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Quantencomputer nutzen Quanteneffekte, um bestimmte Probleme effizienter zu lösen. Dabei unterscheiden sie sich grundlegend von herkömmlichen Rechnern.
Universum
Wissenschaftler konnten Verzerrungen der Raumzeit nachweisen, die Einstein bereits vor hundert Jahren vorhersagte.
Verschmelzende Schwarze Löcher durch Gravitationswellen beobachtet – Welt der Physik sprach mit den beteiligten Forschern Bruce Allen und Harald Lück darüber, wie die Entdeckung abgelaufen ist.
Über fünfzig Jahre suchten Wissenschaftler nach Gravitationswellen. Am 11. Februar 2016 verkündeten Forscher, dass sie welche entdeckt hatten.
Verzerrungen der Raumzeit versprechen neue Erkenntnisse über den Kosmos. Allerdings ist ihre Beschreibung abstrakt und die Beobachtung schwierig.
Zum Start von LISA Pathfinder erzählt Roland Haas, warum die neuen Weltraumdetektoren fündig werden müssten – und was passiert, wenn nicht.
Physik hinter den Dingen
Öffnet man eine Champagner- oder Sektflasche, stört man ein thermodynamisches Gleichgewicht – mit bekannten Folgen.
Teilchen
In einem Bose-Einstein-Kondensat aus Rubidiumatomen trennten Physiker zwei überlagerte Wellenpakete einen halben Meter voneinander.
Mit dem AMS-02-Experiment an Bord der internationalen Raumstation untersuchen Wissenschaftler seit einigen Jahren die Eigenschaften der kosmischen Strahlung.
Der Physik-Nobelpreis 2015 wurde die Entdeckung der Neutrinooszillationen geehrt. Es ist bereits der vierte Nobelpreis für die Neutrinophysik in 30 Jahren.
Für gewöhnlich mindern Beschichtungen auf optischen Linsen unerwünschte Reflexionen. Doch man geht auch neue Wege – und imitiert beispielsweise den Bauplan von Mottenaugen.
Quantencomputer
In vielen Alltagsgegenständen machen wir uns Quanteneffekte bereits zunutze. Nun versuchen Physiker, diese gezielt zu steuern und so ganz neue Anwendungen zu ermöglichen.
Astronomen beenden ihre elfjährige Untersuchung von 24 Pulsaren ohne Ergebnis, wollen aber weitersuchen.
Ein genauer Blick auf die Bestandteile der Milch zeigt, wie dessen typische Farbe zustande kommt.
Neue Experimente entziehen bisherigen Annahmen über die Universumskomponenten teilweise die Grundlage.
Mond
Von der Erde aus ist die Rückseite des Mondes nie zu sehen. Verantwortlich dafür ist ein Effekt der Gezeitenkräfte, die von unserem Planeten ausgeübt werden.
Mit dem Experiment IceCube weisen Forscher nahezu masselose Elementarteilchen aus der Milchstraße und anderen Galaxien nach.
Kollision zwischen Protoerde und marsgroßem Himmelskörper hinterließ Spuren im Asteroidengürtel, die per Meteorit wieder zur Erde gelangten.
In der Kollision mehrerer Galaxien beobachten Astronomen eine Verteilung Dunkler Materie, die auf eine Selbstwechselwirkung hindeutet.
Untersuchung von 72 Zusammenstößen von Galaxienhaufen liefert Informationen über die mysteriösen Partikel der Dunklen Materie.
LHC-Experiment
Mit dem Fund des Higgs-Bosons sind nun alle Teilchen im Standardmodell der Teilchenphysik nachgewiesen. Es gilt also, neue Physik zu entdecken.
Ein neues Verfahren zeigt, dass sich die Rotation der Galaxis nicht allein mit der sichtbaren Materie erklären lässt.
Eine Erschütterung einer frisch geöffneten Bierflasche kann zu einer starken Schaumbildung und einem Überlaufen des Bieres führen. Dahinter stecken kleine implodierende Kohlendioxidblasen, deren Volumen explosionsartig anwächst.
Wer glaubt, allein die Temperatur bestimme die Farben einer Kerzenflamme, der irrt. Tatsächlich spielen auch andere physikalische und chemische Prozesse eine Rolle.
Heiß oder kalt? Das hängt von der durchschnittlichen Energie ab, mit der sich Teilchen in einem Gas, einer Flüssigkeit oder einem Festkörper bewegen.
Jüngste Ergebnisse des Weltraumexperiments AMS sind in guter Übereinstimmung mit Paarvernichtung exotischer Elementarteilchen.
Vom 3. bis 9. Juli findet in Valencia das größte internationale Treffen der Hochenergiephysik statt. Norbert Wermes von der Universität Bonn berichtet von dort über den Status des Higgs-Teilchens und die zukünftige Forschung am LHC.
Vor gut fünfzig Jahren schlugen Robert Brout, François Englert und Peter Higgs ein völlig neues Prinzip vor, um die Masse von Elementarteilchen zu erklären.
Am LHC haben Physiker den direkten Zerfall des Higgs-Teilchens in zwei Fermionen nachgewiesen – im Einklang mit dem Standardmodell der Teilchenphysik.
Wissenschaftler verbessern Genauigkeit der gemessenen Teilchenenergie – übereinstimmend mit Prognosen des Standardmodells.
Neu entdeckter Zusammenhang erlaubt Datierung der Kollision der Ur-Erde mit einem marsgroßen Himmelskörper.
Schwingungen der Raumzeit könnten Spuren in ultrakalten Gaswolken hinterlassen.
Damit geheime Botschaften auch wirklich geheim bleiben, können Sender und Empfänger ihre Nachricht verschlüsseln – beispielsweise mithilfe der Quantenkryptografie.
Pulsare sind die kompaktesten Körper im Universum. Das macht sie zu idealen Testkörpern für die Allgemeine Relativitätstheorie.
Leben
Extrem wasser- und blutabweisende Oberflächen erlauben vielfältige Anwendungen – von selbstreinigenden Solarzellen, die Licht besonders effizient sammeln, bis hin zu leistungsfähigeren Herz-Lungen-Maschinen.
Neutrino-Observatorium IceCube weist erstmals hochenergetische Neutrinos aus den Tiefen des Alls nach.
Er wurde als Jahrhundertkomet angekündigt – doch bislang bleibt der Schweifstern weit hinter den Erwartungen zurück.
Bei der Verschmelzung Schwarzer Löcher sollten eigentlich Gravitationswellen entstehen. Doch diese lassen sich bislang nicht aufspüren.
Preis geht an Francois Englert und Peter Higgs für die Entwicklung des Higgs-Mechanismus.
Symmetrie
Kolloide sind im Alltag allgegenwärtig. Forscher untersuchen, wie sich die kleinen Teilchen zu symmetrischen Strukturen zusammensetzen und wie äußere Bedingungen die Geometrie dieser Strukturen bestimmen.
Symmetrien
Symmetrien bilden das Grundgerüst, auf dem viele physikalische Theorien beruhen. Das Standardmodell der Elementarteilchen ist dabei in seinem Kern symmetrisch aufgebaut.
Ein direkter Nachweis der Dunklen Materie steht bis heute aus. Mit Experimenten wie CRESST und XENON100 wollen Forscher das kosmische Rätsel lösen.
Die sogenannte Eichsymmetrie spielt eine tragende Rolle im Standardmodell. Wissenschaftsphilosophen fragen sich, ob sie wirklich eine Eigenschaft der Natur ist oder vielleicht nur in unseren Gleichungen existiert.
Welt der Physik sprach mit dem Physiker von der RWTH Aachen, der gemeinsam mit anderen Wissenschaftlern die Umwandlung von Myon-Neutrinos in Elektron-Neutrinos nachweisen konnte.
In Treibhäusern lassen sich selbst im Winter noch Tomaten ziehen. Möglich wird das vor allem durch die Unterdrückung der thermischen Konvektion.
Erste Ergebnisse des Teilchendetektors AMS an der Internationalen Raumstation bestätigen Antiteilchenüberschuss – eine Erklärung liefern sie aber noch nicht.
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.
Ionenfalle
Für ihre Experimente an einzelnen Quantenteilchen erhielten David Wineland und Serge Haroche den Physik-Nobelpreis 2012.
Ultraschall besteht aus Schallwellen, die für den Menschen nicht hörbar sind. In der Tumorvorsorge und bei anderen Untersuchungen nimmt Ultraschall eine wichtige Rolle ein.
Entdeckung des neuen Teilchens macht es extrem unwahrscheinlich, dass eine vierte Generation von elementaren Materieteilchen existiert.
Verschmelzen supermassereiche Schwarze Löcher, beeinflussen sie damit die Ankunftszeit von Radiopulsen auf der Erde.
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?
Modifizierte Newtonsche Dynamik erklärt Rotation elliptischer Galaxien – ohne die Annahme unbekannter Teilchen.
Selbstlernender Algorithmus beschreibt die Dynamik und Strukturentstehung der Galaxien im heutigen Universum.
Forscherstreit geht in die nächste Runde – Sternbewegungen deuten auf mehr Dunkle Materie als vermutet.
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.
Neues Teilchen bei 125 GeV in ATLAS und CMS gefunden.
Die Verteilung von Satellitengalaxien und Sternströmen in der Galaxis widerspricht dem kosmologischen Standardmodell.
Forscher finden in der Nähe der Sonne viel weniger Dunkle Materie als angenommen – Erwartungen aus dem Standardmodell der Kosmologie werden damit nicht erfüllt.
Sensoren des Experiments IceCube am Südpol finden keinen Zusammenhang zwischen Neutrinos aus dem All und Gammastrahlungsausbrüchen.
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.
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?
Im Zentrum von Abell 520 gibt es kaum Galaxien – aber sehr viel Dunkle Materie.
Ist die Erde der einzige lebensfreundliche Planet im Sonnensystem? Und kann es auf Planeten bei anderen Sternen Leben geben?
Auf offenem Meer folgen die Wellen immer der Windrichtung. An der Küste beobachtet man aber Wellen, die parallel zum Ufer laufen. Warum?
Zwar scheint der Kosmos voll von strahlenden Sternen und leuchtenden Gaswolken zu sein. Doch der Eindruck trügt.
Bis heute ist unklar, wie die kompakten Objekte genau aussehen. Durch den Nachweis von Gravitationswellen könnten die Theoretiker Ihre Modelle testen.
Nach gängiger Theorie entstand das Universum vor etwa 14 Milliarden Jahren aus dem Urknall. Doch wie hat es sich bis heute entwickelt und wie sieht die Zukunft aus?
Stauseen, Gezeitenströmungen und Flussläufe sind die effizientesten Möglichkeiten um Strom aus Wasserkraft zu erzeugen.
In den letzten Jahrzehnten gelangen Ingenieuren große Fortschritte beim Bau von Windkraftanlagen, sodass Windräder an Land bereits Leistungen von sechs Megawatt liefern.
Erneuerbare Energien
Um Sonnenlicht in elektrischen Strom umzuwandeln, gibt es im Wesentlichen zwei verschiedene Wege: Photovoltaik und Solarthermie.
Unter der Erdoberfläche herrschen zum Teil sehr große Temperaturen. Damit verbunden sind enorme Mengen an Wärme, die in Gesteins- und Erdschichten sowie unterirdische Wasserreservoirs gespeichert sind.
Die Biomasse ist die älteste Energiequelle, die von den Menschen verwendet wird. Sie ist seit Jahrtausenden zum Heizen und Kochen in Gebrauch und war damit eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Entwicklung unserer Zivilisation.
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.
CMS-Kollaboration am LHC veröffentlicht erste Ergebnisse: Vierte Generation von Elementarteilchen scheint unwahrscheinlich.
Auch wenn die Sandmuster den Seegang des Meeres widerspiegeln, ist ihre Entstehung doch einem gänzlich anderen physikalischen Prinzip geschuldet.
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.
Das Rauschen des Meeres wird von den meisten Menschen als angenehm empfunden. Aber was erzeugt diese Schallwellen?
Ein Experiment für den nächsten Kaffeeklatsch: Der Klang, den ein Löffel an einer Tasse erzeugt, verändert sich, wenn ein Cappuccino gut umgerührt ist.
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.
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?
Wer eine Sternschnuppe sieht, darf sich etwas wünschen – sagt der Volksmund. Was aber sind Sternschnuppen?
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.
Im Oktober und November geht es los: Die Herbststürme brausen übers Land. Warum aber lebt das stürmische Wetter so plötzlich auf?
Heute wissen wir, dass die Sonne nur ein Stern der Milchstraße ist – und die Milchstraße wiederum nur eine von unzähligen Galaxien im Universum. Doch wo ist das Zentrum von alledem?
Romantik und Anmut strahlt ein Sonnenuntergang aus, doch dieses Spektakel dauert nicht viel länger als zwei bis drei Minuten. Doch wie lang genau?
Schon mit einem kleinen Hobby-Fernrohr ist er zu erkennen: Der Große Rote Fleck in der Atmosphäre des Planeten Jupiter. Wie entsteht so ein gigantischer Sturm?
Müsste die Bewegung der Himmelskörper nicht ständig durch eine Kraft angetrieben werden, damit sie nicht zum Stillstand kommen?
Aus der Teilchenphysik könnten Antworten auf Fragen zur Dunklen Materie und Dunklen Energie kommen.
Wenn sich eine große Molekülwolke unter ihrer eigenen Schwerkraft langsam zusammenzieht, bilden sich daraus schließlich auch Sterne.
Um den schwachen Schein der Milchstraße zu sehen, müssen wir uns an einen dunklen Ort fernab der Stadtbeleuchtung begeben. Was aber ist die Milchstraße?
Am Nachthimmel erscheinen uns die Sterne als winzige Lichtpünktchen. Doch das liegt nur an ihren großen Entfernungen: In Wahrheit sind Sterne riesige Kugeln.
Sternbilder dienen nur unserer Orientierung am Himmel – sie bilden keine echte, physikalische Einheit. Deshalb lässt sich für ein Sternbild keine einheitliche Entfernung angeben.
Die Strahlung der Sonne liefert die Energie für das Wettergeschehen auf der Erde. Da liegt die Vermutung nahe, dass Variationen der Sonnenstrahlung auch zu Klimaänderungen führen können.
Was sind schon Diamanten gegen einen echten Stern am Himmel, was kann es Schöneres geben, als einen einzigartigen Stern zu verschenken?
Betrachten wir das Weltall als absolutes Vakuum, dann hat es gar keine Temperatur. Denn in einem absoluten Vakuum ist die Temperatur gar nicht definiert. Oder doch?
Die intensive Strahlung der Sonne kann das Augenlicht in Sekundenschnelle schädigen – bei der Beobachtung ist also Vorsicht geboten.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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