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Universum
Aus den Tiefen des Kosmos kommt nicht nur Licht – also elektromagnetische Strahlung – zu uns: Die Erde ist einem ständigen Bombardement von Teilchen ausgesetzt.
Teleskope auf entlegenen Bergen, Forschungssatelliten im Weltraum: Nacht für Nacht, Tag für Tag versuchen Astronomen, die Geheimnisse des Universums zu entdecken.
Der alltägliche Sprachgebrauch von „astronomischen Zahlen“ meint Werte, die mit normalem Verstand nicht fassbar sind. Wie misst man „astronomischen Entfernungen“?
Teilchen
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.
Sterne gibt es unzählig im Universum. Sie sind die Elementfabriken im Kosmos. Je nach ihrer Masse kann die Entwicklung und Lebensdauer ganz unterschiedlich sein.
Wie die Bausteine von Atomen miteinander wechselwirken, beschreibt die Quantenchromodynamik. Um die Gleichungen dahinter exakt zu lösen, wenden Physiker einen Trick an.
Wie ein universelles Spinmodell nahezu alle Phänomene der klassischen Physik beschreiben kann, erzählt die Quantenphysikerin Gemma De las Cuevas.
Kuratorium
Das Kuratorium von Welt der Physik von April 2014 bis März 2016
Forschung – gefördert vom BMBF
Das Pierre-Auger-Observatorium soll mit neuen Detektoren aufgerüstet werden und so eines der größten Rätsel der Astrophysik lösen.
Mithilfe von elektrisch neutralen Teilchen wollen Forscher dynamische Prozesse in Festkörpern sichtbar machen.
Unsichtbar und doch allgegenwärtig erstrecken sich kosmische Magnetfelder über Galaxien und prägen deren Entwicklung.
Bis zum Jahr 2018 werden einzelne Komponenten des CMS-Detektors am Teilchenbeschleuniger LHC aufgerüstet und erweitert.
Das BMBF fördert den Aufbau eines Labors für die Aufbereitung und Untersuchung von biologischen Proben für den European XFEL – den leistungsfähigsten Freie-Elektronen-Laser der Welt.
Erdmagnetfeld
Im Interview erklärt Owen Roberts, wie er und seine Kollegen den Einfluss des Sonnenwinds auf das Magnetfeld unserer Erde hörbar gemacht haben.
Materialforschung
Im Interview erklärt Natalia Dubrovinskaia, wie unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen neue Materialien mit besonderen Eigenschaften entstehen.
Coronavirus
Im Interview berichtet Wiebke Lohstroh, wie sich mithilfe von Neutronenstrahlen die exakte chemische Struktur von Virenproteinen untersuchen lässt.
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.
Nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe sind die Vorkommen an Erdgas vergleichbar mit den Reserven an Erdöl.
Strukturanalyse
Im Interview spricht Tobias Unruh über ein neues portables Messgerät zur Röntgenkleinwinkelstreuung, mit dem Forscher künftig nanometergroße Strukturen untersuchen wollen.
Highlights der Physik
Vom 17. bis 22. September 2018 dreht sich in Dortmund alles um aktuelle physikalische Forschung in den Bereichen Medizin und Sport.
Wissenschaftsjahr
Das Wissenschaftsjahr 2019 widmet sich der Künstlichen Intelligenz.
Chaos und Ordnung
Dank kausaler Beziehungen von Ursachen und Wirkungen können wir Vorhersagen über die Zukunft machen. Doch Physikern sind dabei enge Grenzen gesetzt.
Mit IceCube lassen sich nicht nur hochenergetische Neutrinos aus dem Weltall aufspüren, auch über die Elementarteilchen selbst liefert der Detektor wertvolle Erkenntnisse.
2D-Materialien
Zweidimensionale Materialien – wie beispielsweise Graphen – ermöglichen mit ihren besonderen Eigenschaften zahlreiche Anwendungen.
Wettbewerbe
Das deutsche und das internationale Young Physicists' Tournament sind Teamwettbewerbe für Schüler, die jedes Jahr ausgetragen werden.
Physik hinter den Dingen
Ob man Polarlichter nicht nur sehen, sondern auch hören kann, war lange umstritten. In den vergangenen Jahren lieferten Studien neue Erkenntnisse über dieses Phänomen.
Mit dem Spektrometer MINIBALL untersuchen Physiker die Struktur und Dynamik von Atomkernen, die auf der Erde nicht natürlich vorkommen.
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.
Im BASE-Experiment sind Forscher dem entscheidenden Unterschied zwischen Materie und Antimaterie auf der Spur.
Einige Monate nach der ersten Entdeckung von Gravitationswellen kann die Gravitationswellenastronomie schon einen zweiten Erfolg vorweisen.
Im ASACUSA-Projekt am CERN suchen Forscher nach Unterschieden zwischen Materie und Antimaterie.
Mit ein bisschen Nachdenken zeigt sich, dass die Äquivalenz von Energie und Masse eine unvermeidliche Konsequenz der relativistischen Physik ist.
Ein Atom besteht aus einem Kern und einer Elektronenhülle. Wird mindestens eines dieser Elektronen sehr hoch angeregt, spricht man von einem Rydbergatom.
Fallturm
Im Interview erzählt Christoph Lotz, wie sich mit Antriebstechnik aus dem Achterbahnbau ein Fallturm bauen lässt.
Teilchenphysik
Im Interview berichtet Christian Spiering, wie er und seine Kollegen nahezu masselose Elementarteilchen nutzen, um Informationen über das Universum zu gewinnen.
Neutrinos sind neben Photonen die häufigsten Teilchen im Universum und zugleich äußerst unscheinbar und rätselhaft.
An der im Aufbau befindlichen Extreme Light Infrastructure wollen Physiker schon bald die Struktur von Atomkernen untersuchen – genauer als je zuvor.
Weihnachtsstern
Komet, Supernova, Planetenbegegnung: Es gibt viele Erklärungsversuche für den Weihnachtsstern. Bewiesen ist keine davon.
Mit dem Instrument HIRES am Extremely Large Telescope wollen Astronomen künftig Lebensspuren in der Atmosphäre von fernen Exoplaneten aufspüren.
Im Projekt NOVA entsteht eine Onlineplattform, auf der Forscher ihre Messdaten – dreidimensionale Modelle von Insekten – gemeinsam nutzen können.
Erde
Im Innern der Erde zirkuliert das Magma in gewaltigen Konvektionszellen. Sie beeinflussen unter anderem auch die Entstehung von Erdbeben. Mit ausgefeilten Methoden versuchen Forscher die Dynamik des Erdballs zu enträtseln.
Wissenschaftsjahre
Das Wissenschaftsjahr 2012 „Zukunftsprojekt Erde“ steht unter dem Thema Nachhaltigkeit.
Das Wissenschaftsjahr 2013 widmet sich den Herausforderungen und Chancen, die durch den demografischen Wandel entstehen.
Das Jahr 2009 stand nicht im Zeichen einer wissenschaftlichen Disziplin, sondern war der gesamten Forschungslandschaft in Deutschland gewidmet.
Im Wissenschaftsjahr 2011 stehen der Mensch und sein Wohlbefinden im Mittelpunkt.
Galaxien sind die größten gebundenen Sternsysteme im Universum. Form und Farbe verraten viel über ihr Alter und ihre Entwicklungsgeschichte.
In den letzten Jahrzehnten gelangen Ingenieuren große Fortschritte beim Bau von Windkraftanlagen, sodass Windräder an Land bereits Leistungen von sechs Megawatt liefern.
Für die zivile Nutzung der Kernkraft muss man die enormen Energien, die bei der Kernspaltung freigesetzt werden, sicher kontrollieren. Welt der Physik erklärt die physikalischen Grundlagen und technischen Anforderungen an einen Kernreaktor und gibt…
Stauseen, Gezeitenströmungen und Flussläufe sind die effizientesten Möglichkeiten um Strom aus Wasserkraft zu erzeugen.
Die fossilen Energieträger, die heute zur Verfügung stehen, reichen vom Erdöl und Erdgas, über Stein- und Braunkohle bis hin zum Torf und zu den Methanhydraten in den Tiefen der Meere.
Methanhydrate sind eine häufige Form von Gashydraten. Diese gelten als möglicher Ersatz für Kohle, Öl und Erdgas. Sie bilden sich vor allem in Permafrostregionen und im Meer an Kontinentalrändern.
1974 wurde die nicht-nukleare Energieforschung in einem Rahmenprogramm „Energieforschung“ zusammengefasst. Das war zugleich der Startschuss für groß angelegte, umfassende Energieforschungsprogramme in Europa.
Allein mit der Abtrennung von Kohlendioxid in fossil befeuerten Kraftwerken ist es nicht getan. Das Treibhausgas muss transportiert und in abgeschlossenen Räumen gespeichert werden.
Der Verkehr muss sich künftig nicht nur den Ausstoß von Umweltschadstoffen, sondern auch übermäßigen Kraftstoffverbrauch abgewöhnen. Wie helfen Brennstoffzellen?
Themenseiten
Wann genau Aktienkurse sich wie verhalten, ist bisher Spekulationssache. Mit physikalischen Modellen versuchen Wissenschaftler die Gesetzmäßigkeiten der Börse zu entschlüsseln.
Jeder kennt das Mondgesicht, das die dunklen Flecken auf dem sonst hellgrauen Vollmond zeichnen. Was aber sind diese Flecken? Woraus bestehen sie? Wie sind sie entstanden?
Globale Epedemien – Pandemien – werden erst durch die Reisemuster der modernen Menschen möglich. Die wenigen, die weit reisen, können Krankheitserreger in kürzester Zeit weltweit verteilen.
Die Antwort auf diese Frage scheint einfach: Schnee ist rutschig, deshalb rutschen Skier über den Schnee. Doch schaut man genauer hin – im wörtlichen Sinne –, so wird die Angelegenheit komplizierter.
Ein wachsender Anteil von erneuerbaren Energieträgern zeigt in den letzten Jahren beachtliche Ergebnisse, den Strom mit deutlich geringeren Emissionen von Kohlendioxid zu erzeugen.
Im Frühjahr 2009 zog der Komet Lulin durch die Sternbilder Löwe, Krebs und Zwillinge. In den Medien wurde – wie oft bei Kometenannäherungen – über mögliche Gefahren durch seinen Schweif diskutiert.
Im Weltall leuchten die Sterne ganz ruhig, sie funkeln nur, weil Blasen unterschiedlich warmer Luft in der Erdatmosphäre den Lichtstrahl eines Sterns immer wieder anders ablenken.
Der einfachste Weg wäre, die Emission des Treibhausgases Kohlendioxid zu vermeiden. Doch Forscher bezweifeln, dass das reicht. Darum wollen sie Kohlendioxid im Untergrund speichern.
Unser Stromnetz weist vier Spannungsebenen auf, die mit Wechselstrom betrieben werden und durch Transformatoren miteinander verbunden sind.
Materie
Wie entsteht Turbulenz? Diese Frage beschäftigt Forscher schon lange. Chaostheorie und moderne Computer liefern inzwischen einige Antworten; Ursachen und Strukturen beginnender Turbulenz werden fassbar.
Wie Turbulenz entsteht, versuchen Forscher bereits seit dem Ende des 19. Jahrhunderts herauszufinden. Erst jetzt werden die Details allmählich klarer.
Jahresrückblicke
Das Jahr neigt sich dem Ende entgegen – höchste Zeit, noch einmal auf einige der physikalischen Ereignisse in 2015 zurückzublicken.
Staub in der Milchstraße, Staub auf einem Kometenkern und eine Staubscheibe um einen jungen Stern waren die Highlights des Jahres 2014.
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.
Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen am Forschungszentrum ForWind erforschen den Treibstoff der Windenergie: Den Wind.
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.
Um die magnetischen Eigenschaften von Nanoteilchen zu untersuchen, fangen Wissenschaftler sie bei der Photonenquelle BESSY II mit einer Ionenfalle ein.
Am Anfang waren nur Wasserstoff und Helium. Die schweren natürlich vorkommenden Atome werden in den Sternen produziert – und im Labor geht es noch weiter.
Teilchenphysiker Peter Mättig über den auffälligen Ausreißer in den Messdaten des LHC, hinter dem kein neues Teilchen steckt, sondern statistischer Zufall.
Forscher entwickeln einen neuen Detektor für das Belle-II-Experiment, das Phänomene jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik aufspüren soll.
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.
Graphen als Supraleiter, ein besonderes Neutrino aus den Tiefen des Weltalls und die Neudefinition des Kilogramms. Hier blicken wir noch einmal auf die Highlights des vergangenen Jahres zurück.
Leben
Bedeutsame Anwendungen oft aus der Grundlagen-Forschung und derem wissenschaftlichen Umfeld. So auch die mittlerweile sehr erfolgreiche Tumortherapie.
Photovoltaik
Das Potenzial von Solarzellen ist noch lange nicht ausgeschöpft – verbesserte Bauweisen und neue Materialien könnten den Wirkungsgrad deutlich erhöhen.
Das Wissenschaftsfestival „Highlights der Physik“ 2009 veranstaltet in Köln eine interaktive Ausstellung, Live-Experimente, Vorträge, einen Schülerwettbewerb sowie Show und Comedy.
Das Programm der"Highlights der Physik" 2010 in Augsburg umfasst eine interaktive Ausstellung mit Beiträgen aktueller Forschung rund um das Thema Energie.
Das Physikfestival der Highlights der Physik kommt dieses Jahr vom 27. August bis 2. September 2007 nach Frankfurt am Main und dreht sich rund um das Thema Energie.
In Erinnerung an Max Planck, den genialen Denker und Begründer der Quantenphysik, dessen 150. Geburtstag dieses Jahr gefeiert wird, heißt das Motto „Quantensprünge“.
Vom 18. bis 23. September 2017 dreht sich in Münster alles um Musterbildung und Gestaltwandlung in der Natur.
Die Polarregionen zu erkunden, ist sehr aufwändig und teuer. Darum haben sich Forscher aus 60 Nationen zusammengeschlossen und das Internationale Polarjahr geplant.
Auch die Physik spielt heute in der Gesundheitsforschung und in der Medizin eine wichtiger Rolle. Die Highlights der Physik in Rostock machen diese Bedeutung erfahrbar und begreifbar machen.
Unter dem Motto „Mikrokosmos“ dreht sich in Ulm vom 27. September bis 1. Oktober 2016 alles um das Zusammenspiel von Physik und Leben.
Die Veranstaltung „Physik und Leben“ vom 8. bis zum 12. Oktober 2001 in München war die erste Veranstaltung der Reihe "Highlights der Physik".
„Die Welt hinter den Dingen“ konnten Kinder, Jugendliche und Erwachsene auf einer öffentlichen Wissenschaftsschau vom 8. bis 12. Juli 2002 in Duisburg entdecken.
Unter dem Motto "Tanz der Elemente" gastierte das Wissenschaftsfestival "Highlights der Physik" vom 24. bis 28. Juni 2003 in Dresden.
Im Mittelpunkt der Highlights der Physik 2013 stehen Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik. Das Festival ist vom 17. bis 21. September in Wuppertal zu Gast.
Die Highlights der Physik 2014 in Saarbrücken (27.9. bis 2.10.) drehen sich um die „Quantenwelten“.
Vom 22. bis 26. Juni 2004 herrschte beim „Spiel der Kräfte“ auf dem Stuttgarter Schlossplatz großes physikalisches Treiben.
Mit dem Motto „Zeit - Licht - Zufall“ stand das Physikfestival vom 13. bis 18. Juni 2005 ganz im Zeichen des Einsteinjahrs. Veranstaltungsort: Berlin.
Das diesjährige Physikfestival dreht sich ganz um die „WellenWelten“, die Physik zwischen Geigensolo und Monsterwelle.
Im Mittelpunkt der Highlights der Physik 2012 stehen Materialforschung und High-Tech-Werkstoffe. Das Festival ist vom 18. bis 22. September in Göttingen zu Gast.
Ein steigender Wirkungsgrad ist der Schlüssel zum Erfolg der solarthermischen Kraftwerke. Höhere Betriebstemperaturen und geringere Investitionskosten könnten diesen Weg ebnen.
In solarthermischen Kraftwerken wird Sonnenstrahlung mittels Spiegeln so stark konzentriert, dass damit ein geeignetes Arbeitsmedium um mehrere Hundert Grad erhitzt werden kann. Damit wird dann beispielsweise in Dampf- oder Gasturbinen Strom erzeugt.
Nicht nur Flussläufe und Staubecken lassen sich zur Stromgewinnung nutzen. Auch die Gezeiten, die Meeresbrandung und sogar Schmelzwasser haben Energieingenieure im Visier.
Laufwasserkraftwerke sind Wasserkraftwerke an Bächen und Flüssen mit relativ niedrigen Stauhöhen bis maximal 15 Metern zwischen Wasserspiegel und Turbineneinlauf.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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