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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.
Strömungsdynamik
Wie lassen sich Flüssigkeiten effizient pumpen? Ein Forschungsteam präsentiert nun eine neue Lösung – inspiriert von der Pumpe in uns allen: dem Herzen.
Bionik
Neuartige Oberflächen – strukturiert nach dem Vorbild von Schmetterlingen – verhindern ein Aufheizen unter Sonnenlicht.
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.
Selbstorganisation
Die Analyse von Knäueln aus Würmern könnte zur Entwicklung einer neuen Klasse von sich selbst organisierenden Materialien führen.
Äquivalenzprinzip
Im Interview berichtet Claus Lämmerzahl, wie die Satellitenmission MICROSCOPE ein grundlegendes Prinzip der Physik erneut bestätigte.
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.
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.
Teilchenphysik
Messungen am CERN zeigen: Bestimmte Atomkerne aus Antimaterie wechselwirken nur wenig mit gewöhnlicher Materie. Das könnte die Suche nach Dunkler Materie erleichtern.
Quantenphysik
Den Nobelpreis für Physik erhalten dieses Jahr Alain Aspect, John F. Clauser und Anton Zeilinger für ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Quantenmechanik.
Photovoltaik
Eine neue Methode, um Perowskitschichten in Solarzellen zu kombinieren, erhöht deren Wirkungsgrad und Haltbarkeit.
Erneuerbare Energien
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.
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.
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.
Teilchenbeschleuniger
Der LHC ist der derzeit leistungsfähigste Beschleuniger der Welt. Hier bringen Physiker Teilchen bei bisher unerreichten Energien zum Zusammenstoß.
Analysen von Mondgestein ergaben, dass sich Katalysatoren und damit Sauerstoff und Treibstoffe direkt auf dem Mond gewinnen lassen könnten.
Mithilfe einer neuen elektrostatischen Reinigungsmethode lassen sich Solarmodule von abschattenden Staubschichten befreien.
Technik
In der 331. Folge erklärt Michael Sterner, wie sich Energie speichern lässt und warum das für eine klimaneutrale Strom- und Wärmeversorgung wichtig ist.
Im Interview berichtet Andreas Hoecker von den Vorbereitungen für die dritte Betriebsphase des Large Hadron Collider.
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.
Physikalische Größen
In der 327. Folge berichtet Robert Harlander, was Forscher bisher über das Phänomen „Masse” herausgefunden haben – von Newton über Einstein bis zum Fund des Higgs-Teilchens.
Schwärme winziger Propeller, die wie Pflanzensamen durch die Lüfte fliegen, könnten die Luftqualität über große Areale messen.
Windenergie
Simulationen zeigen, dass bodennahe Windbrecher die Stromerzeugung in Windparks steigern können.
Elementarteilchen
Eine der großen Fragen der Teilchenphysik war lange Zeit, woher die Elementarteilchen ihre Masse bekommen. Mit dem Higgs-Teilchen lässt sich dieses Rätsel lösen.
Manche Brillen färben sich im Sonnenlicht selbst ein. Das liegt an Molekülen oder Kristallen, die auf UV-Strahlung reagieren.
Ein Gewitter mit Blitz und Donner erschreckt und fasziniert uns zugleich. Wodurch entstehen Gewitterblitze und wie finden sie ihren Weg zur Erde?
Ein neues Minikraftwerk erzeugt mithilfe der Wassermoleküle in feuchter Luft hohe elektrische Spannungen – und eignet sich damit als mobile Stromquelle.
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 bionischer Roboter nach dem Vorbild von Rochen hält sogar hohen Wasserdrücken von mehr als 100 Megapascal in der Tiefsee stand.
Mit der C-14-Methode – auch Radiokohlenstoffdatierung oder Radiokarbonmethode genannt – bestimmen nicht nur Archäologen das Alter von Funden.
Die Luftfeuchtigkeit ist nicht die einzige Größe, um den Wasserdampfgehalt der Luft zu charakterisieren. Ein alternatives Maß dafür ist der Taupunkt.
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.
Im Interview berichtet Joachim Mnich von den physikalischen Durchbrüchen mit Teilchenbeschleunigern und deren Zukunft.
Sie soll seidig glänzen und im Mund zart schmelzen – nicht nur die Zutaten sind entscheidend für die perfekte Schokolade, auch die Physik spielt eine wichtige Rolle.
Dunkle Materie
Im Interview spricht Manfred Lindner über die möglichen Ursachen eines überraschenden Signals in den Messdaten von XENON1T.
Nach dem Vorbild eines Nashornkäfers entwickelten Forscher eine kleine Roboterfliege, die Kollisionen standhalten kann.
Borexino
Forscher wiesen erstmals nahezu masselose Elementarteilchen nach, die in der Sonne als Nebenprodukt einer seltenen Fusionsreaktion entstehen.
Ein genauer Blick auf unser Wärmeempfinden zeigt, dass sich unsere Haut keineswegs als Thermometer eignet.
Eine neue organische Solarzelle lässt fast die Hälfte des Sonnenlichts hindurch, während sie gut zehn Prozent des einfallenden Lichts in elektrischen Strom umwandelt.
Forscher imitieren die Nanostrukturen auf den Deckflügeln von Bockkäfern, um eine erstaunlich reflektierende Kunststofffolie zu entwickeln.
Bose-Einstein-Kondensate
Auf der Internationalen Raumstation haben Wissenschaftler eine Wolke aus Atomen extrem abgekühlt und so einen ganz besonderen Materiezustand erzeugt.
Solarenergie
In der 307. Folge erklärt Ulrich Kleinekathöfer, wie Pflanzen, Algen und manche Bakterien einfallendes Licht in chemische Energie umwandeln.
Quantengravitation
Im Interview berichtet Sabine Hossenfelder von der Suche nach einer Theorie, die sowohl Effekte der Quantenphysik als auch der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreibt.
Forscher haben neue supraleitende Qubits entwickelt, die schon bei deutlich höheren Temperaturen funktionieren und damit enorme Kosten einsparen.
Astronomen suchen vergeblich nach den Spuren hypothetischer Elementarteilchen, aus denen die Dunkle Materie bestehen könnte.
Wenn Wassertröpfchen in den Wolken gefrieren, entstehen winzige Eiskristalle. Diese können zu stattlichen Schneeflocken heranwachsen – wenn die richtigen Bedingungen herrschen.
Energiegewinnung
Winzige Nanofäden aus Proteinmolekülen erzeugen allein durch die Luftfeuchtigkeit genügend Energie, um Sensoren oder Leuchtdioden zu betreiben.
Spezielle Relativitätstheorie
Wie Forscher das Zwillingspaar aus dem bekannten Gedankenexperiment durch ein einziges Quantenobjekt ersetzen, erklärt Sina Loriani im Interview.
Nach dem Umrühren von Tee bildet sich in der Mitte der Tasse ein kleines Häufchen aus Teeblättern. Schon Albert Einstein beschäftigte sich mit diesem Teetasseneffekt.
Sogenannte Latentwärmespeicher halten uns im Winter warm – indem sie ein Phänomen der Thermodynamik nutzen.
KATRIN
Was die ersten Messergebnisse der Neutrinowaage KATRIN für die zukünftige Forschung bedeuten, erklärt Christian Weinheimer im Interview.
Quantennetzwerke
Wie sich mit einem Quanteninternet verschiedene Quantensysteme miteinander vernetzen lassen, erklärt Josef Schupp im Interview.
Intelligente Materialien
Ähnlich wie eine Sonnenblume wendet sich ein neues synthetisches Material selbstständig einer Lichtquelle zu.
Quantenteleportation
Im Interview mit Welt der Physik erklärt Manuel Erhard, wie sich die quantenmechanischen Eigenschaften eines Teilchens teleportieren lassen.
Eine neue Solarzelle ist zehnfach dünner als herkömmliche Dünnschichtzellen – erreicht dank eines raffinierten Tricks aber dennoch einen hohen Wirkungsgrad.
Im Interview berichtet Christian Spiering, wie er und seine Kollegen nahezu masselose Elementarteilchen nutzen, um Informationen über das Universum zu gewinnen.
In der 290. Folge stellt Georg Weiglein das Konzept der Supersymmetrie vor und erklärt, warum diese Theorie nach fast fünfzig Jahren allmählich in Bedrängnis gerät.
Ein neues Glas nach dem Vorbild des Glasflügelfalters ist nicht nur besonders transparent – es stößt auch verschiedenste Flüssigkeiten ab.
Nicht alle Prozesse in der Elementarteilchenphysik gehorchen fundamentalen Symmetrien. Nun haben Forscher eine weitere Ausnahme entdeckt.
Aerodynamik
Einzelne Windräder liefern am meisten Strom, wenn der Wind frontal auf den Rotor trifft. Doch für größere Windparks gilt diese einfache Regel nicht mehr.
Albert Einstein
In der 288. Folge erklärt Domenico Giulini, wie Albert Einstein mit seiner 1905 vorgestellten Theorie ein gänzlich neues Verständnis von Raum und Zeit schuf.
Flugroboter
Nach dem Vorbild von Insekten haben Wissenschaftler einen winzigen Flugroboter entwickelt, der seinen Strombedarf mithilfe von Solarzellen deckt.
In den Morgenstunden sind Perowskitsolarzellen besonders effizient. Das zeigt ein neues Testverfahren unter realitätsnahen Umweltbedingungen.
Ein Zusammenspiel von mehreren physikalischen Effekten macht es möglich, dass die Plastikscheiben lange und weit durch die Luft schweben können.
Quantensensor
Im Interview mit Welt der Physik spricht Tracy Northup über einen neuen Quantensensor, mit dem sich Lichtteilchen zerstörungsfrei messen lassen.
Wissenschaftler bauten die Scheren von Knallkrebsen nach und erzeugten damit ein heißes Plasma aus elektrisch geladenen Teilchen.
Das Potenzial von Solarzellen ist noch lange nicht ausgeschöpft – verbesserte Bauweisen und neue Materialien könnten den Wirkungsgrad deutlich erhöhen.
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.
Quantenkommunikation
Mithilfe von Quantenpunkten haben Forscher zuverlässig Paare aus verschränkten Lichtteilchen erzeugt, die sich für die Quantenkommunikation nutzen lassen.
Laserphysik
In der 276. Folge des Podcasts erklären Matthias Rief und Oswald Willi, wofür Arthur Ashkin, Gérard Mourou und Donna Strickland den Nobelpreis erhielten.
IceCube
Wissenschaftler erhaschen einen Blick ins Erdinnere – nicht etwa durch geologische Messungen, sondern mithilfe von Daten des Neutrinoobservatoriums IceCube.
Neutrinos
Seit 2007 fahnden Forscher mit dem Experiment Borexino nach Neutrinos aus Fusionsreaktionen in der Sonne. Nun veröffentlichen sie eine umfassende Analyse der Messdaten.
An Bord einer Forschungsrakete haben Physiker eine ultrakalte Atomwolke erzeugt – und damit das erste Bose-Einstein-Kondensat im Weltall.
Higgs-Teilchen
Am Large Hadron Collider gelang es zwei Forscherteams unabhängig voneinander, den Zerfall des Higgs-Teilchens in sogenannte Bottom-Quarks zweifelsfrei nachzuweisen.
Klimaanlagen basieren auf dem gleichen Konzept wie Kühlschränke: Ein zirkulierendes Kältemittel verdampft und kondensiert wieder. Dabei wird der Innenraum gekühlt.
Durch die geschickte Wahl von Materialien steigern Wissenschaftler den Wirkungsgrad einer Tandemzelle auf 17,3 Prozent.
Wärmekraftmaschinen
Ein neu entwickelter Nanogenerator wandelt Wärme ganz ohne mechanische Bauteile direkt in Strom um.
Der Ursprung von Neutrinos aus den Tiefen des Weltalls blieb bislang rätselhaft. Forscher machten nun eine mögliche Quelle aus.
Neben der elektromagnetischen Induktion sorgen bei einem Induktionsherd noch weitere physikalische Effekte dafür, dass das Essen schnell warm wird.
Ein neuer Prototyp verringert den Verlust von Ladungsträgern und zeigt gleichzeitig über viele Stunden einen hohen Wirkungsgrad.
Quantentechnologien
In der 263. Folge unseres Podcasts erklärt Friedemann Reinhard, was Quantensensoren sind und was sie besser können als ihre klassischen Gegenstücke.
Ein Frequenzvergleich von zwölf Atomuhren bestätigt, dass ihr Takt unabhängig von ihrer Position ist – wie von Albert Einsteins Theorie vorhergesagt.
Forschung – gefördert vom BMBF
Im Teilchenbeschleuniger SuperKEKB in Japan prallen Elektronen und deren Antiteilchen aufeinander, um Hinweise auf eine Physik jenseits des Standardmodells zu liefern.
Quantensimulatoren
Wissenschaftlern ist es gelungen, die quantenmechanischen Eigenschaften einer Atomwolke auch nach einer starken Expansion zu erhalten.
Chemische Synthese
Forschern ist es gelungen, zwei einzelne Atome mithilfe von Laserlicht kontrolliert miteinander reagieren zu lassen.
Forscher haben die Flügel von Ohrwürmern untersucht und die ausgeklügelte Falttechnik auf ein künstliches Modell übertragen.
Ein neuartiges Zwei-Qubit-System auf der Basis von Quantenpunkten ließ sich mit relativ geringem Aufwand fertigen, programmieren und auslesen.
Forscher ahmten den Aufbau menschlicher Haut nach und verliehen so auch einer harten Oberfläche selbstheilende Eigenschaften.
Weht der Wind zu stark, klappt der Regenschirm nach oben um. Ursache ist die Strömungsmechanik: Der Wind erzeugt einen Aufwärtssog.
In der 250. Folge unseres Podcasts erklärt Claus Kiefer von der Universität Köln, wie sich der Zeitbegriff im Lauf der Zeit wandelte – und warum man heute glaubt, dass Zeit auf der fundamentalen Ebene nicht existiert.
Materie
Neuartige Polymere können gebrochene Bindungen selbständig heilen und damit die Lebensdauer von Kunststoffen deutlich verlängern.
Physiker stellen einen neuen Rekord für die Präzision einer Atomuhr auf, indem sie Strontiumatome in ein dreidimensionales Lichtgitter einsperren.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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