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Physik hinter den Dingen
Bei Sonnenfinsternissen schiebt sich der Mond zwischen Erde und Sonne und verdeckt diese teilweise oder sogar total.
Wohl jeder hat schon darüber gestaunt: Der Vollmond geht auf – und erscheint uns von ungewöhnlicher Größe. Für diese Erscheinung kursieren verschiedene Erklärungen.
Drei Dinge wären beim lunaren Fußball besonders zu beachten: Die Anziehungskraft ist geringer, es gibt keinen Luftwiderstand und der Rasen ist nicht grün …
Teilchen
An Teilchenbeschleunigern stellen Physiker Bedingungen wie kurz nach dem Urknall her. Sollte es dann nicht auch gelingen, Teilchen der Dunklen Materie herzustellen?
Universum
Wenn sich die Dunkle Materie im Urknall gebildet hat, sollten wir dann nicht in Bereichen großer Konzentration heute noch ihre Zerstrahlung beobachten können?
Müsste die Dunkle Materie nicht auch mit Teilchendetektoren nachweisbar und vielleicht sogar an großen Teilchenbeschleunigern künstlich herstellbar sein?
Mit CRESST sollen erstmals die hypothetischen Teilchen der Dunklen Materie direkt nachgewiesen werden. Neuartige und hochempfindliche Messverfahren sind hierfür nötig.
EDELWEISS ist ein Experiment zur direkten Suche nach der Dunklen Materie. Das Prinzip besteht in der Streuung solcher Teilchen in einem Germanium-Kristall.
An Bord der Internationalen Raumstation ISS vermisst AMS-02 die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung mit bisher unerreichter Präzision.
Aus der Teilchenphysik könnten Antworten auf Fragen zur Dunklen Materie und Dunklen Energie kommen.
Albert Einstein und die Relativitätstheorie
Navigationssysteme, Uhren und Partikel in Teilchenbeschleunigern gehorchen zum Beispiel der Relativitätstheorie. Die Physik dahinter lässt sich auch ohne Mathematik nachvollziehen.
Preise
Alljährlich verleiht die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm den Physiknobelpreis. Hier stellen wir die Preisträger der vergangenen Jahre vor.
Nach gängiger Theorie entstand das Universum vor etwa 14 Milliarden Jahren aus dem Urknall. Doch wie hat es sich bis heute entwickelt und wie sieht die Zukunft aus?
Zwar scheint der Kosmos voll von strahlenden Sternen und leuchtenden Gaswolken zu sein. Doch der Eindruck trügt.
Mit ein bisschen Nachdenken zeigt sich, dass die Äquivalenz von Energie und Masse eine unvermeidliche Konsequenz der relativistischen Physik ist.
Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat – diese Formel begegnet nicht nur Physikern, sondern uns allen immer wieder.
Im Zentrum von Abell 520 gibt es kaum Galaxien – aber sehr viel Dunkle Materie.
Forscher finden in der Nähe der Sonne viel weniger Dunkle Materie als angenommen – Erwartungen aus dem Standardmodell der Kosmologie werden damit nicht erfüllt.
Die Verteilung von Satellitengalaxien und Sternströmen in der Galaxis widerspricht dem kosmologischen Standardmodell.
Forscherstreit geht in die nächste Runde – Sternbewegungen deuten auf mehr Dunkle Materie als vermutet.
Selbstlernender Algorithmus beschreibt die Dynamik und Strukturentstehung der Galaxien im heutigen Universum.
Modifizierte Newtonsche Dynamik erklärt Rotation elliptischer Galaxien – ohne die Annahme unbekannter Teilchen.
Ionenfalle
Für ihre Experimente an einzelnen Quantenteilchen erhielten David Wineland und Serge Haroche den Physik-Nobelpreis 2012.
Erste Ergebnisse des Teilchendetektors AMS an der Internationalen Raumstation bestätigen Antiteilchenüberschuss – eine Erklärung liefern sie aber noch nicht.
Ein direkter Nachweis der Dunklen Materie steht bis heute aus. Mit Experimenten wie CRESST und XENON100 wollen Forscher das kosmische Rätsel lösen.
Neu entdeckter Zusammenhang erlaubt Datierung der Kollision der Ur-Erde mit einem marsgroßen Himmelskörper.
Technik
Weltweit streben Physiker nach immer genaueren Uhren – ob für die Navigation per Satellit oder die Überprüfung fundamentaler Naturgesetze.
Jüngste Ergebnisse des Weltraumexperiments AMS sind in guter Übereinstimmung mit Paarvernichtung exotischer Elementarteilchen.
Preise, Politik und Institutionen
Der Physiknobelpreis 2014 geht an Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura für die „Erfindung effizienter blauer LEDs“.
Ein neues Verfahren zeigt, dass sich die Rotation der Galaxis nicht allein mit der sichtbaren Materie erklären lässt.
LHC-Experiment
Mit dem Fund des Higgs-Bosons sind nun alle Teilchen im Standardmodell der Teilchenphysik nachgewiesen. Es gilt also, neue Physik zu entdecken.
Untersuchung von 72 Zusammenstößen von Galaxienhaufen liefert Informationen über die mysteriösen Partikel der Dunklen Materie.
In der Kollision mehrerer Galaxien beobachten Astronomen eine Verteilung Dunkler Materie, die auf eine Selbstwechselwirkung hindeutet.
Kollision zwischen Protoerde und marsgroßem Himmelskörper hinterließ Spuren im Asteroidengürtel, die per Meteorit wieder zur Erde gelangten.
Mond
Von der Erde aus ist die Rückseite des Mondes nie zu sehen. Verantwortlich dafür ist ein Effekt der Gezeitenkräfte, die von unserem Planeten ausgeübt werden.
Neue Experimente entziehen bisherigen Annahmen über die Universumskomponenten teilweise die Grundlage.
Der Physiknobelpreis 2015 wird für die Entdeckung der Neutrinooszillationen vergeben.
Mit dem AMS-02-Experiment an Bord der internationalen Raumstation untersuchen Wissenschaftler seit einigen Jahren die Eigenschaften der kosmischen Strahlung.
Vor 4,5 Milliarden Jahren führte eine riesige Kollision zur Entstehung des Mondes.
Sonnensystem
Forscher fanden jetzt heraus, dass Kometen als Lieferanten flüchtiger Substanzen offenbar eine nur untergeordnete Rolle spielten.
Einige Monate nach der ersten Entdeckung von Gravitationswellen kann die Gravitationswellenastronomie schon einen zweiten Erfolg vorweisen.
Astronomen wollen gewissermaßen den Schatten eines Schwarzen Lochs beobachten – das wäre der erste direkte Nachweis, dass diese Objekte existieren.
Erde
Ein genauer Taktschlag von optischen Strontium-Gitteruhren ermöglicht sehr genaue Höhenmessungen.
Erdtrabant
Messungen der Mondsonde LADEE liefern überraschende Einblicke in die extrem dünne Exosphäre des Erdtrabantens.
Der Physiknobelpreis 2016 wird „für die theoretische Entdeckung von topologischen Phasenübergängen und topologischen Phasen von Materie“ verliehen.
Seit 2009 spürten Forscher insgesamt 222 neue Krater auf dem Erdtrabanten auf und damit ein Drittel mehr als erwartet.
Das Mare Orientale auf dem Mond ist ein großes Einschlagbecken mit drei Ringgebirgen, aber keiner dieser Ringe entspricht dem ursprünglichen Krater.
Ein neues Szenario beschreibt, wie der Mond zu seiner chemischen Zusammensetzung und seiner heutigen Umlaufbahn kam.
Forscher berechneten die Masse des Axions – eines Teilchens, das bisher nur in der Theorie existiert und als Kandidat für Dunkle Materie gehandelt wird.
Für jede Tonne Kohlendioxid, die ein Mensch irgendwo auf der Erde freisetzt, schwindet das sommerliche Meereis in der Arktis um drei Quadratmeter.
Die Kopplung von zwei Ytterbium-Atomuhren sorgt für ein besonders gleichmäßiges Ticken der Uhren.
Die Untersuchung von 15 Millionen Galaxienbildern liefert ein überraschendes Ergebnis.
Nobelpreis für Physik
Der Physiknobelpreis wurde 2016 „für die theoretische Entdeckung von topologischen Phasenübergängen und topologischen Phasen der Materie” verliehen.
Materie
Wissenschaftler haben untersucht, wie sich an Aerosolpartikeln in der Erdatmosphäre kleine Eiskristalle bilden.
Computersimulationen zufolge könnte sich der Erdtrabant durch viele kleine Einschläge statt durch eine einzige große Kollision gebildet haben.
Forschung – gefördert vom BMBF
Neue Physik, Dunkle Materie, Higgs-Teilchen – das alles soll der Teilchendetektor ATLAS entdecken. Dafür will ihn der neue Sprecher Karl Jakobs fit machen.
Dunkle Materie
Vor zehn Milliarden Jahren bestanden Galaxien wohl hauptsächlich aus Gas und Staub – Dunkle Materie spielte eine geringere Rolle als erwartet.
Obwohl die durchschnittliche Temperatur von 1998 bis 2012 global nur schwach anstieg, hält die langfristige Erderwärmung an.
In der kosmischen Strahlung haben Forscher nach Spuren von Dunkler Materie gesucht – und möglicherweise welche gefunden.
XENON1T ist der weltweit empfindlichste Detektor für die direkte Suche nach Dunkler Materie, wie die Daten der ersten dreißig Messtage zeigen.
Eine mögliche Quelle für Positronen – die Antiteilchen von Elektronen – in der Milchstraße könnten seltene Sternexplosionen sein.
Mit den beiden Experimenten CRESST und XENON wollen Forscher bislang hypothetische Teilchen der Dunklen Materie aufspüren.
Eine Gesteinsprobe von Apollo 15 zeigt, dass der Dynamo des Erdtrabanten eine Milliarde Jahre länger aktiv war als bislang angenommen.
Daten von zahlreichen Messstationen über einen Zeitraum von fünfzig Jahren zeigen, welchen Einfluss der Klimawandel auf Hochwasser in Europa hat.
Starker Vulkanismus im Nordatlantik könnte vor 56 Millionen Jahren einen rasanten globalen Temperaturanstieg verursacht haben.
Der Physiknobelpreis 2017 wird für die erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen verliehen.
Physiker stellen einen neuen Rekord für die Präzision einer Atomuhr auf, indem sie Strontiumatome in ein dreidimensionales Lichtgitter einsperren.
Astronomen beobachten erstmals sowohl mithilfe elektromagnetischer Strahlung als auch mithilfe von Gravitationswellen, wie zwei Neutronensterne kollidieren.
Nach dreijähriger Stagnation steigen die globalen Emissionen von Kohlendioxid im laufenden Jahr 2017 wieder an, da mehr fossile Brennstoffe verfeuert werden.
Physikalische Größen
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.
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.
Galaxienentwicklung
Etliche Zwerggalaxien rund um die 13 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie Centaurus A bewegen sich offenbar in einer Ebene – und damit anders als erwartet.
Zeitmessung
Eine hochgenaue Atomuhr, die in einen Anhänger passt – mit dieser Neuentwicklung können Forscher nun die Erde vermessen.
Wirbelstürme
Die Energie und die Zerstörungskraft eines Orkans sind beeindruckend. Doch die Natur ruft noch weitaus kräftigere Windströmungen auf der Erde hervor: die Hurrikane.
Kosmische Hintergrundstrahlung
Rund 180 Millionen Jahre nach dem Urknall war das Wasserstoffgas im Kosmos offenbar deutlich kälter als vom kosmologischen Standardmodell vorhergesagt.
Eine Isotopenanalyse deutet darauf hin, dass Erde und Mond aus der Kollision zweier etwa gleich großer Protoplaneten hervorgingen.
Allgemeine Relativitätstheorie
In der 257. Folge unseres Podcasts spricht Christof Wetterich über die historische Entwicklung einer physikalischen Konstante, die Einstein einst in die Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie einführte.
Gravitationstheorien
Astronomen beobachten eine Galaxie, die nicht ins Bild passt – und alternative Gravitationstheorien infrage stellt.
Meeresströmungen
Wassertemperaturen und Sedimentproben belegen, dass die Umwälzströmung im Atlantik seit Beginn der Industrialisierung an Kraft verliert.
Kernuhren
Der Atomkern des Elements Thorium-229 soll zukünftig als Taktgeber für einen neuartigen Typ von Atomuhren dienen.
Kosmologie
In der 261. Folge unseres Podcasts spricht Raimund Strauß über eine unsichtbare und bislang unbekannte Form der Materie, die rund achtzig Prozent der Materie im Universum ausmachen soll.
Im Teilchenbeschleuniger SuperKEKB in Japan prallen Elektronen und deren Antiteilchen aufeinander, um Hinweise auf eine Physik jenseits des Standardmodells zu liefern.
Äquivalenzprinzip
Ein Frequenzvergleich von zwölf Atomuhren bestätigt, dass ihr Takt unabhängig von ihrer Position ist – wie von Albert Einsteins Theorie vorhergesagt.
Gletscher
Wo Gletschereis schwindet, hebt sich der Erdmantel. Nahe der Amundsensee läuft diese Bewegung schneller ab als bisher angenommen – gute Nachrichten für die Gletscher.
Gravitation
Ein System aus einem Neutronenstern und zwei Weißen Zwergen verhält sich genau wie von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt.
Physiker haben eine hochpräzise Atomuhr für den Weltraum entwickelt, mit der sich unter anderem die Genauigkeit von Navigationsdaten verbessern lässt.
Himmelsbeobachtung
In der Nacht vom 27. auf den 28. Juli fand die längste totale Mondfinsternis dieses Jahrhunderts statt. Hier erklären wir, was sich dabei am Himmel abspielt.
Der Nobelpreis für Physik wird dieses Jahr zur Hälfte an Arthur Ashkin verliehen, zur anderen Hälfte gemeinsam an Gérard Mourou und Donna Strickland „für bahnbrechende Erfindungen auf dem Gebiet der Laserphysik“.
Astronomie
In der 271. Folge unseres Podcasts erklärt Joachim Wambsganß, warum Sterne oder Galaxien durch ihre Schwerkraft wie eine Linse wirken können und wie man sich diesen Gravitationslinseneffekt zunutze macht.
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.
Laserphysik
In der 276. Folge des Podcasts erklären Matthias Rief und Oswald Willi, wofür Arthur Ashkin, Gérard Mourou und Donna Strickland den Nobelpreis erhielten.
In der 278. Folge unseres Podcasts erklärt Fritz Riehle, warum Forscher auf dem gesamten Globus an einer neuen Generation von Atomuhren arbeiten.
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.
Spezielle Relativitätstheorie
Der Vergleich zweier Atomuhren bestätigt eine grundlegende Hypothese der Speziellen Relativitätstheorie.
Der Mond entstand vermutlich durch den Zusammenstoß eines marsgroßen Himmelskörpers mit der Urerde – die damals offenbar von einem Ozean aus flüssigem Magma bedeckt war.
Klimageschichte
Die Analyse von Korallen zeigt, wie sich das Klimaphänomen El Niño in den vergangenen vier Jahrhunderten entwickelte.
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.
Raumfahrt
In der 289. Folge skizziert Harald Hiesinger, was wir heute über den Erdtrabanten wissen und wie die bemannte Erforschung des Mondes dazu beitrug.
Klimawandel
Anders als bei vergangenen Klimaschwankungen erwärmt sich das Klima auf der gesamten Welt gegenwärtig so schnell wie nie.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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