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Raumfahrt
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.
Forschung – gefördert vom BMBF
Mit dem Experiment COMPASS am CERN untersuchen Wissenschaftler die innere Struktur von Neutronen sowie Protonen – und machen Jagd auf neue Teilchen.
Universum
Ein direkter Nachweis der Dunklen Materie steht bis heute aus. Mit Experimenten wie CRESST und XENON100 wollen Forscher das kosmische Rätsel lösen.
Dunkle Materie
XENON1T ist der weltweit empfindlichste Detektor für die direkte Suche nach Dunkler Materie, wie die Daten der ersten dreißig Messtage zeigen.
Physik hinter den Dingen
Ein genauer Blick auf unser Wärmeempfinden zeigt, dass sich unsere Haut keineswegs als Thermometer eignet.
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.
Mit dem Experiment NA62 am CERN suchen Wissenschaftler nach Hinweisen auf eine Physik, die von der gängigen Theorie bisher nicht erfasst wird.
Jeder kennt das Mondgesicht, das die dunklen Flecken auf dem sonst hellgrauen Vollmond zeichnen. Was aber sind diese Flecken? Woraus bestehen sie? Wie sind sie entstanden?
Wenn Wassertröpfchen in den Wolken gefrieren, entstehen winzige Eiskristalle. Diese können zu stattlichen Schneeflocken heranwachsen – wenn die richtigen Bedingungen herrschen.
Am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt haben Wissenschaftler das neuartige Protonenmikroskop PRIOR entwickelt.
Welt der Physik
Wer nach seinem Physikstudium in den Wissenschaftsjournalismus einsteigen möchte, kann ein Praktikum in der Redaktion von Welt der Physik machen.
Gesundheit
Bewegung hält unsere Gelenke geschmeidig. Welche Physik dahinter steckt und wie dieses Wissen Mensch und Technik helfen könnte, erzählt Markus Valtiner im Interview.
Technik
Die Energie der Sonne ist nahezu immer und überall verfügbar. Seit Jahrtausenden nutzen wir ihre Wärmestrahlung und ihr Licht.
Leben
Aus der modernen Medizin ist die Physik nicht wegzudenken, sowohl in der Diagnose als auch in der Therapie von Patientinnen und Patienten.
Jahresrückblicke
Auch dieses Jahr gingen Physiker kleinen und großen Rätseln unseres Universums auf den Grund – hier blicken wir auf die Highlights eines spannenden Jahres zurück.
Teilchenbeschleuniger
Wie Teilchenbeschleuniger in Zukunft nachhaltiger werden können, erzählt Norbert Pietralla im Interview mit Welt der Physik.
Plasmaphysik
Mit Wendelstein 7-X erforschen Physiker ein mögliches Konzept für zukünftige Fusionskraftwerke. Seit der Inbetriebnahme im Jahr 2015 stellten sie bereits etliche Rekorde auf.
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.
Materialforschung
Im Interview erklärt Natalia Dubrovinskaia, wie unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen neue Materialien mit besonderen Eigenschaften entstehen.
Teilchen
Um hochfrequente Schwingungen zu messen, nutzen Forscher ein ganz spezielles Lineal – den sogenannten Frequenzkamm.
PETRA III
Im Interview erzählt Christian Gutt, was Röntgenlicht über das Kochen von Eiern verrät – und was das mit Alzheimer zu tun hat.
Um die Wirkweise von bestimmten Viren besser zu verstehen, untersuchen Forscher diese mit dem weltweit stärksten Röntgenlaser – dem European XFEL.
Vor 4,5 Milliarden Jahren führte eine riesige Kollision zur Entstehung des Mondes.
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.
Symmetrie
Fraktal heißen Objekte, bei denen das Ganze seinen Bestandteilen ähnelt: Darunter fallen Bäume und Kristalle, aber auch Ansammlungen von Galaxienhaufen.
Schon kurz nach ihrer Entdeckung wurde die Röntgenstrahlung in der Medizin genutzt. Heute leistet sie außerdem für Archäologie und Kunst wertvolle Dienste.
Müsste die Bewegung der Himmelskörper nicht ständig durch eine Kraft angetrieben werden, damit sie nicht zum Stillstand kommen?
Romantik und Anmut strahlt ein Sonnenuntergang aus, doch dieses Spektakel dauert nicht viel länger als zwei bis drei Minuten. Doch wie lang genau?
Gammastrahlung bildet das kurzwellige Ende des elektromagnetischen Spektrums. Ihre Wellen haben die höchsten Frequenzen und die höchsten Energien.
Die starke Bündelung des Laserstrahls, kombiniert mit seiner hohen Lichtintensität, eröffnet ihm überall dort Anwendungsgebiete, wo man masselose Lineale braucht.
Fallturm
Im Interview erzählt Christoph Lotz, wie sich mit Antriebstechnik aus dem Achterbahnbau ein Fallturm bauen lässt.
Elektromagnetische Strahlung
Infrarotstrahlung können wir nicht sehen, wohl aber als Wärme spüren. Ihre Anwendungen reichen von Raumheizung über Wärmebildkameras bis hin zur Infrarotastronomie.
Die Anwendungen von Mikrowellen sind vielfältig: Aufwärmen von Fertiggerichten, Radar, Satellitenfernsehen sowie Beschleunigen von Elektronen in Röntgenlasern.
Am unteren Ende des elektromagnetischen Spektrums liegen die Radiowellen. Sie werden zur Informationsübertragung genutzt.
An das energiereiche Ende des sichtbaren Lichts grenzt die Ultraviolettstrahlung. Sie ist dafür verantwortlich, dass wir in der Sonne braun werden oder T-Shirts im Discolicht leuchten.
Das Licht, das wir sehen können, ist nur ein kleiner Teil des sogenannten elektromagnetischen Spektrums.
Heiß oder kalt? Das hängt von der durchschnittlichen Energie ab, mit der sich Teilchen in einem Gas, einer Flüssigkeit oder einem Festkörper bewegen.
IceCube
Im Interview berichtet Elisa Resconi, wie sich erstmals eine Neutrinoquelle in unserer direkten kosmischen Nachbarschaft aufspüren ließ.
Im Interview erzählt Klaus Helbing, wie mit dem IceCube-Observatorium erstmals hochenergetische Neutrinos aus der Milchstraße entdeckt wurden.
Sterne
Die Milchstraße setzt sich aus mehr als hundert Milliarden Sternen zusammen – einer davon ist unsere Sonne.
Erdkruste
Im Interview erzählt Max Moorkamp, wie sich mit einer Methode aus der Medizin die Erdkruste viel genauer als bislang untersuchen lässt.
Klimaforschung
Im Interview erklärt Mahyar Mohtadi, wie der Westpazifik den Monsun reguliert und was sich in Zukunft ändern wird.
Jenny Feige
Im Interview und auf der Bühne erzählt Jenny Feige, wie sie in Tiefsee und Wüste mehr über die Geschichte unseres Sonnensystems erfährt.
IPCC-Bericht
Im Interview mit Welt der Physik berichtet Veronika Eyring über die Fortschritte der Klimaforschung und die Folgen der Treibhausgasemissionen.
Erde
Durch den Ausstoß von Spurengasen wie Kohlendioxid und Methan erwärmen die Menschen die Atmosphäre jetzt zusätzlich. Weil diese Gase langwellige Strahlung aufnehmen, steigt die Temperatur in Bodennähe.
Wasserdampf spielt im Klima eine wesentliche Rolle. Das liegt nicht allein an den Wolken. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Und dies wiederum führt zu einer positiven Rückkopplung von Temperaturänderungen.
Tagsüber erscheint der wolkenlose Himmel blau, abends jedoch orange bis rot. Das Geheimnis dahinter liegt in der Art, wie das Sonnenlicht in der Atmosphäre gestreut wird.
Im Interview berichtet André Butz, wie Trockengebiete die CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre über Australien beeinflussen und welcher Prozess dabei eine ungeahnte Rolle spielt.
Mit der C-14-Methode – auch Radiokohlenstoffdatierung oder Radiokarbonmethode genannt – bestimmen nicht nur Archäologen das Alter von Funden.
Die Ozonschicht schützt uns vor gefährlichen UV-Strahlen. Doch industrielle Abgase lassen sie Jahr für Jahr dünner werden.
Die Meteorologie ist die Naturwissenschaft von der Erdatmosphäre. Im engeren Sinne ist sie die Physik und die Chemie der Atmosphäre.
Wer eine Sternschnuppe sieht, darf sich etwas wünschen – sagt der Volksmund. Was aber sind Sternschnuppen?
Wie verändert sich das Klima der Erde? Das ist nicht die einzige Frage, die Meteorologen und Ozeanographen beschäftigt. Viele Vorgänge in der Atmosphäre und im Meer sind noch nicht detailliert geklärt.
Erneuerbare Energien
Im Interview berichtet Holger Dau, wie neue Erkenntnisse zur Photosynthese die nachhaltige Brennstoffproduktion vorantreiben könnten.
Erwärmt sich das Wasser vor der Küste Perus, dann ist „El Niño“ wieder da. In der Folge gibt es heftige Witterungsschwankungen rings um den Pazifik.
In arktischen Permafrostböden sind Schadstoffe aus der Industrie eingefroren. Wie der Klimawandel sie zutage fördert, erklärt Moritz Langer im Interview.
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.
Die Materie im Weltall scheint auf großen Skalen gleichmäßig verteilt zu sein, ohne dabei einen Punkt auszuzeichnen.
Quantenkryptographie
Im Interview berichtet Philip Walter, wie sich in Zukunft digitale Zahlungen mithilfe von Quantentechnik schützen lassen.
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.
Himmelsbeobachtung
In der Nacht vom 27. auf den 28. Juli fand die längste totale Mondfinsternis dieses Jahrhunderts statt. Hier erklären wir, was sich dabei am Himmel abspielt.
Quantengravitation
Im Interview berichtet Sabine Hossenfelder von der Suche nach einer Theorie, die sowohl Effekte der Quantenphysik als auch der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreibt.
Phänomene der Thermodynamik
Entropie begrenzt die Umwandlung von thermischer Energie in mechanische Energie. Dadurch sorgt sie für Irreversibilität.
Quantenphysik
Im Interview berichtet Caslav Brukner, wie sich mit Gedankenexperimenten wie etwa Schrödingers Katze die Gesetze der Quantenphysik erforschen lassen.
Am Ende eines Jahres blicken wir noch einmal auf die physikalischen Highlights der vergangenen zwölf Monate zurück.
Kosmologie
Rund achtzig Prozent der Materie im Universum bestehen offenbar aus einem unsichtbaren und bislang unbekannten Stoff: Der rätselhaften Dunklen Materie.
Jörg Rossbach über die Erzeugung hochintensiver und zugleich ultrakurzer Röntgenpulse in einem Freie-Elektronen-Laser.
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.
Herbstzeit ist Nebelzeit. Damit der Wasserdampf in der Luft zu Tröpfchen kondensiert, muss sich die Luft abkühlen oder die Feuchte zunehmen.
Wenn in der Ferne eine flimmernde Wasserfläche auftaucht, sollte man seinen Augen nicht unbedingt trauen – vielleicht handelt es sich um eine Luftspiegelung.
Pflanzenschutzmittel tauchen sowohl in Boden und Grundwasser auf als auch in weit entfernten Regionen in Luft, Regen oder Nebel. Jülicher Forscher können ihre Ausbreitung simulieren.
Licht
Im Interview berichtet Johannes Zirkelbach, wie es ihm und seinen Kollegen gelang, den Schatten von winzigen Goldteilchen abzuschwächen.
Highlights der Physik
Das Wissenschaftsfestival „Highlights der Physik“ 2009 veranstaltet in Köln eine interaktive Ausstellung, Live-Experimente, Vorträge, einen Schülerwettbewerb sowie Show und Comedy.
In Erinnerung an Max Planck, den genialen Denker und Begründer der Quantenphysik, dessen 150. Geburtstag dieses Jahr gefeiert wird, heißt das Motto „Quantensprünge“.
Ob nun auf einer CD-ROM Musik, Videos oder Computerprogramme gespeichert sind – ein Laserstrahl entlockt den bunt schillernden Scheiben ihre Daten; das Phänomen der Interferenz hilft dabei.
Laser
Atome können Licht aussenden – beispielsweise immer dann, wenn sie durch Stöße oder Licht mit zusätzlicher Energie versorgt wurden.
Im Mittelpunkt der Highlights der Physik 2013 stehen Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik. Das Festival ist vom 17. bis 21. September in Wuppertal zu Gast.
Im Mittelpunkt der Highlights der Physik 2012 stehen Materialforschung und High-Tech-Werkstoffe. Das Festival ist vom 18. bis 22. September in Göttingen zu Gast.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert zahlreiche Projekte der physikalischen Grundlagenforschung. Wir stellen einige davon vor.
Vom 22. bis 26. Juni 2004 herrschte beim „Spiel der Kräfte“ auf dem Stuttgarter Schlossplatz großes physikalisches Treiben.
„Die Welt hinter den Dingen“ konnten Kinder, Jugendliche und Erwachsene auf einer öffentlichen Wissenschaftsschau vom 8. bis 12. Juli 2002 in Duisburg entdecken.
Durch neue technische Entwicklungen steigen die Wirkungsgrade von Solarzellen, während die Produktionskosten weiter sinken.
Das Jahr neigt sich dem Ende entgegen – höchste Zeit, noch einmal auf einige der physikalischen Ereignisse in 2015 zurückzublicken.
Der erste direkte Nachweis von Gravitationswellen, ein überraschender Physiknobelpreis und eine Bruchlandung auf dem Mars – auch 2016 wurde es nicht langweilig.
Mit dem Rahmenprogramm „Erforschung von Universum und Materie“ unterstützt das Bundesforschungsministerium exzellente Grundlagenforschung in und aus Deutschland.
Materie
Glas begegnet uns jeden Tag in den verschiedensten Formen. Und obwohl das durchsichtige Material schon seit vielen Jahrhunderten zum Einsatz kommt, steht es noch immer im Fokus physikalischer Forschung.
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?
Weltweit streben Physiker nach immer genaueren Uhren – ob für die Navigation per Satellit oder die Überprüfung fundamentaler Naturgesetze.
Maschinelles Lernen
Im Interview beschreibt Torsten Enßlin eine mathematische Methode, die aus lückenhaften Messdaten detaillierte Bilder erzeugt.
Mit der Digitalisierung von Großforschungsanlagen werden Entwicklungen zu neuen Lösungen und Erkenntnissen maßgeblich vorangebracht.
Mit dem Projekt „Black Hole Cam“ möchten Astronomen erstmals das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße abbilden.
Gewaltige Gaswolken beginnen irgendwann sich zu drehen, und bilden schließlich Tausende von Sternen. Soweit das grobe Bild – die Details aber bleiben rätselhaft.
Galaxien sind die größten gebundenen Sternsysteme im Universum. Form und Farbe verraten viel über ihr Alter und ihre Entwicklungsgeschichte.
Galaxienentwicklung
Etliche Zwerggalaxien rund um die 13 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie Centaurus A bewegen sich offenbar in einer Ebene – und damit anders als erwartet.
Der Physik-Nobelpreis 2015 wurde die Entdeckung der Neutrinooszillationen geehrt. Es ist bereits der vierte Nobelpreis für die Neutrinophysik in 30 Jahren.
Wozu brauchen wir Energie? Im täglichen Leben wird die Energie genutzt, um sehr viele unterschiedliche Dienstleistungen zur Verfügung zu stellen.
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.
Ein wachsender Anteil von erneuerbaren Energieträgern zeigt in den letzten Jahren beachtliche Ergebnisse, den Strom mit deutlich geringeren Emissionen von Kohlendioxid zu erzeugen.
Als Startpunkt der Energieforschung in Deutschland gilt das „Atomprogramm“ vom 09.12.1957. Der politische Startpunkt für das Programm geht zurück auf das Jahr 1955.
Geophysik
Um bevorstehende Vulkanausbrüche vorhersagen und so rechtzeitig warnen zu können, haben Geophysikerinnen und Geophysiker inzwischen verschiedene Frühwarnzeichen ausgemacht.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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