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Unser Stromnetz weist vier Spannungsebenen auf, die mit Wechselstrom betrieben werden und durch Transformatoren miteinander verbunden sind.
Speicherkraftwerke sind Wasserkraftwerke, welche mit Niederschlagswasser und gegebenenfalls Schmelzwasser gespeist werden.
Bei den Uranressourcen unterscheidet man zwischen relativ günstig gewinnbaren Reserven, Vorkommen mit höheren Gewinnungskosten und Vorkommen, die nicht nachgewiesen, aber sehr wahrscheinlich vorhanden sind.
Die Kraft des Wassers wird seit Jahrhunderten von Menschen genutzt, um Mechaniken anzutreiben oder um Strom zu erzeugen. Aber wie effizient ist die Energie des Wassers nutzbar?
Laufwasserkraftwerke sind Wasserkraftwerke an Bächen und Flüssen mit relativ niedrigen Stauhöhen bis maximal 15 Metern zwischen Wasserspiegel und Turbineneinlauf.
Die Speicherung elektrischer Energie erfolgt nicht direkt, sondern im Regelfall auf indirekte Weise. Eine Übersicht über aktuelle Möglichkeiten.
Die Energie der Sonne ist nahezu immer und überall verfügbar. Seit Jahrtausenden nutzen wir ihre Wärmestrahlung und ihr Licht.
Physik hinter den Dingen
Aus unseren Steckdosen kommt Wechselstrom, durch Hochspannungsleitungen fließt künftig dagegen wohl vor allem Gleichstrom.
Die Energievorräte an Stein- und Braunkohle übertreffen diejenigen von Öl und Gas um mehr als das Vierfache, weshalb Kohle als Primärenergiequelle noch länger zur Verfügung stehen wird.
Rotor, Turm und Getriebe: Diese Schlüsselbauteile bestimmen über die Leistungsfähigkeit einer Windkraftanlage.
Forschung – gefördert vom BMBF
Mit dem Experiment NA62 am CERN suchen Wissenschaftler nach Hinweisen auf eine Physik, die von der gängigen Theorie bisher nicht erfasst wird.
Der Endenergiesektor ist in vier Bereiche eingeteilt: Haushalte, Industrie und Verkehr sowie der Bereich Gewerbe, Handel, Dienstleistungen. Unsere Zahlen zeigen, welche Energieträger dort jeweils genutzt werden.
Die größte Menge an Kohlendioxid produzieren in Deutschland die fossilen Kraftwerke, doch es gibt Einsparmöglichkeiten und Potenziale für erneuerbare Energien.
Im Jahr 2016 waren in Deutschland 15 Anlagen an 13 Standorten in Betrieb mit einer Gesamtproduktion von etwas mehr als 102 Millionen Tonnen pro Jahr.
Die Ursprünge der bundesstaatlichen, in Programmen organisierten Energieforschung gehen auf die vier Atomprogramme der Bundesrepublik Deutschland von der zweiten Hälfte der 1950er Jahre bis 1976 zurück.
Der weltweite Transport von Rohöl erfolgt über Pipelines und durch Tanker, wobei der Tankertransport deutlich überwiegt.
Nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe sind die Vorkommen an Erdgas vergleichbar mit den Reserven an Erdöl.
Wozu brauchen wir Energie? Im täglichen Leben wird die Energie genutzt, um sehr viele unterschiedliche Dienstleistungen zur Verfügung zu stellen.
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.
Podcast
Schwerpunkt: Sami Solanki vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen erklärt, welche Physik auf dem uns nächsten Stern abläuft || Nachrichten: Die schnellsten Strudel der Welt | Wie rutschende Sandhänge zur Falle werden | Mond…
Eis kann zahlreiche exotische Formen annehmen – nicht nur in Hochdrucklaboren, sondern auch in Diamanten oder auf Kometen.
Thomas Herrmannsdörfer vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf über Phänomene rund um den Magnetismus, wie magnetische Monopole, Skyrmionen und Supraleiter || Nachrichten: Masse des Protons neu vermessen | Wie viele ungebundene Planeten gibt es? |…
Im Rahmen des Röntgen-Ångström-Clusters entwickeln zwei Forschergruppen umweltfreundliche und kostengünstige Katalyseprozesse.
Schwerpunkt: Stefan Gillessen vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching über den zentralen Bereich unserer Galaxie, in dem sich unter anderem ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet || Nachrichten: Neues Teilchen am LHC…
Mit dem Rahmenprogramm „Erforschung von Universum und Materie“ unterstützt das Bundesforschungsministerium exzellente Grundlagenforschung in und aus Deutschland.
Schwerpunkt: Ansgar Reiners von der Universität Göttingen erklärt, wie sich Planeten außerhalb unseres Sonnensystems aufspüren lassen und was man bisher über diese fernen Welten weiß || Nachrichten: Ozonloch schließt sich langsamer als bisher…
Mit den beiden Experimenten CRESST und XENON wollen Forscher bislang hypothetische Teilchen der Dunklen Materie aufspüren.
Teilchen
Durch ultraschnelle Lichtblitze haben Forscher die quantenmechanischen Eigenschaften eines freien Elektrons vollständig bestimmt.
Eric Lutz von der Universität Erlangen-Nürnberg erklärt, was hinter dem Begriff „Entropie“ steckt und welche Konsequenzen diese physikalische Größe für unseren Alltag hat || Nachrichten: Nanophotonischer Prozessor erkennt Vokale | Material imitiert…
Auch hierzulande können Eisbrocken vom Himmel fallen, die so groß wie Golfbälle sind. Für solche Hagelkörner ist ein starker, beständiger Aufwind nötig.
Schwerpunkt: Thorsten Pöschel von der Universität Erlangen über Sand, Müsli und andere Stoffe, die aus unzähligen kleinen, festen Partikeln bestehen – und sich als Ganzes wie ein Festkörper, eine Flüssigkeit oder sogar wie ein Gas verhalten können ||…
Highlights der Physik
Vom 18. bis 23. September 2017 dreht sich in Münster alles um Musterbildung und Gestaltwandlung in der Natur.
Schwerpunkt: Stefan Hilbert von der Ludwig-Maximilians-Universität in München über die Messung der Hubble-Konstante, deren Wert beschreibt, wie schnell sich das Universum ausdehnt || Nachrichten: Mögliche Spuren von Dunkler Materie entdeckt |…
Dunkle Materie
XENON1T ist der weltweit empfindlichste Detektor für die direkte Suche nach Dunkler Materie, wie die Daten der ersten dreißig Messtage zeigen.
In der kosmischen Strahlung haben Forscher nach Spuren von Dunkler Materie gesucht – und möglicherweise welche gefunden.
Ionenfalle
Physiker haben erstmals die quantenmechanischen Zustände von geladenen Molekülen kontrolliert verändert und gemessen.
Der Speicherring CRYRING ging als erste Anlage am Beschleunigerkomplex FAIR in Betrieb. Schon bald soll er neue Erkenntnisse für die Atom- und Kernphysik liefern.
Schwerpunkt: Monika Rhein von der Universität Bremen über die Rolle von Meeresströmungen – wie dem Golfstrom – im Klimasystem || Nachrichten: Pause der Erderwärmung ist Definitionssache | Heliosphäre ohne Schweif | Neustart des Teilchenbeschleunigers…
In den Ozeanen ist das Wasser salzig – in Seen und Flüssen enthält es meist nur sehr wenig Salz. Die Ursache liegt in Quellen und Senken von Meersalz.
Schwerpunkt: Matthias Schott von der Universität Mainz über Experimente, in denen zwei Lichtteilchen miteinander wechselwirken – ein extrem seltenes Ereignis || Nachrichten: Supererde in lebensfreundlicher Zone entdeckt | Trinkwasser aus trockener…
Nur in extrem seltenen Fällen können Lichtteilchen miteinander kollidieren. Wissenschaftler haben dieses Phänomen kürzlich erstmals beobachtet.
Verschränkung
Forscher erzeugten drei verschränkte Photonen und untersuchten deren Eigenschaften, die eine wichtige Rolle in quantenmechanischen Anwendungen spielen.
Um dynamische Prozesse in Materialproben zu beobachten, wenden Forscher am FLASH-Beschleuniger in Hamburg einen einfachen Trick an.
Erde
Die Ozonschicht schützt uns vor gefährlichen UV-Strahlen. Doch industrielle Abgase lassen sie Jahr für Jahr dünner werden.
Schwerpunkt: Markus Rex vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Potsdam über die Ozonschicht, die uns vor energiereicher Sonnenstrahlung schützt und eine wichtige Rolle im Klimasystem der Erde spielt || Nachrichten: Mit heißen…
In Experimenten konnten Physiker zeigen, dass manche Atomkerne spontan ihre Form ändern. Im Podcast erklärt Norbert Pietralla, wie das möglich ist.
Schwerpunkt: Norbert Pietralla von der Technischen Universität Darmstadt über Atomkerne, die spontan ihre Form ändern || Nachrichten: Lawine verursacht Staubausbruch auf Kometen | Dunkle Materie im frühen Universum | Siliziumsolarzelle mit…
Schwerpunkt: Rainer Beck vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn über Magnetfelder, die sich fernab von Planeten und Sternen über ganze Galaxien erstrecken || Nachrichten: Teilchenwinde um Schwarze Löcher erstaunlich ähnlich |…
Universum
Unsichtbar und doch allgegenwärtig erstrecken sich kosmische Magnetfelder über Galaxien und prägen deren Entwicklung.
Neue Physik, Dunkle Materie, Higgs-Teilchen – das alles soll der Teilchendetektor ATLAS entdecken. Dafür will ihn der neue Sprecher Karl Jakobs fit machen.
Schwerpunkt: Martin Meschede von der Universität Greifswald über die Bewegung der tektonischen Platten auf der Erde – und deren Folgen, wie Erdbeben und Vulkanausbrüche || Nachrichten: Komplexe organische Moleküle auf Ceres | Sieben Exoplaneten um…
Das „virtuelle Observatorium” soll Forschern und interessierter Öffentlichkeit den Zugriff auf riesige Datensätze aus Astronomie und Astrophysik erlauben.
Schwerpunkt: Dieter Meschede von der Universität Bonn über einen wichtigen Baustein für die Quantenkommunikation, um Informationen auch über große Strecken austauschen zu können || Nachrichten: Was die Milchstraße bewegt | Pulsare verraten Schwarzes…
Wissenschaftler stellen einen neuen Bauplan für einen universellen Quantencomputer vor, der sich beliebig skalieren ließe.
Schwerpunkt: Uwe Siegner von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig über die Einheit der elektrischen Stromstärke, die voraussichtlich 2018 neu definiert werden soll || Nachrichten: Roboter erkunden Meeresströmungen |…
Um die magnetischen Eigenschaften von Nanoteilchen zu untersuchen, fangen Wissenschaftler sie bei der Photonenquelle BESSY II mit einer Ionenfalle ein.
Lithiumionen-Akkus versorgen elektrische Geräte zuverlässig mit Strom. Gefährlich wird es, wenn sich in ihrem Inneren metallisches Lithium bildet.
Schwerpunkt: Wilhelm Kley von der Universität Tübingen über die Prozesse, die aus riesigen Gas- und Staubscheiben um junge Sterne geordnete Planetensysteme entstehen lassen || Nachrichten: Alternatives Szenario für Mondentstehung | Radioblitz…
Jahresrückblicke
Der erste direkte Nachweis von Gravitationswellen, ein überraschender Physiknobelpreis und eine Bruchlandung auf dem Mars – auch 2016 wurde es nicht langweilig.
Teilchenphysiker Peter Mättig über den auffälligen Ausreißer in den Messdaten des LHC, hinter dem kein neues Teilchen steckt, sondern statistischer Zufall.
Schwerpunkt: Claus Lämmerzahl vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation über den Fallturm in Bremen, in dem sich Experimente im freien Fall und damit bei nur einem Millionstel der Erdanziehungskraft durchführen lassen ||…
Bis zum Jahr 2018 werden einzelne Komponenten des CMS-Detektors am Teilchenbeschleuniger LHC aufgerüstet und erweitert.
Materie
Wissenschaftler haben untersucht, wie sich an Aerosolpartikeln in der Erdatmosphäre kleine Eiskristalle bilden.
Spezial: Frank Pollmann vom Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme in Dresden über topologische Phasen der Materie und deren Relevanz in der modernen Festkörperphysik
Nobelpreis für Physik
Der Physiknobelpreis wurde 2016 „für die theoretische Entdeckung von topologischen Phasenübergängen und topologischen Phasen der Materie” verliehen.
Schwerpunkt: Johannes Barth von der TU München über Quasikristalle, in denen die Atome oder Moleküle in einem aperiodischen Muster angeordnet sind || Nachrichten: Belastbarkeit von Schnee | Mysteriösen Radioblitzen auf der Spur | Das bislang rundeste…
Das BMBF fördert den Aufbau eines Labors für die Aufbereitung und Untersuchung von biologischen Proben für den European XFEL – den leistungsfähigsten Freie-Elektronen-Laser der Welt.
Berufe in der Physik
Überraschende Schwingungen – Welt der Physik sprach mit Petra Rudolf von der Universität Groningen über Karriereplanung in der experimentellen Festkörperphysik und unerwartet schwingende Atomlagen.
Schwerpunkt: Peter Fratzl vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam über neue Materialien nach dem Vorbild der Natur || Genaueste Zeitmessung eines Quantensprungs | Planeten beeinflussen Struktur der protoplanetaren…
Schwerpunkt: Achim Weiss vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching über die Diskrepanz zwischen dem theroretisch vorhergesagten und dem tatsächlich beobachteten Lithiumgehalt im Weltall || Nachrichten: Laser für mehrfarbiges Röntgenlicht |…
Das ExoMars-Programm soll einerseits Technik für künftige Missionen testen und andererseits nach Spuren von Leben auf dem Mars suchen.
Das Pierre-Auger-Observatorium soll mit neuen Detektoren aufgerüstet werden und so eines der größten Rätsel der Astrophysik lösen.
Elementarteilchen
Als präziseste Waage der Welt soll das Experiment KATRIN die genaue Masse der häufigsten Elementarteilchen im Universum bestimmen.
Schwerpunkt: Hermann Nicolai vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam über verschiedene Ansätze für eine Theorie, die Quantenphysik und Allgemeine Relativitätstheorie vereinigt || Nachrichten: Nobelpreis für Physik 2016 | Viele neue…
Interview mit Norbert Schuch vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik über den Nobelpreis für Physik 2016.
Ob man Polarlichter nicht nur sehen, sondern auch hören kann, war lange umstritten. In den vergangenen Jahren lieferten Studien neue Erkenntnisse über dieses Phänomen.
Schwerpunkt: Volker Springel vom Heidelberger Institut für Theoretische Studien über Computersimulationen, in denen Wissenschaftler die Entwicklung des Universums nachspielen – fast von Anfang an bis heute || Nachrichten: Temperaturkurve des…
Forscher entwickeln einen neuen Detektor für das Belle-II-Experiment, das Phänomene jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik aufspüren soll.
Schwerpunkt: Peter Lunkenheimer von der Universität Augsburg über die amorphe Struktur von Glas || Nachrichten: Bücher lesen, ohne sie zu öffnen | Einschlag verdampfte großen Teil der Urerde | Schallquelle lenkt mehrere Objekte
Seit 2013 vermisst die Raumsonde Gaia über eine Milliarde Sterne – Zeit für eine erste Zwischenbilanz. Ein Interview mit Stefan Jordan von der Universität Heidelberg.
In solarthermischen Kraftwerken wird Sonnenstrahlung mittels Spiegeln so stark konzentriert, dass damit ein geeignetes Arbeitsmedium um mehrere Hundert Grad erhitzt werden kann. Damit wird dann beispielsweise in Dampf- oder Gasturbinen Strom erzeugt.
Photovoltaik ist die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Ihr Einsatz ist in Deutschland seit Ende des letzten Jahrhunderts enorm gestiegen.
Im BASE-Experiment sind Forscher dem entscheidenden Unterschied zwischen Materie und Antimaterie auf der Spur.
Schwerpunkt: Klaus Blaum vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg über die Suche nach dem entscheidenden Unterschied zwischen Materie und Antimaterie, der dazu geführt hat, dass wir heute in einer Welt aus Materie leben. || Nachrichten:…
Das geplante Instrument 4MOST soll das Licht von Tausenden von Sternen gleichzeitig analysieren.
Schwerpunkt: Martin Wegener vom Karlsruher Institut für Technologie über maßgeschneiderte Materialien, mit denen sich Gegenstände scheinbar unsichtbar machen lassen || Nachrichten: Wolke aus Nanostaub umgibt den Mond | Weißer Zwerg liefert Hinweise…
Mithilfe von elektrisch neutralen Teilchen wollen Forscher dynamische Prozesse in Festkörpern sichtbar machen.
Schwerpunkt: Ulf Peschel von der Universität Jena über die Ausbreitung von Lichtstrahlen im Weltall, die Forscher im Labor nachstellen und erforschen || Nachrichten: Großer Roter Fleck heizt Jupiters Atmosphäre auf | Zugvögel im mathematischen Modell…
Schwerpunkt: Christian Groß vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching über künstliche Quantensysteme aus gut kontrollierbaren Teilchen, mit denen sich wichtige Eigenschaften von realen Quantensystemen nachbilden und so besser verstehen…
Wissenschaftler entwickeln Software für das weltweit größte Radioteleskop ALMA, gefördert vom BMBF.
Ob der Planet von Anfang an Wasser enthielt oder es später von Meteoroiden und Kometen zur Erde gebracht wurde, versuchen Wissenschaftler mit verschiedenen Methoden herauszufinden.
Schwerpunkt: Jens Wickert vom Geoforschungszentrum in Potsdam über Erdbeobachtung mithilfe von Navigationssatelliten || Nachrichten: Wie die Marsmonde entstanden | Mehr Strom aus Abwärme | Tropfenkatapult für saubere Oberflächen
Astronomen wollen gewissermaßen den Schatten eines Schwarzen Lochs beobachten – das wäre der erste direkte Nachweis, dass diese Objekte existieren.
Schwerpunkt: Friedrich Röpke vom Heidelberger Institut für Theoretische Studien über Sterne, die sich eng umkreisen und dadurch stark beeinflussen || Nachrichten: Weiteres Gravitationswellensignal gemessen | Wie Chamäleons ihre Beute festhalten |…
Einige Monate nach der ersten Entdeckung von Gravitationswellen kann die Gravitationswellenastronomie schon einen zweiten Erfolg vorweisen.
Das COLTRIMS-Reaktionsmikroskop soll künftig ultraschnelle Prozesse in Molekülen sichtbar machen. Konstruiert und aufgebaut wird es von Forschern aus Frankfurt, finanziert vom BMBF.
Wie die Bausteine von Atomen miteinander wechselwirken, beschreibt die Quantenchromodynamik. Um die Gleichungen dahinter exakt zu lösen, wenden Physiker einen Trick an.
Schwerpunkt: Franz Kärtner vom Forschungszentrum DESY in Hamburg über einen neuen Ansatz für Beschleuniger, in denen sich Teilchen mithilfe von Terahertzstrahlung auf deutlich kürzeren Strecken als bislang auf hohe Energien bringen lassen ||…
Raymund Lederhofer ist theoretischer Physiker und erforscht heute, wie sich Autoreifen am besten und effizientesten herstellen lassen.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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