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Symmetrie
Fraktal heißen Objekte, bei denen das Ganze seinen Bestandteilen ähnelt: Darunter fallen Bäume und Kristalle, aber auch Ansammlungen von Galaxienhaufen.
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…
Universum
Gewaltige Sternexplosionen setzen binnen Sekunden so viel Energie frei wie alle Sterne im Weltall zusammen im selben Zeitraum. Doch noch gibt es davon nur Simulationen.
Technik
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.
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.
Erneuerbare Energien
Um Sonnenlicht in elektrischen Strom umzuwandeln, gibt es im Wesentlichen zwei verschiedene Wege: Photovoltaik und Solarthermie.
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.
Bis heute ist unklar, wie die kompakten Objekte genau aussehen. Durch den Nachweis von Gravitationswellen könnten die Theoretiker Ihre Modelle testen.
Teilchen
Im ASACUSA-Projekt am CERN suchen Forscher nach Unterschieden zwischen Materie und Antimaterie.
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.
Symmetrien
Entdecken Sie in unserer Themensammlung, in welch unterschiedlichen Phänomenen Symmetrien in der Physik eine Rolle spielen.
Verschmelzen supermassereiche Schwarze Löcher, beeinflussen sie damit die Ankunftszeit von Radiopulsen auf der Erde.
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.
Phänomene der Thermodynamik
Entropie begrenzt die Umwandlung von thermischer Energie in mechanische Energie. Dadurch sorgt sie für Irreversibilität.
Symmetrien bilden das Grundgerüst, auf dem viele physikalische Theorien beruhen. Das Standardmodell der Elementarteilchen ist dabei in seinem Kern symmetrisch aufgebaut.
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.
Bei der Verschmelzung Schwarzer Löcher sollten eigentlich Gravitationswellen entstehen. Doch diese lassen sich bislang nicht aufspüren.
Pulsare sind die kompaktesten Körper im Universum. Das macht sie zu idealen Testkörpern für die Allgemeine Relativitätstheorie.
Schwingungen der Raumzeit könnten Spuren in ultrakalten Gaswolken hinterlassen.
Physik hinter den Dingen
Heiß oder kalt? Das hängt von der durchschnittlichen Energie ab, mit der sich Teilchen in einem Gas, einer Flüssigkeit oder einem Festkörper bewegen.
Eine Erschütterung einer frisch geöffneten Bierflasche kann zu einer starken Schaumbildung und einem Überlaufen des Bieres führen. Dahinter stecken kleine implodierende Kohlendioxidblasen, deren Volumen explosionsartig anwächst.
Astronomen beenden ihre elfjährige Untersuchung von 24 Pulsaren ohne Ergebnis, wollen aber weitersuchen.
Der Physik-Nobelpreis 2015 wurde die Entdeckung der Neutrinooszillationen geehrt. Es ist bereits der vierte Nobelpreis für die Neutrinophysik in 30 Jahren.
Mit dem AMS-02-Experiment an Bord der internationalen Raumstation untersuchen Wissenschaftler seit einigen Jahren die Eigenschaften der kosmischen Strahlung.
In einem Bose-Einstein-Kondensat aus Rubidiumatomen trennten Physiker zwei überlagerte Wellenpakete einen halben Meter voneinander.
Öffnet man eine Champagner- oder Sektflasche, stört man ein thermodynamisches Gleichgewicht – mit bekannten Folgen.
Antimaterie
Forscher am CERN messen mit neuer Genauigkeit, dass die Ladung von Antiwasserstoff-Atomen geringer als der milliardste Teil der Elementarladung ist.
Zum Start von LISA Pathfinder erzählt Roland Haas, warum die neuen Weltraumdetektoren fündig werden müssten – und was passiert, wenn nicht.
Verzerrungen der Raumzeit versprechen neue Erkenntnisse über den Kosmos. Allerdings ist ihre Beschreibung abstrakt und die Beobachtung schwierig.
Über fünfzig Jahre suchten Wissenschaftler nach Gravitationswellen. Am 11. Februar 2016 verkündeten Forscher, dass sie welche entdeckt hatten.
Verschmelzende Schwarze Löcher durch Gravitationswellen beobachtet – Welt der Physik sprach mit den beteiligten Forschern Bruce Allen und Harald Lück darüber, wie die Entdeckung abgelaufen ist.
Wissenschaftler konnten Verzerrungen der Raumzeit nachweisen, die Einstein bereits vor hundert Jahren vorhersagte.
Forscher lassen Goldwürfel in einem Satelliten frei fallen, um Messtechniken im Weltraum für stark niederfrequente Gravitationswellen zu testen.
Die LIGO-Detektoren haben ein zweites Signal verschmelzender Schwarzer Löcher nachgewiesen, das die erste Entdeckung bestätigt.
Einige Monate nach der ersten Entdeckung von Gravitationswellen kann die Gravitationswellenastronomie schon einen zweiten Erfolg vorweisen.
Computersimulationen verbinden Modelle der Sternentwicklung mit Schwingungen der Raumzeit.
Im BASE-Experiment sind Forscher dem entscheidenden Unterschied zwischen Materie und Antimaterie auf der Spur.
Forschung – gefördert vom BMBF
Forscher entwickeln einen neuen Detektor für das Belle-II-Experiment, das Phänomene jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik aufspüren soll.
Erde
Für jede Tonne Kohlendioxid, die ein Mensch irgendwo auf der Erde freisetzt, schwindet das sommerliche Meereis in der Arktis um drei Quadratmeter.
Neue Messungen bestätigen die Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie: Proton- und Antiprotonmasse stimmen innerhalb der Messgenauigkeit überein.
Wissenschaftler haben untersucht, wie sich an Aerosolpartikeln in der Erdatmosphäre kleine Eiskristalle bilden.
Neue Messungen bestätigen die Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie mit hoher Genauigkeit.
Jahresrückblicke
Der erste direkte Nachweis von Gravitationswellen, ein überraschender Physiknobelpreis und eine Bruchlandung auf dem Mars – auch 2016 wurde es nicht langweilig.
Wissenschaftler erzeugen erstmals einen Zeitkristall, der wie ein normaler Kristall periodisch angeordnet ist – nur nicht im Raum, sondern in der Zeit.
Obwohl die durchschnittliche Temperatur von 1998 bis 2012 global nur schwach anstieg, hält die langfristige Erderwärmung an.
Wie bei den ersten beiden Nachweisen mit LIGO entstanden die beobachteten Wellen bei der Verschmelzung von zwei Schwarzen Löchern.
Daten von zahlreichen Messstationen über einen Zeitraum von fünfzig Jahren zeigen, welchen Einfluss der Klimawandel auf Hochwasser in Europa hat.
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.
LIGO
Gravitationswellensignale liefern Hinweise darauf, wie sich Doppelsysteme aus Schwarzen Löchern bilden.
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…
Starker Vulkanismus im Nordatlantik könnte vor 56 Millionen Jahren einen rasanten globalen Temperaturanstieg verursacht haben.
Wissenschaftler berichten über das enorme Potenzial und die Realisierbarkeit einer bislang ungenutzten Stromquelle – der Verdunstung von Wasser.
Preise
Der Physiknobelpreis 2017 wird für die erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen verliehen.
Astronomen beobachten erstmals sowohl mithilfe elektromagnetischer Strahlung als auch mithilfe von Gravitationswellen, wie zwei Neutronensterne kollidieren.
In einem deutsch-schwedischen Projekt untersuchen Wissenschaftler, wie sich der Wirkungsgrad einer neuen Klasse von Solarzellen steigern lässt.
Nach dreijähriger Stagnation steigen die globalen Emissionen von Kohlendioxid im laufenden Jahr 2017 wieder an, da mehr fossile Brennstoffe verfeuert werden.
Gravitationswellen
In der 251. Folge unseres Podcasts erklärt Karsten Danzmann vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover, warum die Entdeckung von Gravitationswellen schon bald Routine sein wird.
Um einen extrem seltenen Teilchenzerfall aufzuspüren, wollen Wissenschaftler das Experiment GERDA unter dem Gran-Sasso-Massiv in Italien erweitern.
Auch in diesem Jahr machten Gravitationswellen wieder Schlagzeilen. Außerdem glückte die Quantenkommunikation per Satellit und der weltweit leistungsfähigste Röntgenlaser ging in Betrieb.
Wirbelstürme
Die Energie und die Zerstörungskraft eines Orkans sind beeindruckend. Doch die Natur ruft noch weitaus kräftigere Windströmungen auf der Erde hervor: die Hurrikane.
Meeresströmungen
Wassertemperaturen und Sedimentproben belegen, dass die Umwälzströmung im Atlantik seit Beginn der Industrialisierung an Kraft verliert.
Gletscher
Wo Gletschereis schwindet, hebt sich der Erdmantel. Nahe der Amundsensee läuft diese Bewegung schneller ab als bisher angenommen – gute Nachrichten für die Gletscher.
Photovoltaik
Ein neuer Prototyp verringert den Verlust von Ladungsträgern und zeigt gleichzeitig über viele Stunden einen hohen Wirkungsgrad.
Durch die geschickte Wahl von Materialien steigern Wissenschaftler den Wirkungsgrad einer Tandemzelle auf 17,3 Prozent.
Marine Geophysik
Unter den Meeren schlummern gigantische Süßwasservorkommen. Geophysiker haben sich vor der Küste Maltas auf die Suche danach gemacht.
Grönland
Die Gletscher von Grönland tauten 2012 an der Oberfläche so stark wie nie zuvor in den vergangenen 350 Jahren. Das belegt nun eine Analyse von Eisbohrkernen.
Das Potenzial von Solarzellen ist noch lange nicht ausgeschöpft – verbesserte Bauweisen und neue Materialien könnten den Wirkungsgrad deutlich erhöhen.
Geophysik
In der 281. Folge des Podcasts erklärt Angelika Humbert, warum nahezu alle Gletscher an Masse verlieren und was das für das Klimasystem des gesamten Planeten bedeutet.
Energie
In der 282. Folge des Podcasts erläutert André Thess, warum neben dem Kochbuch auch die Physik ein guter Ratgeber in der Küche sein kann.
Am 1. April startet die neue Messkampagne des Gravitationswellenobservatoriums LIGO. Dazu ein Interview mit Karsten Danzmann.
Klimageschichte
Die Analyse von Korallen zeigt, wie sich das Klimaphänomen El Niño in den vergangenen vier Jahrhunderten entwickelte.
In den Morgenstunden sind Perowskitsolarzellen besonders effizient. Das zeigt ein neues Testverfahren unter realitätsnahen Umweltbedingungen.
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.
Teilchenphysik
Nicht alle Prozesse in der Elementarteilchenphysik gehorchen fundamentalen Symmetrien. Nun haben Forscher eine weitere Ausnahme entdeckt.
Klimawandel
Anders als bei vergangenen Klimaschwankungen erwärmt sich das Klima auf der gesamten Welt gegenwärtig so schnell wie nie.
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.
Eine neue Solarzelle ist zehnfach dünner als herkömmliche Dünnschichtzellen – erreicht dank eines raffinierten Tricks aber dennoch einen hohen Wirkungsgrad.
Erdvermessung
Wie die Satelliten von GRACE Follow-On das Erdschwerefeld vermessen und welche Ziele die Mission verfolgt, erklärt Gerhard Heinzel im Interview.
Grundkräfte
In der 294. Folge des Podcasts erklärt Angnis Schmidt-May, warum die Gravitation vielleicht die mysteriöseste unter den vier fundamentalen Kräften der Natur ist.
Klima
In der 295. Folge des Podcasts verrät Hauke Schmidt, wie die Lufthülle um unseren Planeten aufgebaut ist und welche Rolle sie im Klimasystem unseres Planeten spielt.
In der 296. Folge unseres Podcasts erklärt Guy Brasseur, wie Klimamodelle funktionieren und welche Fragen sie beantworten.
Permafrost
Im Interview erklärt Torsten Sachs, welchen Einfluss der Permafrost auf das Klima unseres Planeten hat.
Sogenannte Latentwärmespeicher halten uns im Winter warm – indem sie ein Phänomen der Thermodynamik nutzen.
Ein Meteoriteneinschlag vor etwa 2,3 Milliarden Jahren formte nicht nur den Yarrabubba-Krater, sondern löste womöglich auch den damaligen Klimawandel auf der Erde aus.
Wie sich mithilfe von Bohrungen im Südpazifik das Klima vor 56 Millionen Jahren analysieren lässt, erklärt Ursula Röhl im Interview.
Eine neue Studie zeigt den Zusammenhang zwischen der Erderwärmung und extremen Hitzeperioden im Sommer auf der Nordhalbkugel.
Energiegewinnung
Winzige Nanofäden aus Proteinmolekülen erzeugen allein durch die Luftfeuchtigkeit genügend Energie, um Sensoren oder Leuchtdioden zu betreiben.
Atomphysik
Neue Analyse, altes Ergebnis: Zwischen gewöhnlichem Wasserstoff und Antiwasserstoff lässt sich kein Unterschied feststellen.
Thermodynamik
Im Interview erklärt Dietmar Block, wie sich die Grundlagen der Thermodynamik anhand eines Modellsystems erforschen lassen.
Erderwärmung
Eine neue Studie zeigt, dass bei einer ungebremsten Erderwärmung etwa die Hälfte aller Strände weltweit bis zum Ende des Jahrhunderts verschwindet.
Neue Analysen zeigen, dass in Zukunft häufiger Hitze, Starkregen und Dürre als bisher angenommen drohen.
Klimaforschung
Ein neues Gesetz beschreibt, wie Gletscher – abhängig vom Untergrund – vom Festland ins Meerwasser rutschen.
Erdklima
Im Interview erläutert Christoph Spötl, wie er und seine Kollegen mithilfe von Tropfsteinen ein Rätsel der Klimaforschung untersuchen.
Mithilfe von Laserlicht analysierten Klimaforscher die Eisverluste auf Grönland und am Südpol, die seit 2003 zu einem Anstieg des Meeresspiegel um 14 Millimeter führten.
Um zukünftige Flutschäden besser abzuschätzen, haben Forscher das Risiko von regionalen Überflutungen nun im Detail bis zum Jahr 2100 analysiert.
Solarenergie
In der 307. Folge erklärt Ulrich Kleinekathöfer, wie Pflanzen, Algen und manche Bakterien einfallendes Licht in chemische Energie umwandeln.
In der 309. Folge erklärt Stefan Bühler, wie Treibhausgase die Erde erwärmen und welche Rolle das von Menschen produzierte Kohlenstoffdioxid dabei spielt.
Mit den Gravitationswellendetektoren LIGO und Virgo haben Wissenschaftler ein überraschendes Doppelsystem aufgespürt.
Umweltbelastung
Feinste Plastikpartikel aus dem Straßenverkehr werden nicht nur über Flüsse in die Weltmeere transportiert, sondern auch über die Luft bis in die Arktis getragen.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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