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Beobachtende Astronomie
Im Interview berichtet Christian Straubmeier, wie das Instrument GRAVITY am Very Large Telescope seit einigen Jahren detailreiche Einblicke ins Weltall ermöglicht.
Teilchen
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.
Technik
Die Natur liefert unendlich viel Primärenergie in Form von Sonnenlicht, Winden, Wellenbewegung, Wasserkraft, Erdwärme und in nachwachsender Biomasse – eine Herausforderung an Physik und Technik, diese Energie möglichst effizient und kostengünstig…
Der Physik-Nobelpreis 2015 wurde die Entdeckung der Neutrinooszillationen geehrt. Es ist bereits der vierte Nobelpreis für die Neutrinophysik in 30 Jahren.
Forschung – gefördert vom BMBF
Wissenschaftler wollen mit dem Experiment KATRIN die häufigsten Elementarteilchen im Universum vermessen.
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.
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.
Neue Physik, Dunkle Materie, Higgs-Teilchen – das alles soll der Teilchendetektor ATLAS entdecken. Dafür will ihn der neue Sprecher Karl Jakobs fit machen.
Symmetrien
Symmetrien bilden das Grundgerüst, auf dem viele physikalische Theorien beruhen. Das Standardmodell der Elementarteilchen ist dabei in seinem Kern symmetrisch aufgebaut.
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.
Materie
Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart haben erstmals nachgewiesen, dass Flüssigkeiten über eine fünfzählige innere Symmetrie verfügen. Dieses Ergebnis ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der…
Symmetrie
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.
Fraktal heißen Objekte, bei denen das Ganze seinen Bestandteilen ähnelt: Darunter fallen Bäume und Kristalle, aber auch Ansammlungen von Galaxienhaufen.
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.
Universum
Astronomen wollen gewissermaßen den Schatten eines Schwarzen Lochs beobachten – das wäre der erste direkte Nachweis, dass diese Objekte existieren.
Welche Aussichten gibt es die Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen in der Zukunft zu steigern? Die Möglichkeiten sind unterschiedlich, das derzeit größte Ausbaupotenzial scheinen in Deutschland Windkraft und Photovoltaik zu besitzen.
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.
Mit IceCube lassen sich nicht nur hochenergetische Neutrinos aus dem Weltall aufspüren, auch über die Elementarteilchen selbst liefert der Detektor wertvolle Erkenntnisse.
Albert Einstein und die Relativitätstheorie
Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat – diese Formel begegnet nicht nur Physikern, sondern uns allen immer wieder.
Navigationssysteme, Uhren und Partikel in Teilchenbeschleunigern gehorchen zum Beispiel der Relativitätstheorie. Die Physik dahinter lässt sich auch ohne Mathematik nachvollziehen.
Einige Monate nach der ersten Entdeckung von Gravitationswellen kann die Gravitationswellenastronomie schon einen zweiten Erfolg vorweisen.
Mit ein bisschen Nachdenken zeigt sich, dass die Äquivalenz von Energie und Masse eine unvermeidliche Konsequenz der relativistischen Physik ist.
Teilchenphysik
Im Interview berichtet Christian Spiering, wie er und seine Kollegen nahezu masselose Elementarteilchen nutzen, um Informationen über das Universum zu gewinnen.
In den letzten Jahrzehnten gelangen Ingenieuren große Fortschritte beim Bau von Windkraftanlagen, sodass Windräder an Land bereits Leistungen von sechs Megawatt liefern.
Stauseen, Gezeitenströmungen und Flussläufe sind die effizientesten Möglichkeiten um Strom aus Wasserkraft zu erzeugen.
Photovoltaik
Das Potenzial von Solarzellen ist noch lange nicht ausgeschöpft – verbesserte Bauweisen und neue Materialien könnten den Wirkungsgrad deutlich erhöhen.
Mit dem Experiment IceCube weisen Forscher nahezu masselose Elementarteilchen aus der Milchstraße und anderen Galaxien nach.
In einem deutsch-schwedischen Projekt untersuchen Wissenschaftler, wie sich der Wirkungsgrad einer neuen Klasse von Solarzellen steigern lässt.
Erneuerbare Energien
Um Sonnenlicht in elektrischen Strom umzuwandeln, gibt es im Wesentlichen zwei verschiedene Wege: Photovoltaik und Solarthermie.
Um einen extrem seltenen Teilchenzerfall aufzuspüren, wollen Wissenschaftler das Experiment GERDA unter dem Gran-Sasso-Massiv in Italien erweitern.
Elementarteilchen
Als präziseste Waage der Welt soll das Experiment KATRIN die genaue Masse der häufigsten Elementarteilchen im Universum bestimmen.
Quantengravitation
Im Interview berichtet Sabine Hossenfelder von der Suche nach einer Theorie, die sowohl Effekte der Quantenphysik als auch der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreibt.
Im Interview stellt Martin Bojowald ein neues Modell von einer fundamentalen Zeit vor, die den Takt im gesamten Universum angibt.
Quantensensor
Im Interview mit Welt der Physik spricht Tracy Northup über einen neuen Quantensensor, mit dem sich Lichtteilchen zerstörungsfrei messen lassen.
Spezielle Relativitätstheorie
Wie Forscher das Zwillingspaar aus dem bekannten Gedankenexperiment durch ein einziges Quantenobjekt ersetzen, erklärt Sina Loriani im Interview.
Quantenteleportation
Im Interview mit Welt der Physik erklärt Manuel Erhard, wie sich die quantenmechanischen Eigenschaften eines Teilchens teleportieren lassen.
Quantencomputer
Im Interview mit Welt der Physik erzählt Markus Ternes, wie er und seine Kollegen zwei Atome beim Informationsaustausch beobachtet haben.
Damit geheime Botschaften auch wirklich geheim bleiben, können Sender und Empfänger ihre Nachricht verschlüsseln – beispielsweise mithilfe der Quantenkryptografie.
Ionenfalle
Für ihre Experimente an einzelnen Quantenteilchen erhielten David Wineland und Serge Haroche den Physik-Nobelpreis 2012.
In vielen Alltagsgegenständen machen wir uns Quanteneffekte bereits zunutze. Nun versuchen Physiker, diese gezielt zu steuern und so ganz neue Anwendungen zu ermöglichen.
Quantencomputer nutzen Quanteneffekte, um bestimmte Probleme effizienter zu lösen. Dabei unterscheiden sie sich grundlegend von herkömmlichen Rechnern.
Quantennetzwerke
Wie sich mit einem Quanteninternet verschiedene Quantensysteme miteinander vernetzen lassen, erklärt Josef Schupp im Interview.
IceCube
Im Interview berichtet Elisa Resconi, wie sich erstmals eine Neutrinoquelle in unserer direkten kosmischen Nachbarschaft aufspüren ließ.
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.
LHC-Experiment
Mit dem Fund des Higgs-Bosons sind nun alle Teilchen im Standardmodell der Teilchenphysik nachgewiesen. Es gilt also, neue Physik zu entdecken.
Teilchenbeschleuniger
Im Interview berichtet Joachim Mnich von den physikalischen Durchbrüchen mit Teilchenbeschleunigern und deren Zukunft.
Eine der großen Fragen der Teilchenphysik war lange Zeit, woher die Elementarteilchen ihre Masse bekommen. Mit dem Higgs-Teilchen lässt sich dieses Rätsel lösen.
Im Interview berichtet Andreas Hoecker von den Vorbereitungen für die dritte Betriebsphase des Large Hadron Collider.
Der LHC ist der derzeit leistungsfähigste Beschleuniger der Welt. Hier bringen Physiker Teilchen bei bisher unerreichten Energien zum Zusammenstoß.
Äquivalenzprinzip
Im Interview berichtet Claus Lämmerzahl, wie die Satellitenmission MICROSCOPE ein grundlegendes Prinzip der Physik erneut bestätigte.
Higgs-Teilchen
Am Large Hadron Collider gelang es zwei Forscherteams unabhängig voneinander, den Zerfall des Higgs-Teilchens in sogenannte Bottom-Quarks zweifelsfrei nachzuweisen.
Nicht alle Prozesse in der Elementarteilchenphysik gehorchen fundamentalen Symmetrien. Nun haben Forscher eine weitere Ausnahme entdeckt.
KATRIN
Was die ersten Messergebnisse der Neutrinowaage KATRIN für die zukünftige Forschung bedeuten, erklärt Christian Weinheimer im Interview.
Eine neue organische Solarzelle lässt fast die Hälfte des Sonnenlichts hindurch, während sie gut zehn Prozent des einfallenden Lichts in elektrischen Strom umwandelt.
Windenergie
Simulationen zeigen, dass bodennahe Windbrecher die Stromerzeugung in Windparks steigern können.
Relativitätstheorie
Ein Forscher präsentiert nun einen neuen theoretischer Ansatz für eine Art „Warp-Antrieb“.
Regenerative Energien
Neue Analysen zeigen, wie viel leiser Rotorblätter mit speziell aufgefächerten Hinterkanten sind.
Ein neues Minikraftwerk erzeugt mithilfe der Wassermoleküle in feuchter Luft hohe elektrische Spannungen – und eignet sich damit als mobile Stromquelle.
GERDA
Auch die zweite Phase des GERDA-Experiments liefert keine Hinweise darauf, dass Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen sind.
Wissenschaftler erzeugen erstmals einen Zeitkristall, der wie ein normaler Kristall periodisch angeordnet ist – nur nicht im Raum, sondern in der Zeit.
Neutrinoexperiment
Erstmals konnten Wissenschaftler eine bereits vor Jahrzehnten vorhergesagte Wechselwirkung von Neutrinos mit Atomkernen nachweisen.
Entdecken Sie in unserer Themensammlung, in welch unterschiedlichen Phänomenen Symmetrien in der Physik eine Rolle spielen.
Wissenschaftler berichten über das enorme Potenzial und die Realisierbarkeit einer bislang ungenutzten Stromquelle – der Verdunstung von Wasser.
Durch die geschickte Wahl von Materialien steigern Wissenschaftler den Wirkungsgrad einer Tandemzelle auf 17,3 Prozent.
Neutrinos
Der Ursprung von Neutrinos aus den Tiefen des Weltalls blieb bislang rätselhaft. Forscher machten nun eine mögliche Quelle aus.
Eine neue Solarzelle ist zehnfach dünner als herkömmliche Dünnschichtzellen – erreicht dank eines raffinierten Tricks aber dennoch einen hohen Wirkungsgrad.
Gravitation
Ein System aus einem Neutronenstern und zwei Weißen Zwergen verhält sich genau wie von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt.
Ein neuer Prototyp verringert den Verlust von Ladungsträgern und zeigt gleichzeitig über viele Stunden einen hohen Wirkungsgrad.
Erde
Nach dreijähriger Stagnation steigen die globalen Emissionen von Kohlendioxid im laufenden Jahr 2017 wieder an, da mehr fossile Brennstoffe verfeuert werden.
Energiegewinnung
Winzige Nanofäden aus Proteinmolekülen erzeugen allein durch die Luftfeuchtigkeit genügend Energie, um Sensoren oder Leuchtdioden zu betreiben.
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.
In den Morgenstunden sind Perowskitsolarzellen besonders effizient. Das zeigt ein neues Testverfahren unter realitätsnahen Umweltbedingungen.
Wissenschaftler erhaschen einen Blick ins Erdinnere – nicht etwa durch geologische Messungen, sondern mithilfe von Daten des Neutrinoobservatoriums IceCube.
Astronomen beobachten erstmals sowohl mithilfe elektromagnetischer Strahlung als auch mithilfe von Gravitationswellen, wie zwei Neutronensterne kollidieren.
Seit 2007 fahnden Forscher mit dem Experiment Borexino nach Neutrinos aus Fusionsreaktionen in der Sonne. Nun veröffentlichen sie eine umfassende Analyse der Messdaten.
Neutrino-Observatorium IceCube weist erstmals hochenergetische Neutrinos aus den Tiefen des Alls nach.
Neutrino
Mit dem Teilchendetektor IceCube konnten Forscher zeigen, dass eine bisher nur hypothetische Art von Neutrinos wohl nicht existiert.
Sensoren des Experiments IceCube am Südpol finden keinen Zusammenhang zwischen Neutrinos aus dem All und Gammastrahlungsausbrüchen.
Preise
Der Physiknobelpreis 2017 wird für die erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen verliehen.
Ein Frequenzvergleich von zwölf Atomuhren bestätigt, dass ihr Takt unabhängig von ihrer Position ist – wie von Albert Einsteins Theorie vorhergesagt.
Eine zusätzliche Schutzschicht ermöglicht es erstmals, mit Perowskitsolarzellen länger als fünf Jahre Solarstrom ohne große Verluste zu erzeugen.
Preis geht an Francois Englert und Peter Higgs für die Entwicklung des Higgs-Mechanismus.
Erderwärmung
Die globale Erwärmung hat auch Folgen für das künftige Potenzial von Wind-, Solar- und Wasserkraftwerken, wobei es regional starke Unterschiede geben dürfte.
Forscher haben neue supraleitende Qubits entwickelt, die schon bei deutlich höheren Temperaturen funktionieren und damit enorme Kosten einsparen.
Bose-Einstein-Kondensate
An Bord einer Forschungsrakete haben Physiker eine ultrakalte Atomwolke erzeugt – und damit das erste Bose-Einstein-Kondensat im Weltall.
Wärmekraftmaschinen
Ein neu entwickelter Nanogenerator wandelt Wärme ganz ohne mechanische Bauteile direkt in Strom um.
Quantensimulatoren
Wissenschaftlern ist es gelungen, die quantenmechanischen Eigenschaften einer Atomwolke auch nach einer starken Expansion zu erhalten.
Ein neuartiges Zwei-Qubit-System auf der Basis von Quantenpunkten ließ sich mit relativ geringem Aufwand fertigen, programmieren und auslesen.
Satellit
Wissenschaftlern ist die technisch anspruchsvolle Aufgabe geglückt, via Satellit sogenannte Quantenschlüssel zwischen zwei Bodenstationen auszutauschen.
Physiker haben erstmals die quantenmechanischen Zustände von geladenen Molekülen kontrolliert verändert und gemessen.
Wissenschaftler stellen einen neuen Bauplan für einen universellen Quantencomputer vor, der sich beliebig skalieren ließe.
Verschränkung
Forscher erzeugten drei verschränkte Photonen und untersuchten deren Eigenschaften, die eine wichtige Rolle in quantenmechanischen Anwendungen spielen.
Quantensimulator
Mit ultrakalten Atomen – gefangen in optischen Gittern – können Physiker komplexe Quantensysteme simulieren.
Physiker stellen einen neuen Rekord für die Präzision einer Atomuhr auf, indem sie Strontiumatome in ein dreidimensionales Lichtgitter einsperren.
Quantenkommunikation
Mithilfe von Quantenpunkten haben Forscher zuverlässig Paare aus verschränkten Lichtteilchen erzeugt, die sich für die Quantenkommunikation nutzen lassen.
Auf der Internationalen Raumstation haben Wissenschaftler eine Wolke aus Atomen extrem abgekühlt und so einen ganz besonderen Materiezustand erzeugt.
Forschern gelingt es, 219 Berylliumionen mit magnetischen Feldern einzufangen und quantenmechanisch miteinander zu koppeln.
Forscher haben einen flexibel programmierbaren Quantencomputer mit fünf Ionen entwickelt und getestet.
Chemische Synthese
Forschern ist es gelungen, zwei einzelne Atome mithilfe von Laserlicht kontrolliert miteinander reagieren zu lassen.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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