Physik in unserer Zeit

Aktuelle Ausgabe - Volume 48 Issue 1 (Januar 2017)

Titelbild

Medizinphysik

Bilder aus dem Körperinneren sind heute Standard in der Medizin. Tomographische Röntgen‐ und nuklearmedizinische Verfahren liefern Schnittbilder und dreidimensionale Volumenstrukturen des menschlichen Körpers. Spezielle Festkörper‐Szintillatoren in den betreffenden Röntgen‐ und Gammadetektoren garantieren scharfe und schnelle Bilder mit kurzen Untersuchungszeiten.

  • Seite 1-1

Editorial

Zaubertrick in der Vielteilchenwelt

  • Rudolf Grimm
  • Seite 3-3

Inhalt

Treffpunkt Forschung

Quasiteilchen in Zeitlupe

Quasiteilchen sind fundamentale Bausteine komplexer Vielteilchensysteme. Doch welche Prozesse laufen ab, um ein Quasiteilchen zu bilden? In einer aktuellen Studie [1] ist es unserer internationalen Kooperation gelungen, die Entstehung eines Quasiteilchens in Echtzeit zu beobachten. Dazu wurden Methoden der Atomuhren auf ultrakalte Quantengase angewendet.

  • Richard Schmidt, Michael Knap
  • Seite 6-7

Die Neutrinowaage KATRIN startet

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ging nach elfjähriger Bauzeit das Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment (KATRIN) in Betrieb. Es soll die Masse des Elektron‐Antineutrinos modellunabhängig mit Hilfe des Betazerfalls von Tritium messen. Angestrebt ist eine um mindestens eine Größenordnung genauere Messung bis zu einer Masse von 0,2 eV. Die bisherige Massenobergrenze liegt bei etwa 2 eV.

  • Seite 7-7

Quantenteleportation im städtischen Glasfasernetzwerk

Die Möglichkeit, unbekannte Quantenzustände von einem Quantenteilchen auf ein anderes zu teleportieren, hat schon immer fasziniert. Diese verblüffende Art der Übertragung ermöglicht zudem die Realisierung zukünftiger Quantenverstärker und Quantennetzwerke. Unserer Gruppe ist kürzlich die Teleportation mit Photonen außerhalb eines Labors, nämlich im Glasfasernetz der Stadt Calgary in Kanada gelungen [1]. Ein ähnliches...

  • Wolfgang Tittel
  • Seite 8-9

Akustische Hologramme steuern Partikel

Hologramme sind vor allem im optischen Bereich zur Darstellung räumlicher Bilder bekannt. Das Prinzip lässt sich aber auf andere Wellenvorgänge übertragen. Das von unserer Gruppe am Max‐Planck‐Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart entwickelte akustische Hologramm ist ein neues Bauelement, das Schallwellen in bisher unerreichter Komplexität und Auflösung formen kann [1]. Es funktioniert sowohl in Transmission als...

  • Kai Melde, Tian Qiu, Andrew Mark, Peer Fischer
  • Seite 9-10

Jahresregister 2016 online

Das Jahresregister von Physik in unserer Zeit finden Sie auf www.phiuz.de in der linken Spalte mit den SPECIAL FEATURES unter “Jahres‐ und Gesamtregister” oder direkt auf: t1p.de/Phiuz‐Register Das Register in Form eines PDF – aufgetrennt in ein Sach‐ und ein Autorenregister – hat den Vorteil, dass sich darin leichter nach Stichworten suchen lässt als in der gedruckten Variante. Darüber hinaus hat...

  • Seite 10-10

Magazin

Treffpunkt Forschung

Artikel

Vom Dirac‐String zum Spineis

Elektrizität und Magnetismus erscheinen grundlegend asymmetrisch: Elementare elektrische Ladungen, die Elektronen, sind allgegenwärtig, aber noch nie ist deren magnetisches Gegenstück, der magnetische Monopol, beobachtet worden. Dabei postulierte Paul Dirac deren Existenz bereits 1931. Es gibt allerdings nicht nur Elementarteilchen, sondern auch Quasiteilchen in Festkörpern, die sich analog zu Elementarteilchen verhalten...

  • Bastian Klemke, Roderich Moessner
  • Seite 12-19

Schlüssel zur diagnostischen Präzision

Tomographische Schnittbildverfahren gehören zum klinischen Alltag. Röntgen‐Computertomographie und Positronen‐Emissions‐Tomographie liefern detailgenaue Echtzeitdarstellungen der anatomischen Strukturen und des Stoffwechselverhaltens des menschlichen Körpers. Ein Schlüssel hierzu ist der Einsatz spezieller Festkörper‐Szintillatoren in den jeweiligen Detektorsystemen dieser Bildgebungsverfahren. In der...

  • Wolfgang Rossner, Wilhelm Metzger
  • Seite 20-25

Balancierende Spitzenkräfte

Unter allen Tanzformen stellt das Ballett die höchsten Ansprüche an Athletik und Ästhetik. Die Balancetechnik nutzt die Physik ähnlich wie die Sportart des Schwebebalkens. Beim Grande Jeté, dem großen Sprung, erzeugen physikalische Tricks die Illusion des Schwebens. Für eine weitere Illusion des Schwebens sorgt der Spitzentanz. Die sehr kleine Standfläche sorgt für relativ hohe Drücke, was spezielle Pointe‐Schuhe erfordert....

  • Leopold Mathelitsch, Sigrid Thaller
  • Seite 26-29

Schwarze Löcher in Galaxienzentren

Schwarze Löcher gehören zu den faszinierendsten und ohnehin attraktivsten astrophysikalischen Phänomenen. In den Zentren von Galaxien sind sie verantwortlich für die Emission von Strahlung und für Jets. Nach der Entdeckung von Gravitationswellen von zwei verschmelzenden Schwarzen Löchern steht als nächstes großes Ziel die direkte Beobachtung des Schattens des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße.

  • Silke Britzen, Andreas Müller
  • Seite 30-36

Heiße Physik im Yellowstone‐Park

Die heißen Quellen im Yellowstone‐Nationalpark begeistern mit ihren schimmernden Farben. Dieser Effekt lässt sich erklären als Zusammenspiel aus einfallendem Licht, der Lichtstreuung und ‐absorption im heißen Wasser sowie der Reflexion an thermophilen Bakterien‐ und Algenmatten auf den Felswänden der Quellen. Physikalische Simulationen auf dieser Basis ergeben Bilder, die der Realität sehr nahe kommen. Geläufig ist der...

  • Michael Vollmer, Joseph A. Shaw, Paul W. Nugent
  • Seite 37-42

Magazin

Und es werde Feuer – Teil 1: Streichhölzer

Es ist wissenschaftlich umstritten, wann der Mensch lernte, Feuer selbst zu entzünden. Spätestens vor 32000 Jahren war er wohl dazu in der Lage. Was früher mühsam war, ist heute selbstverständlich. Hochgeschwindigkeits‐Aufnahmen offenbaren die Vorgänge während der Initialzündung sowie den Brand eines Streichholzkopfes. In der nächsten Folge untersuchen wir Feuerzeuge.

  • Michael Vollmer, Klaus‐Peter Möllmann
  • Seite 43-44

Noise Immission Analyzer – Eine App misst den Schalldruckpegel

Für kaum eine andere Messgröße stehen mehr Smartphone‐Applikationen zur Auswahl als für den Schalldruckpegel. Die angebotenen Apps erfüllen aber in der überwältigenden Mehrheit die in internationalen Normen festgelegten Qualitätsmerkmale (zum Beispiel für Europa [1]) nicht [2]. Aus einer Reihe empfehlenswerter Anwendungen [2, 3] stellen wir die iOS‐App Noise Immission Analyzer vor.

  • Michael Hirth, Jochen Kuhn, Thomas Wilhelm
  • Seite 45-46

Die irisierende Schönheit einer Schleimspur

Sehr dünne transparente Filme erzeugen bei richtiger Beleuchtung ein irisierendes Farbenspiel. Wie kommt es zu diesen Farben, die auf Pigmente nicht angewiesen sind?

  • H. Joachim Schlichting
  • Seite 47-47

Wie man Elementarteilchen entdeckt. Vom Zyklotron zum LHC – ein Streifzug durch die Welt der Teilchenbeschleuniger. Von C. Freytag und W. W. Osterhage.

  • Robert Harlander
  • Seite 48-48

Noch wichtiger als das Wissen ist die Phantasie – Die 50 besten Erkenntnisse der Wissenschaft von Galilei bis Einstein. Von Ernst Peter Fischer

  • Jörg Hüfner
  • Seite 48-48

Teilchenbewegung und Berge

Zyniker sagen, nichts sei besser für Nachruhm als ein früher Tod, und sie ziehen als Belege Menschen wie Evariste Galois, Henry Moseley oder Wolfgang Amadeus Mozart heran. Mit dem Gesuchten, übrigens einem Landsmann Mozarts, kann man jedoch eher das Gegenteil belegen: Als bekannter und erfolgreicher Wissenschaftler ereilt ihn aufgrund einer Ruhrinfektion mit 45 Jahren der Tod – und er gerät umgehend fast völlig in...

  • Andreas Loos
  • Seite 49-49

Treffpunkt TV

  • Seite 49-49

Weiche Festkörper

Gele gehören zum Standardrepertoire in der Küche. Der hochkonzentrierte Geschmack in einen weichen Festkörper gepackt, entpuppt sich im Mund als eine an Physik gekoppelte Sensorik, wenn Elastizität, Brucheigenschaften und Geschmacksfreigabe gekoppelt werden. Die Gelierung ist dabei eng an einen mehrstufigen molekularen Prozess geknüpft.

  • Thomas Vilgis
  • Seite 50-50

Physik im Bild

Utopisches Rillensystem

  • Seite 50-50

Vorschau

Vorschau auf Heft 2/2017

Die Singularität eines Schwarzen Lochs Eisenbasierte Vielfalt Der Ball ist unrund Wider die Autoritäten Abwärme als Energiequelle

  • Seite 51-51

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