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Wellen
Simulationen am Computer und Laborexperimente zeigen: Geschickt designte Buchten an Ufern können Wellen auslöschen und so Erosionen an Küsten verhindern.
Wärmepumpen
Ein Prototyp – basierend auf speziellen Kristallen – kühlt dank des elektrokalorischen Effekts effizienter als herkömmliche Kühlsysteme.
Laser
Ein Prototyp ebnet den Weg für winzige Detektoren, die sich künftig in Smartphones integrieren lassen könnten.
Strömungsphysik
Modellversuche zeigen: Flexible Körper können beim Aufprall aufs Wasser die wirkenden Kräfte sogar verstärken.
Raumfahrt
In der 351. Folge berichtet Thomas Berger von der gefährlichen Strahlung, der Astronautinnen und Astronauten im Weltraum ausgesetzt sind.
Energiespeicher
Im Interview erklärt Alexander Schmid, wie die Sauerstoff-Ionen-Batterie die Energiewende vorantreiben könnte.
Ein kobaltfreier Prototyp eines Akkus verzichtet auf das kritische Metall und erreicht dennoch vielversprechende Leistungen.
Nanotechnologie
Ein neuartiger Nanogenerator wandelt das Zittern der Moleküle in elektrische Energie um – dank des piezoelektrischen Effekts.
Quantenpunkte verhalten sich wie eine Art riesiges Atom. Die daraus resultierenden physikalischen Eigenschaften ermöglichen eine Vielzahl von technischen Anwendungen.
Attosekundenphysik
Der Nobelpreis für Physik 2023 geht an Pierre Agostini, Ferenc Krausz und Anne L’Huillier für ihre Arbeiten zu Techniken, um ultraschnelle Prozesse zu analysieren.
Erneuerbare Energien
Im Interview berichtet Holger Dau, wie neue Erkenntnisse zur Photosynthese die nachhaltige Brennstoffproduktion vorantreiben könnten.
Roboter
Dank eines ungewöhnlichen Antriebskonzepts kann ein kleiner Roboter das 22-Fache seines Eigengewichts tragen.
Strömungsdynamik
Wie lassen sich Flüssigkeiten effizient pumpen? Ein Forschungsteam präsentiert nun eine neue Lösung – inspiriert von der Pumpe in uns allen: dem Herzen.
Wassergewinnung
Dank einer besonderen Beschichtung lassen sich schädliche Substanzen in kondensiertem Wasser zersetzen – und so gereinigtes Trinkwasser gewinnen.
Festkörperphysik
Viele Materialien leiten elektrischen Strom ohne jeden Widerstand – bislang allerdings nur unter extremen Bedingungen. Weltweit wird daran gearbeitet, das zu ändern.
Supraleiter
Wie Forschende weltweit überprüfen, ob es sich beim Material LK-99 tatsächlich um einen Hochtemperatursupraleiter handeln könnte, berichtet Karsten Held im Interview.
Bionik
Ein neues Material nach dem Vorbild von Tintenfischen kann je nach Einstellung Wärme, Licht und Mikrowellen blockieren – oder durchlassen.
Forschende entwickelten einen neuen Roboter für minimalinvasive Behandlungen nach dem Vorbild von Schuppentieren.
Teilchenbeschleuniger
Wie Teilchenbeschleuniger in Zukunft nachhaltiger werden können, erzählt Norbert Pietralla im Interview mit Welt der Physik.
Sensoren
Ein wenige Millimeter großes Modul kann Ort und Ausrichtung eines Geräts exakt messen – zum Beispiel bei chirurgischen Operationssonden.
Miniaturisierung
In der 346. Folge berichtet Roland Zengerle, wie sich Laboranalysen auf kleinen Chips durchführen lassen und welche Vorteile solche Lab-on-a-Chip-Systeme bieten.
Luftfahrt
Wie sich das Strömungsverhalten von Flugzeugen in Extremsituationen untersuchen lässt, erzählt Thorsten Lutz im Interview.
Technik
Eine neu entwickelte Tinte ermöglicht den 3D-Druck von dreidimensional angeordneten, dehnbaren Drähten für elektronische Pflaster.
Quantenkommunikation
Im Interview berichten Andreas Tünnermann und Kevin Füchsel, wie sich Quantenschlüssel in Glasfaserkabeln austauschen lassen.
Biologie
Ein überraschend einfaches Konzept verwandelt die Kamera eines Smartphones in ein Mikroskop, mit dem sich sogar innere Organe von Zebrafischen beobachten lassen.
In der 343. Folge erklärt Matthias Bickermann, warum Kristalle für viele moderne Technologien unverzichtbar sind und wie sie für diesen Zweck gezielt gezüchtet werden.
Eine hölzerne Spiralstruktur nach natürlichem Vorbild bohrt sich bei Feuchtigkeit in den Boden und lässt Pflanzensamen erfolgreicher keimen.
Regenerative Energien
In der 342. Folge erklärt Inga Moeck, woher die Wärme im Erdinneren kommt und mit welchen Verfahren sie sich technisch nutzen lässt.
Elektrolyse
Dank besonderer Materialien benötigen Forscher kein gereinigtes Trinkwasser mehr, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten.
Fusionsforschung
Im Interview berichtet Elisabeth Wolfrum, wie sich Ausbrüche und Schäden durch das Plasma in Fusionsanlagen verhindern lassen.
Elektrizität
Ein Feldversuch in den Schweizer Alpen zeigt, wie sich Blitze in Gewittern mithilfe von Laserstrahlen ablenken lassen.
Physik hinter den Dingen
Vom Antrieb einer Silvesterrakete, dem Knallen von Feuerwerkskörpern bis hin zu den leuchtenden Farben – hinter all diesen Effekten steckt eine Menge Physik.
Energie
Seit Jahrzehnten arbeiten Wissenschaftler daran, die Kernfusion als Energiequelle zu erschließen. Einige Meilensteine haben sie dabei schon erreicht.
Im Interview erklärt Anatoliy Senyshyn von der TU München, wie sich Akkus im Betrieb mit Neutronen- und Röntgenstrahlung untersuchen lassen.
Quantentechnologien
In der 338. Folge berichtet Rainer Blatt, auf welchen physikalischen Phänomenen ein Quantencomputer beruht und wie sich ein solcher Rechner technisch realisieren lässt.
Quantenphysik
Den Nobelpreis für Physik erhalten dieses Jahr Alain Aspect, John F. Clauser und Anton Zeilinger für ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Quantenmechanik.
Quantenmechanik
In vielen Technologien macht man sich bereits die besonderen Eigenschaften von Quantenteilchen zunutze. Doch Physiker wollen noch weitergehen und Quanteneffekte gezielt kontrollieren, um so neue Anwendungen zu ermöglichen.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckten Physiker die Quantenwelt. Die Gesetze, die in der Welt der Teilchen und Atome gelten, entpuppten sich als grundlegend anders als in der uns bekannten makroskopischen Welt.
Photovoltaik
Eine neue Methode, um Perowskitschichten in Solarzellen zu kombinieren, erhöht deren Wirkungsgrad und Haltbarkeit.
In der 337. Folge erklärt Christiane Becker, wie Solarzellen funktionieren und wie sich das Sonnenlicht damit möglichst effizient in elektrischen Strom umwandeln lässt.
Quantencomputer
Im Interview mit Welt der Physik erzählt Markus Ternes, wie er und seine Kollegen zwei Atome beim Informationsaustausch beobachtet haben.
Am 21. Juli 1969 setzte Neil Armstrong erstmals einen Fuß auf den Erdtrabanten. Jahrelang hatte die NASA die viertägige Reise geplant – und bereitet nun weitere Missionen vor.
Synthetische Kraftstoffe
Aus Wasser und Kohlendioxid lassen sich mit der Hitze gebündelten Sonnenlichts flüssige, klimaneutrale Treibstoffe erzeugen.
Erosion
Mit einer neuen Methode lässt sich der Einfluss von Haftkräften zwischen Staubkörnern auf Erosionseffekte im Detail analysieren.
Schallwellen
Ein überraschendes Phänomen – basierend auf Schallwellen – ermöglicht es, kleine Objekte kontrolliert zu bewegen und anzuordnen.
3D-Druck
Besondere Druckertinte aus Flüssigkristallen verleiht Objekten aus dem 3D-Drucker farbenfrohen Glanz.
Umweltbelastung
Kleine Roboter aus einem neuartigen Schichtmaterial absorbieren beim Schwimmen winzige Plastikteile.
Eine zusätzliche Schutzschicht ermöglicht es erstmals, mit Perowskitsolarzellen länger als fünf Jahre Solarstrom ohne große Verluste zu erzeugen.
Forscher haben eine wasserabweisende Haut aus lebenden Zellen gezüchtet, die sich passgenau um einen Roboter legt.
Bildgebungsverfahren
Im Interview erläutert Franz Pfeiffer, wie zwei neuartige Bildgebungsverfahren sichtbar machen, was auf gewöhnlichen Röntgenaufnahmen verborgen bleibt.
Photosynthese
Mittels Sonnenlicht erzeugen Cyanobakterien genug Strom, um einen Mikroprozessor zu betreiben.
Seismologie
Eine neue Methode, die kleine Änderungen der Schwerkraft detektiert, könnte schneller und genauer vor Tsunamis warnen.
Analysen von Mondgestein ergaben, dass sich Katalysatoren und damit Sauerstoff und Treibstoffe direkt auf dem Mond gewinnen lassen könnten.
Robotik
Mit gespannten Kohlefaserbögen beschleunigt ein 30 Gramm leichter Roboter auf bis zu 100 Kilometer pro Stunde und springt bis zu 30 Meter hoch.
In einem Experiment steuerten Forscher wenige Mikrometer kleine Drohnen mit winzigen Goldantennen mithilfe von Lasern durch eine Flüssigkeit.
Geophysik
In der 332. Folge erklärt Frank Flechtner, warum die Schwerkraft nicht überall auf dem Planeten gleich stark wirkt und was diese Variationen über unseren Planeten verraten.
Smarte Materialien
Mithilfe einer piezoelektrischen Faser stellten Materialforscher einen Stoff her, der Schallwellen in kleine Spannungspulse umwandelt und so hörbar macht.
Mithilfe einer neuen elektrostatischen Reinigungsmethode lassen sich Solarmodule von abschattenden Staubschichten befreien.
In der 331. Folge erklärt Michael Sterner, wie sich Energie speichern lässt und warum das für eine klimaneutrale Strom- und Wärmeversorgung wichtig ist.
Mit winzigen Partikeln lassen sich Schadstoffe aus verunreinigtem Wasser herausfiltern.
Kernfusion
Mithilfe von Lasern erzeugten Forscher erstmals ein Plasma, das sich selbst aufheizt – ein wichtiger Schritt, um Kernfusion nutzbar zu machen.
Neue Analysen zeigen, wie viel leiser Rotorblätter mit speziell aufgefächerten Hinterkanten sind.
In der 328. Folge berichtet Antonia Kesel, wie sich Forscher bei der Suche nach technischen Lösungen von der Natur inspirieren lassen.
Klimaforschung
Im Interview berichtet Christopher Irrgang, wie physikalische Klimamodelle künftig mit Künstlicher Intelligenz verschmelzen könnten.
In einem Nanomaterial entdeckten Forscher ein neues Phänomen, mit dem sich durch Licht erzeugte Ladungen mehrere Tage lang speichern lassen.
Akustik
Im Interview berichtet Johann Robertsson, wie sich Objekte in einem Raum in Echtzeit vortäuschen oder verbergen lassen.
Erstmals wurde ein Plasmaantrieb auf der Basis von Jod anstelle von teurem Xenon getestet, um Satelliten auf ihren Umlaufbahnen um die Erde zu halten.
Neue Computerchips mit Nanoröhrchen aus Kohlenstoff sind energiesparend und halten der schädlichen kosmischen Strahlung besser stand.
In der 326. Folge stellt Edgar Dörsam verschiedene Druckverfahren vor, mit denen sich Schicht für Schicht nahezu beliebige Gegenstände herstellen lassen.
Elektrischer Strom
Rudolf Gross und Christoph Utschick arbeiten daran, Strom kontaktlos zu übertragen. Im Interview berichten sie über ihren kürzlichen Forschungserfolg.
Schwärme winziger Propeller, die wie Pflanzensamen durch die Lüfte fliegen, könnten die Luftqualität über große Areale messen.
Energieerzeugung
Dank einer hauchdünnen Beschichtung erzeugen Holzdielen elektrischen Strom, sobald eine Person über sie läuft.
In der 324. Folge erklärt Detlef Stolten, wie Brennstoffzellen funktionieren und warum sie sich für vielfältige Anwendungen eignen.
Medizin
Ein neuer Prototyp spürt mithilfe von Ultraschallwellen verstopfte Blutgefäße in bis zu 14 Zentimeter Tiefe auf.
Windenergie
Simulationen zeigen, dass bodennahe Windbrecher die Stromerzeugung in Windparks steigern können.
Informationsverarbeitung
In der 323. Folge berichtet Hermann Kohlstedt, wie sich natürliche Netzwerke aus Nervenzellen mit elektronischen Bauelementen nachbilden lassen.
Manche Brillen färben sich im Sonnenlicht selbst ein. Das liegt an Molekülen oder Kristallen, die auf UV-Strahlung reagieren.
Materialwissenschaft
Hauchdünne Eisfasern lassen sich verbiegen und leiten Licht wie Glasfasern.
Maschinelles Lernen
In nur sechs Stunden entstand ein Grundriss für einen effizienten Prozessor. Möglich machte dies ein besonderer Algorithmus.
Neuronale Netze
In der 321. Folge berichtet Florian Marquardt, wie neuronale Netze im Gehirn arbeiten und wie sie sich im Computer nachbilden lassen.
Dank eines neuen Konzepts lassen sich Kurzschlüsse in leistungsfähigen Festkörperbatterien verhindern und so ihre Lebensdauer deutlich erhöhen.
Ein neues Minikraftwerk erzeugt mithilfe der Wassermoleküle in feuchter Luft hohe elektrische Spannungen – und eignet sich damit als mobile Stromquelle.
Zeitmessung
Mithilfe von Glasfaserkabeln und Laserlicht verglichen Forscher die Genauigkeit von verschiedenen Atomuhren mit einer Rekordpräzision.
Anders als in Kraftwerken, in denen man etwa Kohle oder Gas verbrennt, wird sich in Kernkraftwerken die bei der Spaltung von Atomkernen freiwerdende Energie zunutze gemacht.
Künstliche Intelligenz
Im Interview berichtet Gianaurelio Cuniberti, wie er und seine Kollegen einen Chip aus Silizium entwickelten, der lernen kann.
Werkstoffe
In der 318. Folge stellt Holger Böse unterschiedliche Werkstoffe vor, die eigenständig auf äußere Reize – wie etwa Licht oder Wärme – reagieren.
Ein bionischer Roboter nach dem Vorbild von Rochen hält sogar hohen Wasserdrücken von mehr als 100 Megapascal in der Tiefsee stand.
Mithilfe von bereits vorhandenen Glasfaserkabeln lassen sich selbst kleinste Bodenbewegungen am Meeresgrund nachweisen.
Lithium-Ionen-Akku
Winzige Nanostrukturen erleichtern den Einsatz von Siliziumanoden für leistungsstärkere Batterien.
Coronavirus
Im Interview berichtet Tina Pollmann, wie sich der Einfluss der Corona-Warn-App auf die Pandemie mit Methoden aus der Teilchenphysik untersuchen lässt.
In der 316. Folge erklärt Andreas Reuter, wie Windkraftanlagen funktionieren und welche Herausforderungen ihr Bau und Betrieb mit sich bringen.
Erderwärmung
Die globale Erwärmung hat auch Folgen für das künftige Potenzial von Wind-, Solar- und Wasserkraftwerken, wobei es regional starke Unterschiede geben dürfte.
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.
Ein neuer Ansatz macht es möglich, eine mechanische Bewegung mit einem Prozess aus der Welt der Quanten auszulösen.
Sport
Mit einem neuen High-Tech-Pflaster lässt sich sowohl die Menge als auch die Salzkonzentration von Schweiß in Echtzeit messen.
Nach dem Vorbild eines Nashornkäfers entwickelten Forscher eine kleine Roboterfliege, die Kollisionen standhalten kann.
Sensorfolie
Der menschliche Tastsinn lässt sich mit neuen Sensorfolien nachbilden, die hochempfindlich auf Wärme, Druck und Verformung reagieren.
Eine chemische Verbindung aus Wasserstoff, Kohlenstoff und Schwefel leitet den elektrischen Strom unter Hochdruck verlustfrei – und das erstmals bei Raumtemperatur.
Flatternde Plastikfolien erzeugen elektrischen Strom für Sensoren und mobile Elektronik – selbst bei sehr geringen Windgeschwindigkeiten.
Optische Kommunikation
In der 312. Folge erläutert Andreas Tünnermann, wie sich Daten mithilfe von Licht übermitteln lassen und welche technischen Herausforderungen damit verbunden sind.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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