Physik in unserer Zeit

Aktuelle Ausgabe - Volume 48 Issue 3 (May 2017)

Titelbild

Gravitationswellen

Es brauchte Jahrzehnte geduldiger Vorbereitungen, bevor das Kunststück schließlich gelang: der erstmalige direkte Nachweis von Gravitationswellen, deren Existenz Albert Einstein vor hundert Jahren vorhersagte. Weltweit berichteten die Medien darüber. Wie kam es zu dieser Entdeckung?

Editorial

Das belauschte Universum

  • Gerhard Schäfer
  • Seite 107-107

Inhalt

Treffpunkt Forschung

Wärmefluss durch einzelne Atome

Der Trend zu immer kleineren und leistungsfähigeren elektronischen Bauelementen wird sich auch zukünftig fortsetzen. Bis zu welchen minimalen Größenordnungen kann man überhaupt noch von elektrischen Leitungen sprechen, die elektronische Bauelemente kontaktieren, und welche physikalischen Phänomene sind dort relevant? Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von theoretischen Physikern der Universität Konstanz hat den...

  • Manuel Matt, Jan C. Klöckner, Fabian Pauly, Peter Nielaba
  • Seite 110-111

Photonenblockade aufgelöst

Phasenübergänge helfen beim Verständnis von Vielteilchensystemen in der Festkörperphysik und Fluiddynamik bis hin zur Teilchenphysik. Unserer internationalen Kollaboration ist es gelungen, einen neuartigen Phasenübergang in einem Quantensystem zu beobachten [1]. In einem Mikrowellenresonator konnte erstmals die spontane Zustandsänderung von undurchsichtig zu transparent nachgewiesen werden.

  • Johannes Fink
  • Seite 111-113

Atomschwingungen in Superzeitlupe

In einem Kristall bewegen sich Atome auf der Längenskala von Atomkernen und auf einer Zeitskala von weniger als einer Pikosekunde. Unsere Gruppe am Max‐Born‐Institut in Berlin hat in Kollaboration mit Kollegen aus der Schweiz und den USA eine Methode entwickelt, mit der sich Atome in LiBH4‐Kristallen gezielt zum Schwingen anregen lassen und anschließend mit Hilfe einer Reihe von Röntgenblitzen deren Bewegung beobachtet werden kann [1]. ...

  • Jannick Weisshaupt, Arnaud Rouzée, Michael Woerner
  • Seite 113-114

Keine Majorana‐Neutrinos

  • Seite 114-114

Klippenabbruch auf dem Kometen

Der Komet Tschurjumow‐Gerassimenko hat in Sonnennähe große Mengen an Staub und Eis verloren. Während die meisten der Staubemissionen mehrere Wochen lang zu sehen waren, gab es andere kurze Eruptionen, die nur wenige Minuten dauerten. Neue Analysen von Bildern der Kamera Osiris an Bord der Raumsonde Rosetta haben nun erstmals die Ursache einer solchen Staubfontäne offenbart: Das Abrutschen einer Klippe.

  • Seite 115-115

Physics News

  • Seite 115-115

„Zu schön um wahr zu sein” – Interview mit Karsten Danzmann

Am 14. September 2015 registrierten die beiden Detektoren Advanced LIGO in den USA erstmals eine Gravitationswelle (siehe den Artikel in diesem Heft auf S. 124). Es ist dies eine der bedeutendsten physikalischen Entdeckungen der letzten Jahrzehnte. Bedeutenden Anteil an dieser Entdeckung hat das Max‐Planck‐Institut für Gravitationsphysik und dessen Direktor Karsten Danzmann, der für seine Beiträge mit mehreren Preisen geehrt wurde. In...

  • Seite 116-117

Artikel

Knoten in der Magnetisierung

Zusammenfassung Magnetische Skyrmionen sind teilchenartige Knoten der Magnetisierung. Wegen ihrer besonderen topologischen und physikalischen Eigenschaften zählen sie zu den spannendsten Objekten in der festkörperphysikalischen Grundlagenforschung. Für mögliche Anwendungen in der Informationstechnologie steht zum einen die stromgetriebene Bewegung von magnetischen Skyrmionen im Fokus der aktuellen Forschung. Zum anderen werden neue...

  • Kirsten Bergmann, André Kubetzka
  • Seite 118-123

Einsteins Fenster zum dunklen Universum

Zusammenfassung Mit dem ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen wurde nicht nur die letzte Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie bestätigt, sondern auch ein neues Fenster zur Beobachtung des Universums geöffnet. Zentrales Messinstrument ist ein Michelson‐Interferometer, das mit vielen neuen Techniken eine extrem hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit erreicht. Die nun mögliche Gravitationswellenastronomie erlaubt es,...

  • Harald Lück
  • Seite 124-132

LOFAR – ein Supercomputer wird zum Radioteleskop

Zusammenfassung Das Low Frequency Array (LOFAR) ist ein neuartiges Radioteleskop, das es erstmals erlaubt, den Himmel im Bereich langwelliger Radiostrahlung mit hoher Empfindlichkeit und Auflösung zu kartieren. LOFAR beruht vollständig auf digitaler Elektronik: Signale der Antennen werden digitalisiert, an den Stationen komprimiert, über Breitband‐Internetverbindungen übertragen und von zentralen Supercomputern verarbeitet....

  • Matthias Hoeft
  • Seite 133-139

Orgel ohne Pfeifen

Zusammenfassung Die Hammond‐Orgel erzeugt Töne elektromechanisch. Rotierende Zahnräder induzieren in magnetischen Spulen Wechselspannungen, der resultierende Wechselstrom wird verstärkt durch Lautsprecher geschickt. Der charakteristische Orgelklang basiert auf einem Mix aus Teiltönen, deren Stärke einstellbar ist. Für einen volleren Klang sorgt das Leslie‐Kabinett. Es besitzt einen rotierenden Hochton‐Lautsprecher und eine...

  • Leopold Mathelitsch, Ivo Verovnik
  • Seite 140-141

Der Stau als Forschungsobjekt

Zusammenfassung Straßenverkehr ist eine ideale Spielwiese für die Physik. Auf der Basis von empirischen Beobachtungen und Experimenten ist die Struktur der verschiedenen Verkehrszustände mittlerweile recht gut verstanden. Verschiedene Modelle aus der Physik wie Zellularautomaten liefern realitätsnahe Simulationsergebnisse von Staus. Dies hat zu interessanten Anwendungen wie Stauprognose‐Systemen geführt.

  • André Bresges, Andreas Schadschneider
  • Seite 142-147

Magazin

Phyphox bringt das Smartphone ins Rollen

In den vergangenen Jahren wurden viele Smartphone‐basierte Experimente vorgestellt, die besonders die Mechanik für jeden greifbar machen. Diese haben jedoch in der Regel einen Nachteil: Das Smartphone kann während des Experiments nicht bedient werden. Diese Einschränkung wird von der Physik‐App phyphox behoben.

  • Sebastian Kuhlen, Christoph Stampfer, Thomas Wilhelm, Jochen Kuhn
  • Seite 148-149

Spielereien mit Stabmagneten

Zwingt man Stabmagnete, sich mit gleichnamigen Polen gegenüberzustehen, so kommt es zu paradox anmutenden Phänomenen. Ihnen liegt ein subtiles Zusammenwirken von magnetischer Anziehung und Abstoßung sowie mechanischen Drehmomenten und der Gleitreibung zugrunde.

  • Hans Joachim Schlichting
  • Seite 150-151

Bücher

  • Seite 151-151

Pommes Soufflées: Ballonbildung unter Verdampfen

Pommes soufflées gelten als Highlight der gehobenen Kartoffelküche. Etwa drei Millimeter dünne Kartoffelscheiben werden in zwei Ölbädern unterschiedlicher Temperaturen zu knusprigen Kissen aufgeblasen. Dabei kontrolliert die Temperatur Garung, Rissbildung, Verdampfen und Aufblähung.

  • Thomas A. Vilgis
  • Seite 152-152

Lehrerfortbildung

  • Seite 152-152

Historisches Rätsel

Zwischen Quantenmechanik und Konstruktivismus

Als Sohn eines Bankiers kann er studieren, was er will – am Geld soll es jedenfalls nicht scheitern. Noch weniger scheitert es am Intellekt. Mit extrem hellem Köpfchen studiert der Gesuchte Mathematik und Physik und interessiert sich nebenher auch noch für Philosophie der Mathematik. Schon als Schüler hatte er Kants „Kritik der reinen Vernunft” durchgeschmökert. Zeit seines Lebens kehrt er immer wieder zu Grundsatzfragen zurück: Was sind...

  • Andreas Loos
  • Seite 153-153

Magazin

Treffpunkt TV

  • Seite 153-153

Goethes Wahlverwandtschaften

Um 1800 entsteht die moderne Chemie, was Johann Wolfgang von Goethe veranlasst, mit literarischen Methoden über Naturwissenschaft nachzudenken.

  • Klaus Mecke
  • Seite 154-154

Vorschau

Vorschau auf Heft 4/2017

  • Seite 155-155

Treffpunkt Buch plus

Treffpunkt Buch plus

  • Seite I-VIII

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