Physik in unserer Zeit

Aktuelle Ausgabe - Volume 48 Issue 4 (July 2017)

Titelbild

Kryo‐Seismologie

Nahezu pausenlos rumpelt und bricht es im Innern unserer Gletscher und Eisschilde. Durch moderne Technik gibt die Seismologie Einblicke ins Gletscherfließen, Eisbergkalben und Gletscherinstabilitäten und sorgt bei Glaziologen für jede Menge Überraschungen.

Editorial

Mehr als bunte Bildchen

  • Elke Scheer
  • Seite 159-159

Inhalt

Treffpunkt Forschung

Femtosekunden‐Laserpulse erzeugen Elektronenwirbel

Kürzlich ist es gelungen, die Wechselwirkung ultrakurzer, polarisationsgeformter Laserpulse mit Atomen derart zu kontrollieren, dass bei der Photoionisation Elektronenwirbel entstehen[1]. Elektronenwirbel sind faszinierende quantenmechanische Überlagerungszustände, die durch Interferenz zweier entgegengesetzt rotierender, freier Elektronenwellenpakete entstehen.

  • Dominik Pengel, Stefanie Kerbstadt, Tim Bayer, Matthias Wollenhaupt
  • Seite 162-163

Tanz der Laserpulse

Solitonen sind Wellenpakete, die sich ohne Änderung ihrer Form ausbreiten können. Sie finden sich in einer Vielzahl physikalischer Systeme, in der Laserphysik bilden sie die Grundlage für die kürzesten und intensivsten Laserblitze. Vor kurzem hat unser deutsch‐amerikanisches Forscherteam eine schnelle Messtechnik genutzt, um die Bildung und innere Dynamik von Paaren solcher Solitonen, sogenannter Soliton‐Moleküle, im Inneren eines Lasers...

  • Georg Herink, Felix Kurtz, Claus Ropers
  • Seite 163-165

Junos Sicht auf Jupiter

Seit dem 4. Juli 2016 befindet sich die NASA‐Sonde Juno auf einer stark exzentrischen, polaren Umlaufbahn um den Gasriesen Jupiter. Wissenschaftler präsentierten kürzlich die wissenschaftlichen Ergebnisse von dem ersten nahen Vorbeiflug, der Juno bis auf 4200 km an die Wolkenobergrenze heranführte [1]. die Forscher zeigten sich überrascht von den Wolkenstrukturen an den Polen sowie dem Magnetfeld und den damit verbundenen Polarlichtern. ...

  • Seite 165-165

Druckbare Transistoren aus zweidimensionalen Nanoschichten

An der Universität der Bundeswehr München und der Universität Heidelberg untersuchen wir zweidimensionale Nanoschichten. Die Materialien zeigen eine Vielfalt von neuen elektronischen und optischen Eigenschaften. Nun gelang es in einer Zusammenarbeit mit dem Trinity College Dublin, einen Transistor komplett aus verschiedenen Schichtmaterialen zu drucken [1].

  • Georg S. Duesberg, Claudia Backes
  • Seite 166-167

Aktiver Vulkanismus auf Io

  • Seite 167-167

Physics News

  • Seite 167-167

Die dritte Gravitationswelle

Am 4. Januar 2017 um 11:11:58,6 MEZ registrierten die zwei LIGO‐Laserinterferometer eine Gravitationswelle, die den Namen GW170104 erhielt. Die mit Lichtgeschwindigkeit eilende Welle erreichte den Detektor in Hanford, Washington, 3 ms früher als den 3000 km entfernt stehenden Detektor in Livingston, Louisiana. Wieder kam sie von zwei verschmelzenden Schwarzen Löchern.

  • Seite 168-168

Quantentechnologie wird immer noch als Kuriosität wahrgenommen

Quanteninformationstechnologien gehören zu den boomenden Forschungsgebieten. Längst geht es nicht mehr allein um Grundlagenforschung, sondern um handfeste technische Anwendungen. Im Fokus ist die abhörsichere Kommunikation. Ein Interview mit Dieter Meschede, Leiter der Arbeitsgruppe Quantentechnologie an der Universität Bonn und künftiger Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft.

  • Seite 169-171

Artikel

Das Beben im Eis

Zusammenfassung Mit der Seismologie hat sich in wenigen Jahren eine wichtige Nische in der Messtechnik der Glaziologie aufgetan. Da mit Seismometern Prozesse überwacht werden können, die anderen Messmethoden weitgehend verborgen sind, sind sie nicht mehr aus modernen Feldversuchen wegzudenken. Ergebnisse haben gezeigt, dass das Gletschergleiten nicht nur ein gleichmäßiger und langsamer Prozess ist, sondern ähnlich wie bei Erdbeben...

  • Fabian Walter
  • Seite 172-177

Tausendmal genauer

Zusammenfassung Optische Uhren nutzen die Anregung eines optischen Referenzübergangs mit kleiner natürlicher Linienbreite in gespeicherten und lasergekühlten Atomen oder Ionen als „Pendel“. Bei Einzelionenuhren wird ein Ion in einer Hochfrequenzfalle gefangen, in einer Gitteruhr viele neutrale Atome in einem optischen Stehwellenfeld. Die erreichbare Genauigkeit hängt davon ab, wie gut verschiedene Störungen der Übergangsfrequenz...

  • Christian Tamm, Ekkehard Peik
  • Seite 178-184

Tunneln am Quantenlimit

Zusammenfassung Die Quantenmechanik hat faszinierende Konsequenzen. Zum Beispiel kann ein kleiner Strom durch zwei Elektroden fließen, auch wenn sie sich nicht berühren. Solange sich ihre Wellenfunktionen gerade noch überlappen, können Elektronen durch den Zwischenraum tunneln. Der Tunneleffekt wird noch quantenmechanischer, wenn man bis auf Temperaturen sehr nahe am absoluten Nullpunkt abkühlt. Dann offenbaren die tunnelnden...

  • Christian R. Ast
  • Seite 185-189

Vom Atom zum Bauteil und zurück

Zusammenfassung Forschungsvorhaben wie die „Materials Genome Initiative“ haben zum Ziel, Werkstoffe skalenüberbrückend zu beschreiben. Die einzelnen Elemente ihrer Mikrostrukturen spielen dabei eine ähnliche Rolle wie das Genom einer Zelle in der Biologie. Das genaue Verständnis des Zusammenhangs zwischen der Mikrostruktur von Werkstoffen und ihren makroskopischen Eigenschaften soll es ermöglichen, diese zielgerichtet für bestimmte...

  • Alexander Hartmaier
  • Seite 190-197

Jim Knopf und die wilde Physik

Zusammenfassung Michael Endes Geschichte um Jim Knopf hat viele Anknüpfungspunkte an die klassische und moderne Physik. Die Beispiele reichen vom Archimedischen Prinzip, das der schwimmenden Lokomotive Emma Auftrieb gibt, über die Region der schwarzen Felsen als schwarze Strahler bis hin zu den beiden magnetischen Monopolen im Magnetberg. Diese sind ebenso Gegenstand der aktuellen Forschung wie Gravitationslinsen. Letztere stellen...

  • Thomas Lohse
  • Seite 198-201

Magazin

Eine App misst im Trüben

Färbungen oder Trübungen von Flüssigkeiten lassen sich mit Photometern messen. Herkömmliche Geräte sind jedoch teuer. Eine kostengünstige und vielseitige Alternative bietet das hier vorgestellte Smartphone‐Photometer mit der zugehörigen App VTsensor.

  • Matthias Schäfer, Roland Ulber, Jochen Kuhn, Thomas Wilhelm
  • Seite 202-203

Bücher

  • Dieter Hoffmann
  • Seite 204-204

Bücher

  • Peter Gille
  • Seite 204-204

Historisches Rätsel

Wissenschaft aus der Provence

Geboren wird er in einem malerischen Bergdörfchen in der Provence, 700 Meter über dem Meeresspiegel, in eine Bauernfamilie. Heute hat der Ort 842 Einwohner, damals viel weniger. Einer der Wenigen ist der Priester, der Onkel des Gesuchten. Ein Glück für den Jungen – bei ihm lernt er Lesen und Schreiben.

  • Andreas Loos
  • Seite 205-205

Magazin

Treffpunkt TV

  • Seite 205-205

42 von Thomas Lehr

„Was ist verflucht nochmal die Zeit?“ Dieser Frage geht Thomas Lehr in seinem Physik‐Roman 42 nach, in dem er ein Gedankenexperiment literarisch in Szene setzt: Wie geht eine Gruppe Menschen damit um, in einer Welt zu leben, in der die Zeit stillsteht?

  • Klaus Mecke
  • Seite 206-206

Vorschau

Vorschau auf Heft 5/2017

  • Seite 207-207

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Simulation optisch großer Bauteile

  • 14. September 2017

Das Model­lie­ren optischer An­wen­dungen wie zum Bei­spiel Richt­kopp­ler, nicht­line­are opti­sche Wellen­leiter, Nano­partikel­ausbrei­tungen sowie Meta­materi­alien ist zur Bewer­tung und Opti­mie­rung von Bau­for­men er­for­der­lich.

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