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Teilchen
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.
Trotz der vielen Erfolge weist das Standardmodell auch einige Schönheitsfehler auf. Deshalb sehen die meisten Physiker es nur als eine Stufe auf dem Weg zu einer noch umfassenderen Theorie.
Symmetrien
Die ABA-Stapelung eines Kristalls.
Strukturbildung bei Kolloiden
Universum
Die Masse des Saturn treibt die enormen periodischen Fontänen auf dem Eismond an, die den „Tigerstreifen“ an seinem Südpol entspringen.
Leben
Die Temperatur im Innern von Zellen kann mit winzigen Diamantstücken vermessen werden, die in die Zelle eingebracht werden.
Vor hundert Jahren entwarf Niels Bohr sein Atommodell, das heute noch die Forschung inspiriert – etwa bei hochangeregten Rydbergatomen.
Ein direkter Nachweis der Dunklen Materie steht bis heute aus. Mit Experimenten wie CRESST und XENON100 wollen Forscher das kosmische Rätsel lösen.
Aufnahme eines Exoplaneten und seines Sterns
Sind Pendeluhren oder andere Oszillatoren gekoppelt, können sie sich miteinander synchronisieren. Dieses Konzept aus der Physik hat viele Anwendungen in Biologie und Medizin.
Synchronisation von Metronomen
Winzige Öltröpfchen werden fast vollständig aufgesammelt, angetrieben durch eine physikalische Wechselwirkung.
Technik
Um heutige Festplatten immer kleiner zu machen, muss ein Ersatz für Permanentmagneten gefunden werden. Helixförmige Moleküle könnten eine Lösung sein.
Quantenphysikalischer Prozess zeigt, wie bisher ungenutze elektrische Ladungen die Stromerzeugung erhöhen können.
Erde
Ein altes Rätsel um die Entstehung und das rasante Abschmelzen von Gletschern in der letzten Million Jahre ist möglicherweise gelöst.
Die Symmetrien eines gleichseitigen Dreiecks als Beispiel einer mathematischen Gruppe.
Symmetrien bilden das Grundgerüst, auf dem viele physikalische Theorien beruhen. Das Standardmodell der Elementarteilchen ist dabei in seinem Kern symmetrisch aufgebaut.
Podcast
Schwerpunkt: Stephan Dürr vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching über ein Verfahren, mit dem sich Atome einfangen und abkühlen lassen || Nachrichten: Helixförmige Moleküle statt Permanentmagneten in Festplatten | Mikronadeln säubern…
Forscher am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching beobachten Galaxienhaufen und entziffern damit den Bauplan des Universums.
Skyrmionen lassen sich gezielt erzeugen und wieder löschen – ein großes Potenzial für effiziente Speichermedien.
Bei Bewegungen entstehen elektrostatische Ladungen, die über triboelektrischen Effekt genug Strom zum Aufladen eines Lithium-Ionen-Akkus liefern.
Materie
Neues Material eignet sich für den Einsatz in flexibler Elektronik, Akkus und effektiven Ölfiltern.
Neu entdeckter Pulsar ermöglicht Untersuchung der Umgebung des superschweren Schwarzen Lochs im galaktischen Zentrum.
Eingebettete Nanokristalle blockieren dank elektrischer Spannung selektiv Infrarotstrahlung.
Hubble-Beobachtungen zeigen: Sternsysteme entwickeln sich schneller als theoretische Modelle vorhersagen.
Highlights der Physik
Im Mittelpunkt der Highlights der Physik 2013 stehen Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik. Das Festival ist vom 17. bis 21. September in Wuppertal zu Gast.
Wettbewerbe
Video: exciting physics 2009
Werkstoff wechselt bei besimmter Temperatur zwischen Leiter und Isolator.
Neue Methode erlaubt genauere Bestimmung physikalischer Parameter von Sternen und Planeten.
Helligkeitsschwankungen der Sterne hörbar gemacht
Schwerpunkt: Hans-Thomas Janka vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching über die dreidimensionale Simulation der Entstehung von Neutronensternen || Nachrichten: Magnetfeld im Zentrum der Milchstraße | Taschenkraftwerk | schaltbare…
Forscher regen Siliziumkristall zum Aussenden von laserartigem Röntgenlicht an und wollen neue Möglichkeiten für Materialforschung eröffnen.
Physiker sperren tausende Ytterbiumatome in ein optisches Gitter und erhöhen die Genauigkeit von Atomuhren um ein Vielfaches.
Neue Beobachtungen des Magellanschen Stroms zeigen: Die Wolken sind junge Begleiter unserer Galaxie.
Kapseln aus Nanostrukturen sollen zukünftig Medikamente im Körper gezielt freisetzen.
Messungen der Raumsonde Cassini erlauben Rückschlüsse auf den inneren Aufbau des Himmelskörpers.
Exotisches Nanomaterial erleichtert Analyse von magnetischen Monopolen.
Experiment belegt, dass auch die schwersten Elemente über die Energie von Photonen beim Zerfall identifiziert werden können.
99 Prozent der Materie erreichen ein Schwarze Loch nicht, deshalb leuchtet es schwächer als erwartet.
Mineralienfunde in Nordamerika belegen, dass die Katastrophe vor 12 900 Jahren eine lange Kälteperiode einleitete.
Nachrichten in eigener Sache
Das Internationale Einheitensystem
Klaus von Klitzing vom Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart stellt in diesem Beitrag verschiedene Ansätze vor, um die Kilogrammdefinition auf eine sichere Basis zu stellen. Der Audiobeitrag war in der 137. Folge des Podcasts von…
Seltenes Wetterphänomen ermöglicht Einblick in die Atmosphäre des Planeten.
Forscher vermuten, der Schwefelanteil im Mantel stamme aus dem Inneren der Erde und nicht von Meteoriten.
Schwerpunkt: Hans Schäfers von der Hochschule für angewandte Wissenschaften in Hamburg über neue Konzepte für Stromnetze, die auf Schwankungen in Stromerzeugung und -bedarf reagieren und die verfügbare Energie effizient nutzen || Nachrichten:…
Messungen über einen Zeitraum von vier Jahrzehnten deuten auf Veränderungen in der interstellaren Gaswolke um unser Sonnensystem hin.
Claus Ropers von der Universität Göttingen über einen neuartigen photoelektrischen Effekt, bei dem sich die aus einer Metalloberfläche herausgelösten Elektronen völlig anders verhalten als beim üblichen Photoeffekt. Der Audiobeitrag war in der 133.…
Mit einer Fläche von 300.000 Quadratkilometern ist das Tamu-Massiv fast so groß wie Olympus Mons auf dem Mars.
Thomas Pfeifer vom Max-Planck-Institut für Kernphysik erklärt, wie er mit Lichtpulsen, die nicht einmal eine billiardstel Sekunde andauern, Atome und Moleküle untersucht. Der Audiobeitrag war in der 134. Folge des Podcasts von Welt der Physik zu…
Schwingungen des Lichts
Ultrakalten Atomwolken aus Quantenteilchen kann nach einer bestimmten Zeit eine Temperatur zugeordnet werden.
Untersuchung eines 2012 in Kalifornien niedergegangenen Meteoriten liefert weitere Indizien für Entstehung des Lebens durch organische Stoffe aus dem All.
Simulationen zeigen, dass der Komet gute Chancen hat, beim Vorübergang nicht zerrissen zu werden.
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. Der Audiobeitrag war in der 136. Folge…
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.
Äußere Einschränkungen der Geometrie zwingen Kolloide dazu, von ihrer bevorzugten Kristallstruktur abzuweichen. Wie sie dabei trotzdem ein hohes Maß an Symmetrien beibehalten, lesen Sie in diesem Artikel.
Kristallisation von Kolloiden
Symmetrie
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.
An den Hinterbeinen der Zikaden synchronisiert eine mechanische Struktur die Beine für den Sprung.
160.000 Kugelsternhaufen im Galaxienhaufen Abell 1689
Bei der Suche nach einer Erklärung dafür, „was die Welt im Innersten zusammenhält“, wurden nicht nur neue Strukturen der Materie, sondern auch bislang unbekannte Kräfte entdeckt.
Unser heutiges Wissen über Quarks, Hadronen und Atomkerne hat entscheidend zu unserem modernen Weltbild beigetragen. Doch die Suche geht weiter.
Alle Teilchen, die sich aus Quarks zusammensetzen, bezeichnet man als Hadronen. Deren Eigenschaften geben Physikern noch immer Rätsel auf.
Zumindest im Labor lassen sich durch harte Einschläge von Projektilen in eine Eismischung verschiedene Aminosäuren erzeugen.
Auf der Erde finden sich rund neunzig natürlich vorkommende Elemente, doch Forscher haben das Periodensystem längst um viele künstlich erzeugte Atomkerne erweitert.
Physiker konnten erstmals in künstlichen Entladungen die Emission von Neutronen nachweisen.
Ultrakurzzeitphysik
Thomas Pfeifer vom Max-Planck-Institut für Kernphysik nutzt Lichtpulse, die nicht einmal eine billiardstel Sekunde andauern, um Atome und Moleküle zu untersuchen.
Schwerpunkt: Bruno Eckhardt von der Universität Marburg über Erforschung und Design von Mikroorganismen – unter anderem mit Methoden der Physik || Nachrichten: Höhenmessung mit Atomuhren | Durch Kometeneinschläge können Lebensbausteine entstehen |…
Messungen des Rovers Curiosity ergeben überraschend niedrigen Grenzwert für das Gas – keinerlei Hinweis auf biologische Aktivität.
Preise, Politik und Institutionen
Das Wissenschaftsfestival „Vom Urknall zum Weltall“ in Wuppertal ist am Samstag erfolgreich zu Ende gegangen.
Das Metall der Seltenen Erden soll Möglichkeiten für eine effiziente Datenspeicherung bieten.
Sterne sind 15.000-mal enger zusammen als in der Umgebung des Sonnensystems.
Heftiger Vulkanismus könnte die Hitze aus dem Erdinnern transportiert haben, bevor die Plattentektonik einsetzte.
Areal mit 178 Transistoren bewältigt bereits logische Grundoperationen.
Im Windschatten der Erde beschleunigt die Energie des Sonnenwindes Elektronen, die dann die Polarlichter erzeugen.
Mars Rover Curiosity hat Proben von Sand und Gestein auf dem mars untersucht.
Am Dienstag passiert Komet ISON den roten Planeten in einem Abstand von zehn Millionen Kilometern und zieht die Aufmerksamkeit zahlreicher Marssonden auf sich.
Forscher fokussieren Röntgenlicht auf einen Strahl, der zehntausendmal dünner ist als ein menschliches Haar.
Raumsonde Cassini weist Propen in der Lufthülle des Saturnmonds nach – und schließt damit eine Lücke in der Chemie des Himmelskörpers.
Schwerpunkt: Karlheinz Meier von der Universität Heidelberg über Computerarchitekturen nach dem Vorbild des Gehirns || Nachrichten: Plastik-Grundstoff in Titans Atmosphäre entdeckt | Spuren von Wasser im Marssand | Schärfster Röntgenstrahl der Welt…
Auf dem jungen Mars gab es möglicherweise gewaltige Eruptionen. Die Entdeckung könnte die Geschichte des roten Planeten umschreiben.
Klaus von Klitzing vom MPI für Festkörperforschung in Stuttgart über mögliche neue Definitionen des Kilogramms.
Die Natur hat die chemischen Elemente, aus denen alle Sterne und Planeten, alle Organismen und auch wir Menschen bestehen, in zwei Phasen erzeugt.
Bilderstrecke: Meilensteine des LHC
Im Labor erzeugen Physiker einen Feuerball mit einer Materiedichte, die sonst nur Inneren von Neutronensternen herrscht, und einer Temperatur, die hunderttausendfach höher ist als die im Zentrum der Sonne.
Nicht nur Ärzte, Archäologen oder Computerhersteller greifen häufig auf Methoden zurück, die unmittelbar auf den Erkenntnissen der Hadronen- und Kernphysik beruhen.
Preis geht an Francois Englert und Peter Higgs für die Entwicklung des Higgs-Mechanismus.
Mit zwei Laserstrahlen ist es Forschern gelungen, Borkerne mit Protonen zu verschmelzen – und dabei die Reaktionskammer kaum radioaktiv zu belasten.
Eine neue Synthesemethode könnte zu vielfältigen Anwendungen der ungewöhnlichen Materialklasse führen.
Sterbender Stern ist von einer Trümmerscheibe aus Gestein und Wasser umgeben – Überbleibsel eines zerfallenen Asteroiden.
Künstliche Atome lassen sich nun auch bei Raumtemperatur „an- und ausschalten“ und könnten als optische Transistoren dienen.
Diese Sternexplosionen fügen sich nicht in das bisherige theoretische Modell – Astronomen vermuten die Entstehung von Magnetaren.
Galerie: Die wichtigsten Entdeckungsmethoden für Exoplaneten
Dank raffinierter Berechnung kann ein neuartiger Projektor auf mechanisches Objektiv verzichten.
Schwerpunkt: Peter Banzer vom Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen über eine neue Form von Lichtwellen, die optische Pinzetten und damit die Kontrolle über winzige Partikel vielseitiger macht || Nachrichten: Neue Art heller…
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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