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Thema
Format
Teilchen
Das Energiespektrum von Elektronen aus dem Tritium-Betazerfall zeigt nahe am kinematischen Endpunkt eine charakteristische Modifikation in Abhängigkeit von der Neutrinomasse.
Technik
Ein Element der äußeren Divertorprallplatte aus massiven Wolframelementen mit Lamellenstruktur, die vom Forschungszentrum Jülich für JET entwickelt wurden.
Ablagerungen auf der Oberfläche eines Limiters. Pro Sekunde entsteht zwar nur eine Schicht von etwa vier Millionstel Millimeter. Für einen Dauerbetrieb wäre das jedoch zuviel, nämlich circa 12 Zentimeter pro Jahr. Jülicher Forscher arbeiten daran,…
In dieser Illustration sind die Verbindungen zwischen Stromerzeugern, also Kraftwerken, und Stromverbrauchern dargestellt. Die Höchstspannungsebene bekommt ihren Strom durch Großkraftwerke. Große und mittlere Windparks sowie private Anbieter speisen…
Das Entdeckerteam von Element 112.
Das Geschwindigkeitsfilter SHIP ist eine Kombination von elektrischen (gelbe Gehäuse) und magnetischen Ablenkfeldern (blau) zur Separation superschwerer Kerne im Fluge. Die schweren Atomkerne werden beim Fusionsprozess aus der hauchdünnen Targetfolie…
Ausschnitt aus der Nuklidkarte. In der dritten Dimenion ist zusätzlich die Schalenenergie der Kerne aufgetragen. Ein besonders niedriger Wert bedeutet, dass der Kern sehr stabil ist. Die größte Senke findet sich beim Blei ( 208 Pb mit der…
Die einzelnen Noppen berühren sich beim Falten, wodurch ein Strom fließen kann.
Leben
3D-Muster, erzeugt durch Photografting (180 µm Breite). Grün fluoriszierende Moleküle wurden dafür in einem Hydrogel fixiert.
Universum
Künstlerische Darstellung des Vorgängersystems der Supernova PTF 11kx. Der weiße Zwerg links im Bild zieht Materie von dem Roten Riesen (links) ab und ist von einer Wolke aus Gas umgeben.
Die Heimatgalaxie der Supernova PTF 11kx, aufgenommen im Zuge des Sloan Digital Sky Survey. Auf dem rechten Bild ist die Supernova während ihrer hellsten Phase deutlich zu erkennen.
Materie
Dünne Schichten aus Kohlenstoffmolekülen verwandeln diese sonst nicht ferromagnetischen Metalle in Magnete (künstlerische Illustration).
Ein Teil der Primärenergie in Deutschland geht in Umwandlungsprozessen verloren. Ein weiterer Teil zählt zum nicht energetischen Verbrauch. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Kunststoff aus Erdöl. Der übrige Betrag deckt als Endenergie den…
Das Gammateleskop Fermi der NASA sucht den Himmel nach Gammastrahlen ab und registriert ungefähr einmal pro Tag einen Gammablitz.
Die drei Säulen des Standard-Modells der Teilchenphysik.
Funktionsprinzip einer Brennstoffzelle, gezeigt an einer Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle. Der Fluss der Elektronen (e-) ist blau dargestellt, der Fluss der Protonen (H+) rot. H 2 steht für die Wasserstoffmoleküle im Brenngas, O 2 für die…
Die chemische Reaktion zwischen Sauerstoff- und Wasserstoffgas ist unter normalen Umständen, wie hier gezeigt, eher heftig.
Das Standard-Modell der Teilchenphysik kennt acht Gluonen.
Globaler CO 2 -Ausstoß im März 2011, gemessen mit einem Infrarot-Spektrometer an Bord des Satelliten Gosat in 666 Kilometer Höhe.
Von oben betrachtet sieht der Ort der CO 2 -Speicherung bei Ketzin in Brandenburg eher unspektakulär aus. Das Treibhausgas wird von den Tanks über eine Pipeline zum Injektionsbrunnen geleitet und dort in die Tiefe gepumpt. Die beiden…
Beobachtungen des jungen Sterns Elias 2-27 mit ALMA zeigen erstmals eine spiralförmige Struktur im Inneren einer protoplanetaren Scheibe.
Struktur der hochempfindlichen Waage unter dem Mikroskop
Die drei Neutrinotypen des Standardmodells der Teilchenphysik.
Das Elektron und sein Antiteilchen, das Positron, gleichen sich bis auf die Ladung.
Nichts für das ungeübte Auge: Die sogenannte Lagrangedichte des Standard-Modells beschreibt, welche Teilchen es gibt und wie sie sich verhalten.
Die Kraftteilchen des Standard-Modells.
Die Materieteilchen des Standard-Modells. Die Quarks kommen jeweils in drei Farben daher.
Das Erdöl, das in Deutschland verwendet wird, wird zu einem großen Teil importiert. Das verarbeitete Öl kommt vor allem als Kraftstoff in Motoren zum Einsatz.
Der Mars Reconnaissance Orbiter beobachtet den Kometen ISON bei seinem Vorbeiflug am roten Planeten (küsntlerische Darstellung).
Der Trend zum Bau von Windkraftanlagen ist ungebrochen, wobei die Anlagen im Schnitt immer leistungsfähiger werden.
Die wissenschaftlichen Perspektiven und die technische Realisierung des TESLA-Projekts waren Thema eines zweitägigen Kolloquiums, das am 23. und 24. März 2001 anlässlich der Veröffentlichung des TESLA Technical Design Reports bei DESY stattfand. Dazu…
Beim Internationalen Linearcollider ILC soll die von DESY und seinen internationalen Partnern – der „TESLA Technology Collaboration“ – entwickelte supraleitende Beschleunigertechnologie zum Einsatz kommen.
Weil direktes Licht benötigt wird, sind interessante Standorte für solarthermische Kraftwerke auf den Sonnengürtel der Erde beschränkt. Die Importabhängigkeit in Deutschland kann solarthermisch erzeugter Strom daher nicht reduzieren.
Parabolrinnen-Kraftwerk mit 5 x 30 Megawatt Leistung bei Kramer Junction, Kalifornien (USA). Das Kraftwerk ist seit 1985 in Betrieb.
Solarturmanlage CESA-1 auf der „Plataforma Solar de Almería“ in Andalusien: 300 bewegliche Spiegel werfen das Sonnenlicht auf die Spitze eines Turmes. Die Energie der bis tausendfach konzentrierte Strahlung wird dort auf ein Arbeitsmittel übertragen,…
Das Empfänger-Molekül - grün mit rotem Platin - nimmt die grünen Photonen auf (hν = Lichtenergie) und überträgt sie auf die Emitter-Moleküle (blau). Anschließend wird ein blaues Photon ausgesendet.
Versuchsaufbau: Das in die Lösung eingestrahlte grüne Anteil des Sonnenlichts tritt nach der Umwandlung als blaues Licht wieder aus.
Elektronenmikroskopische Aufnahme der Oberfläche einer Dünnschichtsolarzelle aus kristallinem Silizium. Die Oberflächenstruktur in Form von invertierten Pyramiden führt dazu, dass das Licht schräg in die Zelle eingekoppelt wird. In Verbindung mit…
Gut über 40 Prozent liegen die Wirkungsgrade neuer Braunkohlekraftwerke in Deutschland. Tendenz steigend.
Entstehung und Sterben eines mikroskopischen schwarzen Lochs: (a) Teilchenkollision; (b) Extra-Dimensionen sorgen für Dominanz der Gravitationskraft bei kleinen Abständen; (c) Entstehung eines kleinen schwarzen Lochs; (d) Evaporation durch…
Typischer Kaskadenzerfall von schweren supersymmetrischen Teilchen, die am LHC bevorzugt erzeugt werden. Der Endzustand besteht aus verschiedenen Teilchen des Standardmodells, begleitet durch fehlende Energie der unbemerkt entweichenden…
Bei LHC sind zunächst vier Experimente vorgesehen. Die Abbildung zeigt Aufrisszeichnungen von ATLAS, CMS, LHCb und ALICE. Die eingezeichneten menschlichen Figuren deuten die Größenverhältnisse an.
Blick entlang des LHC-Strahlführungssystems in dem 27 Kilometer langen unterirdischen Tunnel bei CERN in Genf.
Rolf-Dieter Heuer
Unter dem Mikroskop offenbart sich die innere, poröse Struktur des Aerogels.
Einige Neutrinoexperimente finden in den verzweigten Hallen des italienischen Untergrundlabors unter dem Gran Sasso statt, 1400 Meter unter der Erde.
Querschnittszeichnung von TEXTOR. 1: DED-Spulen, 2: Divertorkacheln, 3: DED-Stromdurchführung, 4: DED-Stromschienen
Verwirbelte Magnetfeldlinien im Poincaré-Schnitt. Ein Poincaré-Schnitt entsteht, indem die Position der Plasmateilchen nach einem Umlauf im Plasmagefäß auf einer vorher festgelegten Querschnittsfläche markiert wird. Oben links sind schematisch die…
Der DED (bunt) besteht aus insgesamt vier Spulenquartetten, die entlang der Torusinnenwand verlaufen. Nur durch aufwendige Rechenarbeiten am Computer fand das „DED-Team“ die optimale realisierbare Anordnung der Spulen.
Im CERN wird der Neutrino-Strahl erzeugt,der anschließend über 700 Kilometer weit zum Gran-Sasso-Labor unterwegs ist, wo der OPERA-Detektor steht. Da die Neutrinos mit der umgebenden Materie kaum in Wechselwirkung treten, müssen sie nicht in Rohren…
Ein einzelner Sensor des Opera-Detektors, dem Kernstück des Neutrinoexperiments, enthält 56 Blei und 57 Photoplatten. Der geamte Detektor besteht aus 155.000 solcher Sensoren.
Plasmaquerschnitt im Jülicher TEXTOR ohne Strahlungskühlung (links) und mit strahlendem Mantel (rechts). Der strahlende Mantel entzieht dem Plasma am Rand Energie. Dadurch heizen sich exponierte Wandelemente, wie zum Beispiel die Pumplimiter,…
Die Steuerzentrale des Jülicher Tokamaks TEXTOR. Von hier aus werden die Fusionsexperimente gelenkt, hier laufen die Meßergebnisse ein.
Da die Szintillatorflüssigkeit, mit der die Akrylkugel des SNO+-Experiments gefüllt werden soll, eine geringere Dichte besitzt als das Wasser, in dem die Kugel schwimmt, steigt diese nach oben. Beim Vorgängerexperiment SNO dagegen war die Kugel mit…
Der SNO-Detektor während des Aufbaus. Um die transparente, zwölf Meter große Akrylkugel herum befindet sich das Halterungsgestell für die Photomultiplier, welche die Lichtblitze im Inneren der Kugel registrieren.
Für die Entdeckung des GMR-Effekts erhielt Peter Grünberg den Nobelpreis für Physik 2007 gemeinsam mit seinem Kollegen Albert Fert von der Universität Paris-Süd.
Schema der Fusionsreaktion, die zur Energiegewinnung in einem Fusionskraftwerk genutzt werden soll. Ein Deuteriumkern, bestehend aus einem Proton (p) und einem Neutron (n), und ein Tritiumkern, der ein Proton und zwei Neutronen enthält, verschmelzen…
Verteilung von Eisen, Calcium und Nickel in einem drei mal zwei Millimeter großen Ausschnitt eines Gurkenblatts, aufgenommen mit einer Schrittgröße von 20 Mikrometer
Portables RFA-Gerät mit Pistolengriff (gezeigt ist das Tracer-III-V-Gerät der Firma Bruker)
Die Kalina-Anlage nutzt in Wasser gelöstes Ammoniak-Gas, um die Turbine anzutreiben und einen besseren Wärmeübergang zu schaffen. Die Technik wird derzeit noch erprobt
In der Wasserschlange Pelamis komprimieren Kolben eine Hochdruckflüssigkeit und treiben so den Motor an. Das Modell P2 besteht aus fünf Zylindern und hat eine Gesamtlänge von 180 Metern.
Je heißer, desto besser. Mit steigenden Prozesstemperaturen produzieren auch mit Erdgas befeuerte Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke zunehmend mehr Strom aus der gleichen Brennstoffmenge.
Mit Kohle befeuerte Dampfkraftwerke erreichen mit höheren Prozessdrücken und optimierten Komponenten Wirkungsgrade von knapp 50 Prozent.
Aufbau der zwölf Meter großen Akrylkugel für das SNO-Neutrinoexperiment in der unterirdischen Kaverne.
Der SNO-Detektor nach Montage der Photomultiplier, welche die Lichtblitze im Inneren der Akrylkugel registrieren. Die Photomultiplier sind noch nicht verkabelt.
Magnetischer Einschluss heißer Plasmen im Tokamak (oben) und im Stellarator (unten). In beiden Fällen erzeugen die plasmaumschließenden Spulen ein umlaufendes Magnetfeld. Beim Tokamak induziert ein Zusatzfeld einen Strom im Plasma. Dadurch erreicht…
Turbulente Schwankungen von Plasmadichte und -temperatur führen zu relativ hohen Leckraten. Computersimulationen sollen helfen, dieses komplizierte Phänomen besser zu verstehen (unten)
Erde
Der Forschungssatellit CHAMP (CHAllenging Micro Satellite Payload) des Geoforschungszentrums Potsdam (GFZ).
Der „kleine Bruder“ des Windkanals: Eine UV-Lampe sorgt für „natürliches“ Sonnenlicht. Die gesamte ein- und ausströmende Luft wird während des Versuchs analysiert. Über eine poröse Bodenplatte, die an ein Wasserreservoir angeschlossen ist, lässt sich…
Forscher entnehmen am Ende des Windkanals Proben aus dem Luftgemisch und analysieren die Pflanzenschutzmittel und deren Abbauprodukte. Auch das Sickerwasser wird aufgefangen und untersucht. Seitlich können Messsonden in das Lysimeter eingeschoben…
Die zweite deutsche Messstation für das CTBT-Überwachungssystem befindet sich in der Antarktis. Dort wurde ein räumlicher Filter mit einem Durchmesser von 50 Metern im Eis angelegt.
Rings um einen Baum sind die Öffnungen des sogenannten räumlichen Filters für die Luftdruckmessung angeordnet. Der Kreis, den die Filteröffnungen beschreiben, hat einen Durchmesser von 18 Metern. Der Filter dient dazu, räumliche und zeitliche…
Dies ist der Messschacht einer Infraschallstation im Bayerischen Wald, einer der beiden deutschen Stationen des Internationalen CTBT-Überwachungssystems. In dem Schacht befinden sich Mikrobarometer zur Luftdruckmessung, außerdem werden darin die…
Das Infraschallnetz des Internationalen Überwachtungssystems für die Einhaltung des Kernwaffenteststoppabkommens (CTBT) umfasst 60 Stationen. Die roten Dreiecke markieren die Stationen, die bis Dezember 2008 in Betrieb genommen wurden, die blauen die…
Methanverteilung in etwa 19 Kilometer Höhe. Blau: der Polarwirbel. Vom Wirbelrand lösen sich Filamente, die sich mit den Luftmassen aus den mittleren Breiten vermischen. So gelangen ozonarme Luftmassen auch über dicht bewohnte Gebiete in Europa und…
Wie ein Seebeben einen Tsunami auslöst: An der Subduktionszone sind zwei Kontinentalplatten verklemmt (oben). In einem Erdbeben schnellt die Platte rechts ruckartig nach oben (Mitte) und deformiert den Meeresspiegel. Die Wellen breiten sich aus…
Der so genannte Feuerring („Ring of Fire“) umgibt die Pazifische Platte. Subduktionszonen mit starker vulkanischer Aktivität kennzeichnen ihn. Die Vulkane sind hier als schwarze Punkte eingezeichnet, die Landmassen sind blau eingefärbt. Indonesien…
Im Jahr 1974 wurde der norwegische Tanker Wilstar vor der südafrikanischen Küste von einer Freak Wave erwischt und schwer am Bug beschädigt.
Diese Riesenwelle wurde im Golf von Biskaya an der französischen Atlantikküste beobachtet.
Vom Schwerpunkt des Erde-Mond-Systems aus gesehen beschreiben alle Punkte auf der Erdoberfläche die gleiche Kreisbahn (hellgraue Kreise) und spüren die gleiche Fliehkraft (blaue Linien). Darum hat die Fliehkraft keine Auswirkung auf die Gezeiten.
Bei der Bewegung von Erde und Mond um den gemeinsamen Schwerpunkt folgt jeder Punkt unseres Planeten der gleichen Kreiselnden Bahn, einer Hypozykloide. Die Fliehkraft, die im mitbewegten Bezugssystem berechnet werden kann, ist auf dieser Bahn überall…
Springtide und Nipptide entstehen, weil sich die Wirkungen von Mond und Sonne überlagern. Bei der Springtide summieren sich die beiden Einflüsse, sodass Ebbe und Flut stärker ausfallen als sonst. Bei der Nipptide verringert der Einfluss der Sonne die…
Schematische Darstellung der globalen Thermohaline Zirkulation. Rot sind hier die Strömungen an der Oberfläche dargestellt, blau die Strömungen in tieferen Wasserschichten. Im Atlantik verfrachtet die Thermohaline Zirkulation warme salzhaltige…
Um die Zirkulation im Atlantik zu beobachten, wurden 2004 spezielle Sonden installiert. Sie registrieren den Druck, die Temperatur und den Salzgehalt zwischen den Bahamas und Afrika. Daraus lässt sich die Stärke der Zirkulation berechnen.
Unterseeische Erdrutsche können ebenfalls einen Tsunami verursachen. Die abbrechenden Erdmassen üben einen Sog auf das Wasser darüber aus. Durch die Deformation der Meeresoberfläche bilden sich Wellen.
Tsunamis breiten sich – besonders über Meerestiefen – rasend schnell aus. An der Nordspitze Sumatras vergingen beim Tsunami 2004 nur wenige Minuten zwischen Erdbeben und Eintreffen der Wellen. Thailand wurde nach gut einer Stunde erreicht; die…
Im Querschnitt durch die Aurora Borealis ist der Atrium Moon Pool zu sehen. Diese Öffnung im Rumpf soll dazu dienen, wissenschaftliche Geräte zu Wasser zu lassen - selbst wenn das Meer ringsum von Eis bedeckt ist. Die Bezeichnung „Atrium“ weist…
Die künftige Rumpfform der Aurora Borealis muss ausführlich getestet werden. Hier ist eine Aufnahme von Eistankversuchen mit einem Rumpfmodell bei der Firma Aker Arctic Technology in Helsinki zu sehen.
Ein Unterwasserfahrzeug (Remotely Operated Vehicle) wird nach der Ausfahrt im Weddellmeer zurück auf die Polarstern gehievt.
Die Polarstern bahnt sich ihren Weg durch das Meereis.
Die Wetterfronten in Draufsicht und im Vertikalschnitt sind in dieser Grafik zu erkennen. Charakteristisch für ein Tief, das sich mitten in der Entwicklungsphase befindet, ist der große Warmsektor, der von Warm- und Kaltfront eingegrenzt wird.
Auf dieser Wetterkarte sind zahlreiche Hochs, Tiefs und Wetterfronten zu erkennen. Vom Tief Quitta nördlich von Norwegen geht eine Okklusionsfront aus. Über Finnland spaltet sie sich in eine Warmfront und eine Kaltfront auf.
Die Meteorologie ist eine relativ junge Wissenschaft. Darum sind auch die verfügbaren Messreihen oft nicht besonders lang. In Stockholm werden meteorologische Messungen seit 1756 an der Sternwarte vorgenommen. Es gibt nur drei europäische Städte mit…
Die Gezeiten entstehen durch Kräftedifferenzen: Je nachdem, wo sich der Betrachter befindet, unterscheidet sich die Anziehungskraft des Mondes von der, die im Erdmittelpunkt herrscht. Die roten Pfeile deuten die resultierende Gezeitenkraft an.
Weil die Erdachse geneigt und die Mondbahn relativ zur Erdbahn gekippt ist, entstehen Asymmetrien in den Gezeiten. Gezeigt ist hier das Beispiel für einen Mondstand am 25. Grad nördlicher Breite im Zenit.
Die Wetterprognosen werden immer genauer. Das sieht man an dieser Grafik des britischen Wetterdiensts. Hier werden die Wettervorhersagen der letzten Jahre mit der Ein-Tages-Prognosegüte von 1980 verglichen. Demnach konnten die englischen Meteorologen…
Diese Statistik zeigt, dass die meisten tropischen Wirbelstürme des Atlantiks im September übers Meer ziehen. Dann sind die Meerestemperaturen noch sehr hoch, die Luft kühlt sich aber schon wieder ab.
Der Hurrikan saugt warme, feuchte Luft direkt über der Meeresoberfläche in Richtung Auge. In der Augenwand (engl. „eyewall“) steigt die Luft auf. Dabei kühlt sie sich ab, so dass der Wasserdampf kondensiert. In einer Höhe von ungefähr 15 Kilometern…
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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