne L’Huillier für ihre Arbeiten, um ultraschnelle Prozesse zu analysieren.
Ultrakurzzeitphysik
Lichtpulse, die nicht einmal eine billiardstel Sekunde andauern, erlauben einzigartige Einblicke in Atome und Moleküle.
Quantenpunkte verhalten sich wie eine Art riesiges Atom. Die daraus resultierenden physikalischen Eigenschaften ermöglichen eine Vielzahl von technischen Anwendungen.
Laser
Ein Prototyp ebnet den Weg für winzige Detektoren, die sich künftig in Smartphones integrieren lassen könnten.
Wärmepumpen
Ein Prototyp – basierend auf speziellen Kristallen – kühlt dank des elektrokalorischen Effekts effizienter als herkömmliche Kühlsysteme.
Plastik
Ein patentiertes Verfahren ermöglicht es, den extrem stabilen Kunststoff Nylon-6 mit geringem Aufwand zu recyceln.
Beim Mahlen lädt sich Kaffeepulver auf, was das Aroma beeinflusst. Doch gibt man etwas Wasser zu den Kaffeebohnen, wird der Geschmack intensiver.
Smarte Materialien
Module aus funktionalen Kunststofffolien können den Körper sowohl kühlen als auch wärmen – das macht sie perfekt für extreme Umgebungen.
PETRA III
Im Interview erzählt Christian Gutt, was Röntgenlicht über das Kochen von Eiern verrät – und was das mit Alzheimer zu tun hat.
Wenn es schneit, wehen die Schneeflocken zunächst turbulent durch die Luft – und fallen dann nach einer verblüffend einheitlichen Regel zu Boden.
Smarte Kleidung
Ein neues Verfahren ermöglicht es, lange und stabile Fasern aus Halbleitern zu produzieren – und per Kopfbedeckung das Umschalten einer Ampel zu messen.
Batterien
Eine günstige Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien funktioniert erstmals bei Raumtemperatur und schafft bereits 700 Ladezyklen.
Partikel
Mit einem Laborexperiment analysierte ein Forschungsteam, auf welch komplexe Weise kleine Partikel in der Atmosphäre zu Boden fallen – und welche Auswirkungen das hat.
Akkus
Unterstützt von Künstlicher Intelligenz haben Forschende einen Elektrolyten entwickelt, der nicht flüssig ist wie bei anderen Batterien.
Farben
Eine Kunststofftinte aus dem 3D-Drucker härtet kontrolliert aus und lässt so bunt schillernde Farbdrucke von blau bis orange entstehen – ganz ohne Farbstoffe.
Eine neuartige, schwarze Beschichtung absorbiert Licht fast komplett und eignet sich somit für noch leistungsfähigere Teleskope.
Wenn in der Ferne eine flimmernde Wasserfläche auftaucht, sollte man seinen Augen nicht unbedingt trauen – vielleicht handelt es sich um eine Luftspiegelung.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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