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Universum
Neue Beobachtungsmethoden und moderne Instrumente ermöglichen seit einigen Jahren den Nachweis von Planeten in anderen Sonnensystemen, die Lichtjahre von der Erde entfernt sind.
Podcast
Schwerpunkt: Tim Liedl von der Ludwig-Maximilians-Universität in München erklärt, wie sich mithilfe von DNA-Bausteinen gezielt nanostrukturierte Materialien herstellen lassen. || Nachrichten: Sternsystem mit sieben Planeten entdeckt | Wie aus wenigen…
Physik hinter den Dingen
Er wurde als Jahrhundertkomet angekündigt – doch bislang bleibt der Schweifstern weit hinter den Erwartungen zurück.
Gammastrahlenausbrüche sind die stärksten Explosionen im Universum und überstrahlen für wenige Sekunden alle anderen Gammastrahlenquellen am Himmel.
Die Materie im Weltall scheint auf großen Skalen gleichmäßig verteilt zu sein, ohne dabei einen Punkt auszuzeichnen.
Schwerpunkt: Peter Banzer vom Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen über eine neue Form von Lichtwellen, die optische Pinzetten und damit die Kontrolle über winzige Partikel vielseitiger macht || Nachrichten: Neue Art heller…
Teilchen
Nicht nur Ärzte, Archäologen oder Computerhersteller greifen häufig auf Methoden zurück, die unmittelbar auf den Erkenntnissen der Hadronen- und Kernphysik beruhen.
Im Labor erzeugen Physiker einen Feuerball mit einer Materiedichte, die sonst nur Inneren von Neutronensternen herrscht, und einer Temperatur, die hunderttausendfach höher ist als die im Zentrum der Sonne.
Die Natur hat die chemischen Elemente, aus denen alle Sterne und Planeten, alle Organismen und auch wir Menschen bestehen, in zwei Phasen erzeugt.
Das Internationale Einheitensystem
Klaus von Klitzing vom MPI für Festkörperforschung in Stuttgart über mögliche neue Definitionen des Kilogramms.
Schwerpunkt: Karlheinz Meier von der Universität Heidelberg über Computerarchitekturen nach dem Vorbild des Gehirns || Nachrichten: Plastik-Grundstoff in Titans Atmosphäre entdeckt | Spuren von Wasser im Marssand | Schärfster Röntgenstrahl der Welt…
Schwerpunkt: Bruno Eckhardt von der Universität Marburg über Erforschung und Design von Mikroorganismen – unter anderem mit Methoden der Physik || Nachrichten: Höhenmessung mit Atomuhren | Durch Kometeneinschläge können Lebensbausteine entstehen |…
Ultrakurzzeitphysik
Thomas Pfeifer vom Max-Planck-Institut für Kernphysik nutzt Lichtpulse, die nicht einmal eine billiardstel Sekunde andauern, um Atome und Moleküle zu untersuchen.
Auf der Erde finden sich rund neunzig natürlich vorkommende Elemente, doch Forscher haben das Periodensystem längst um viele künstlich erzeugte Atomkerne erweitert.
Alle Teilchen, die sich aus Quarks zusammensetzen, bezeichnet man als Hadronen. Deren Eigenschaften geben Physikern noch immer Rätsel auf.
Unser heutiges Wissen über Quarks, Hadronen und Atomkerne hat entscheidend zu unserem modernen Weltbild beigetragen. Doch die Suche geht weiter.
Bei der Suche nach einer Erklärung dafür, „was die Welt im Innersten zusammenhält“, wurden nicht nur neue Strukturen der Materie, sondern auch bislang unbekannte Kräfte entdeckt.
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
Äußere Einschränkungen der Geometrie zwingen Kolloide dazu, von ihrer bevorzugten Kristallstruktur abzuweichen. Wie sie dabei trotzdem ein hohes Maß an Symmetrien beibehalten, lesen Sie in diesem Artikel.
Materie
Thomas Gerz vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen über Luftwirbel, die Flugzeuge hinter sich herziehen und damit ein direktes Starten und Landen nachfolgender Maschinen verhindern.
Schwerpunkt: Hans Schäfers von der Hochschule für angewandte Wissenschaften in Hamburg über neue Konzepte für Stromnetze, die auf Schwankungen in Stromerzeugung und -bedarf reagieren und die verfügbare Energie effizient nutzen || Nachrichten:…
Schwerpunkt: Hans-Thomas Janka vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching über die dreidimensionale Simulation der Entstehung von Neutronensternen || Nachrichten: Magnetfeld im Zentrum der Milchstraße | Taschenkraftwerk | schaltbare…
Highlights der Physik
Im Mittelpunkt der Highlights der Physik 2013 stehen Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik. Das Festival ist vom 17. bis 21. September in Wuppertal zu Gast.
Forscher am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching beobachten Galaxienhaufen und entziffern damit den Bauplan des Universums.
Schwerpunkt: Stephan Dürr vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching über ein Verfahren, mit dem sich Atome einfangen und abkühlen lassen || Nachrichten: Helixförmige Moleküle statt Permanentmagneten in Festplatten | Mikronadeln säubern…
Symmetrien bilden das Grundgerüst, auf dem viele physikalische Theorien beruhen. Das Standardmodell der Elementarteilchen ist dabei in seinem Kern symmetrisch aufgebaut.
Leben
Sind Pendeluhren oder andere Oszillatoren gekoppelt, können sie sich miteinander synchronisieren. Dieses Konzept aus der Physik hat viele Anwendungen in Biologie und Medizin.
Ein direkter Nachweis der Dunklen Materie steht bis heute aus. Mit Experimenten wie CRESST und XENON100 wollen Forscher das kosmische Rätsel lösen.
Vor hundert Jahren entwarf Niels Bohr sein Atommodell, das heute noch die Forschung inspiriert – etwa bei hochangeregten Rydbergatomen.
Trotz der vielen Erfolge weist das Standardmodell auch einige Schönheitsfehler auf. Deshalb sehen die meisten Physiker es nur als eine Stufe auf dem Weg zu einer noch umfassenderen Theorie.
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.
Die Entdeckung eines unbekannten Teilchens im Juli 2012 treibt nicht nur die Suche nach neuen Theorien voran – sie wirft auch interessante wissenschaftstheoretische und philosophische Fragestellungen auf.
Schwerpunkt: Peter Hänggi von der Universität Augsburg über die Physik rund um das Phänomen Temperatur || Nachrichten: Umwandlung von Myon-Neutrino in Elektron-Neutrino nachgewiesen | Neutrinoloser Doppelbetazerfall bleibt unentdeckt |…
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.
Phänomene der Thermodynamik
Entropie begrenzt die Umwandlung von thermischer Energie in mechanische Energie. Dadurch sorgt sie für Irreversibilität.
Der heutigen Vorstellung von Raum und Zeit liegt ein enges Zusammenspiel von Symmetrien und fundamentalen Naturgesetzen zugrunde. Im Zentrum dieser Erkenntnis steht das sogenannte Noether-Theorem.
Die Suche nach supersymmetrischen Teilchen blieb bislang erfolglos. Trotzdem geben Physiker die Hoffnung nicht auf, die Supersymmetrie in den kommenden Jahren doch noch zu bestätigen.
Schwerpunkt: Sebastian Nauerth von der LMU München über einen sicheren Informationsaustausch mithilfe quantenmechanischer Effekte || Nachrichten: Lücken in Staubscheiben kein Indiz für Planeten | Plancksches Strahlungsgesetz gilt nicht für winzige…
Schwerpunkt: Nobelpreisträger Klaus von Klitzing über verschiedene Ansätze, die Kilogrammdefinition auf eine sichere Basis zu stellen || Nachrichten: Mikro-Laser aus durchlöchertem Silizium | Auch in Sternhaufen gibt es Planeten | Neuartiger…
Claus Ropers von der Universität Göttingen über einen neuartigen photoelektrischen Effekt, bei dem sich die Elektronen völlig anders verhalten als beim üblichen Photoeffekt.
Damit der Mensch abschätzen kann, wo sich die Dinge, die er sieht, genau befinden, verlässt sich sein Gehirn auf Eigenschaften der Perspektive und eigene Erfahrungen.
Schwerpunkt: Thomas Gerz vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen über Luftwirbel, die Flugzeuge hinter sich herziehen und damit ein direktes Starten und Landen nachfolgender Maschinen verhindern || Nachrichten: Neue Art…
Die Kernphysik erforscht Strukturen, die aus Protonen und Neutronen hervorgehen, während sich die Hadronenphysik mit den Eigenschaften von allen Partikeln beschäftigt, die sich aus Quarks zusammensetzen.
Schwerpunkt: Günther Rosner und Inti Lehmann vom Forschungszentrum FAIR über die geplante Beschleunigeranlage, in der Experimente mit Ionen und Antiprotonen neue Einblicke in die Struktur der Materie ermöglichen werden || Nachrichten: Rätselhafte…
Um hochfrequente Schwingungen zu messen, nutzen Forscher ein ganz spezielles Lineal – den sogenannten Frequenzkamm.
Stahl ist eines der wirtschaftlich bedeutendsten Materialien überhaupt. Mithilfe neuer Forschungsansätze versuchen Forscher, neue Stähle für die Industrie zu entwickeln.
Elektronische Bauteile werden immer kleiner. Selbst einzelne Moleküle übernehmen bereits Funktionen in Schaltkreisen: So dient beispielsweise ein einzelner Proteinkomplex als Solarzelle.
Schwerpunkt: Thomas Pfeifer vom Max-Planck-Institut für Kernphysik nutzt Lichtpulse, die nicht einmal eine billiardstel Sekunde andauern, um Atome und Moleküle zu untersuchen || Nachrichten: Blick ins Innere von Uranus und Neptun | Weltraummission…
Schwerpunkt: Claus Ropers von der Universität Göttingen über einen neuartigen photoelektrischen Effekt, bei dem sich die aus einer Metalloberfläche herausgelösten Elektronen völlig anders verhalten als beim üblichen Photoeffekt || Nachrichten:…
Die Erdatmosphäre schluckt einen Teil des Lichts, das aus den Weiten des Weltalls zu uns dringt. Mit einer umgebauten Boing 747 lassen sich auch diese Wellenlängen beobachten.
In Treibhäusern lassen sich selbst im Winter noch Tomaten ziehen. Möglich wird das vor allem durch die Unterdrückung der thermischen Konvektion.
Exoplanet
In unserem Podcast berichtete Lisa Kaltenegger vom Max-Planck-Institut für Astronomie über die Suche nach einer zweiten Erde. Hier finden Sie den Beitrag zum Nachlesen.
Schwerpunkt: Georg Steinbrück von der Universität Hamburg über bessere Detektoren für die Teilchenphysik || Nachrichten: Kristalline Schicht zwischen zwei Flüssigkeiten vermessen | Neues Haftprinzip für chirurgisches Pflaster | Hundert der…
Schwerpunkt: Helmut Wiesemeyer vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie über das Stratosphären Observatorium für Infrarot-Astronomie, kurz SOFIA || Nachrichten: Neue Ergebnisse bei der Suche nach Antimaterie im Weltraum | Flexible Flügel machen…
Physikalische Größen
Wie lang ist ein Meter, wie schwer ein Kilogramm und wie lang eine Sekunde? Die Antwort auf diese Fragen fiel im Lauf der Geschichte oft sehr unterschiedlich aus.
Schwerpunkt: Alois Loidl von der Universität Augsburg über die elektromagnetische Strahlung, die unsere moderne Technik mit sich bringt || Nachrichten: Bessere 3D-Displays dank geschickter Mikrostrukturen | Röntgenbeobachtungen liefern neue…
Metamaterialien sind künstlich hergestellte Werkstoffe mit optischen, elektrischen oder magnetischen Eigenschaften, die in der Natur nicht vorkommen.
Eine Bildergalerie der spektakulärsten Erfolge des Weltraumteleskops Herschel.
Technik
Welche Probleme sich mit Quantencomputern künftig womöglich lösen lassen, lässt sich theoretisch untersuchen – mithilfe von Supercomputern.
Schwerpunkt: Lisa Kaltenegger vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg über die Suche nach einer zweiten Erde || Nachrichten: Neues vom Higgs || Veranstaltungen: Berlin | Regensburg | Hannover
Galaxien sind die größten gebundenen Sternsysteme im Universum. Form und Farbe verraten viel über ihr Alter und ihre Entwicklungsgeschichte.
Erde
Mit Supercomputern machen Wissenschaftler Vorhersagen über die Zukunft der Erdatmosphäre.
Schwerpunkt: Randolf Pohl vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik über neue Messungen, in denen der Ladungsradius des Protons kleiner ausfällt als gewohnt || Nachrichten: Fischflossen liefern Vortrieb durch Verwirbelung | Der bislang kleinste…
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.
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.
Schwerpunkt: Thorsten Naab vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien || Nachrichten: Extremer Materieverlust kurz vor der Explosion einer Supernova | Faser ändert beim Dehnen die Farbe |…
Forschung – gefördert vom BMBF
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert zahlreiche Projekte der physikalischen Grundlagenforschung. Wir stellen einige davon vor.
Ein lichtempfindlicher Chip, der in die Netzhaut eingebettet wird, könnte erblindeten Menschen das Sehvermögen wiedergeben.
Chaos und Ordnung
Wie viel Zufall steckt in einem Würfelwurf? Jan Nagler vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen entwickelt mathematische Modelle, um dieser Frage auf den Grund zu gehen.
Schwerpunkt: Lars Kindermann vom Alfred-Wegener-Institut für Polar und Meeresforschung über das Experiment PALAOA, mit dem Wissenschaftler die Geräuschkulisse im antarktischen Ozean aufzeichnen || Nachrichten: Magnetische Zöpfe heizen aktive…
Schwerpunkt: Hans Böhringer vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching über die großräumigen Strukturen im Weltall und das kosmologische Prinzip || Nachrichten: Atomares Gas mit negativer absoluter Temperatur | Leben auf…
Schwerpunkt: Christoph Hugenschmidt von der TU München über das Positron als nanoskopisches Sondenteilchen, mit dem man selbst einzelne fehlende Atome in einem Kristall nachweisen kann || Nachrichten: Higgs-Daten lassen nicht mehr als zwölf…
Ionenfalle
Für ihre Experimente an einzelnen Quantenteilchen erhielten David Wineland und Serge Haroche den Physik-Nobelpreis 2012.
Im Auto und in vielen industriellen Produktionsprozessen verpufft eine Menge Energie als Wärme. Mit thermoelektrischen Materialien könnte die Abwärme genutzt und so weniger Energie vergeudet werden.
Ultraschall besteht aus Schallwellen, die für den Menschen nicht hörbar sind. In der Tumorvorsorge und bei anderen Untersuchungen nimmt Ultraschall eine wichtige Rolle ein.
Wissenschaftsjahr
Das Wissenschaftsjahr 2013 widmet sich den Herausforderungen und Chancen, die durch den demografischen Wandel entstehen.
Angetrieben durch den Ausbau erneuerbarer Energien beinhaltet die Energiewende einen massiven Umbau des Stromnetzes. Physiker untersuchen die Auswirkungen einer verstärkt dezentralen Versorgung.
Mit einem Cochlea-Implantat können viele stark schwerhörige oder sogar taube Menschen wieder hören. Forscher arbeiten derzeit an neuen Systemen, die die Nervenzellen mit Licht statt wie bisher mit Strom reizen.
Spezial: Christian Ospelkaus vom Institut für Quantenoptik an der Universität Hannover und von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig über die bahnbrechenden Experimente von David Wineland und Serge Haroche, die 2012 den…
Monsterwellen türmen sich teils mehr als dreißig Meter hoch auf – viel höher als das umgebende Meer. Eine Gleichung aus der Quantenmechanik könnte dabei helfen, dieses Phänomen zu verstehen.
Am Robotics Innovation Center arbeiten mehr als hundert Forscher aus verschiedensten Fachbereichen an mobilen Robotersystemen. In diesem Video gewähren die Wissenschaftler einen Einblick in ihre Forschung.
Wie entsteht Turbulenz? Diese Frage beschäftigt Forscher schon lange. Chaostheorie und moderne Computer liefern inzwischen einige Antworten; Ursachen und Strukturen beginnender Turbulenz werden fassbar.
Erdstöße lassen sich nicht exakt vorhersagen. Seismologen versuchen stattdessen die Wahrscheinlichkeit von Beben und die zu erwartenden Bodenbewegungen zu bestimmen.
Schwerpunkt: Jochen Greiner vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching über die stärksten Explosionen im Universum || Nachrichten: Solarenergie mit Rost speichern | Planet ohne Sonnensystem | Röntgenlaser schießt 36 Elektronen…
Schwerpunkt: Thomas Mohringer vom Karlsruher Institut für Technologie erklärt, wie er Pumpspeicherkraftwerke mithilfe von Computermodellen und Laborexperimenten optimiert || Nachrichten: Supernova in einer Entfernung von zwölf Milliarden Lichtjahren…
Am Forschungszentrum Jülich nutzen Wissenschaftler unterschiedliche Experimente mit Neutronen, um den Eigenschaften von Stoffen auf den Grund zu gehen.
Die TU München betreibt in Garching die Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz, kurz FRM II. Sie gilt als modernste und vielfältigste Neutronenquelle der Welt.
ALMA und APEX erschließen den Nachthimmel auch in Submillimeterwellenlängen – vom Sonnensystem bis hin zum frühen Universum.
Schwerpunkt: Joachim Reichert von der TU München über elektrische Bauelemente aus einzelnen Molekülen || Nachrichten: Exoplanet in unmittelbarer Nachbarschaft entdeckt | Kolibrizungen passen sich an die Zähigkeit des Nektars an | Pulsare als…
Viele Quanteneigenschaften widersprechen unserer Alltagserfahrung. Géza Giedke vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik über die Grenze zwischen diesen beiden Welten.
Der Science Slam zu den Highlights der Physik 2012 fand im Theater im OP in Göttingen statt.
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?
Das schwerste Element, das noch in nennenswerten Mengen in der Natur vorkommt, ist das Uran. Nach und nach erzeugen Wissenschaftler immer schwerere Elemente, die nur für wenige Bruchteile einer Sekunde existieren.
Am Anfang waren nur Wasserstoff und Helium. Die schweren natürlich vorkommenden Atome werden in den Sternen produziert – und im Labor geht es noch weiter.
Schwerpunkt: Frank Bertoldi vom Argelander-Institut für Astronomie in Bonn über die Teleskope APEX und ALMA, die den Himmel im bisher wenig erforschten Submillimeterbereich abbilden || Nachrichten: Lithium-Akkus zum Aufwickeln | Marsrover Curiosity…
1962 gründeten fünf europäischer Länder das European Southern Observatory, um auch den Südhimmel im Blick zu haben. Heute zählt die Europäische Südsternwarte zu den erfolgreichsten Observatorien der Welt.
Das im Mai 2012 eingeweihte Teleskop GREGOR zählt zu den leistungsfähigsten Sonnenteleskopen der Welt.
Schwerpunkt: Thomas Forbriger vom Geowissenschaftlichen Gemeinschaftsobservatorium in Schiltach über moderne Seismologie und die Struktur der Erde || Nachrichten: Rekordmaterial für mehr Strom aus Abwärme | Gravitationslinse macht Galaxie im jungen…
Sonnensystem
In den vergangenen Jahrzehnten haben Wissenschaftler dem Mars bereits viele seiner Geheimnisse entlockt – und es werden immer mehr.
Mit Wirbeln in magnetischen Materialien lassen sich Daten bald vielleicht nicht nur platzsparender, sondern auch deutlich energieeffizienter speichern und verarbeiten.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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