Physik in unserer Zeit

Aktuelle Ausgabe - Volume 49 Issue 3 (May 2018)

Titelbild

Spezial: Medizinphysik

Mikromaschinen sollen in Zukunft Krankheitsherde, etwa Tumore, lokal therapieren und gesundes Gewebe schonen. Doch wie manipuliert man die Winzlinge kontaktlos im Körper? Eine Lösung bietet die räumlich selektive magnetische Kontrolle. Diese neue Methode kann Mitglieder einer Gruppe identischer Mikromaschinen einzeln ansteuern.

Editorial

Was unterscheidet Materie von Antimaterie?

  • Klaus Jungmann
  • Seite 107-107

Inhalt

Treffpunkt Forschung

Uhren als Höhenmesser

Optische Atomuhren sind inzwischen so genau, dass sich die Gravitationsrotverschiebung von einigen Zentimetern Höhenunterschied signifikant auf ihren Gang auswirkt. Damit könnten sie als neuartige Messinstrumente in der Geodäsie genutzt werden, wenn sie nicht wie bisher nur in gut geschützten Laboren betrieben werden könnten. Jetzt wurde erstmals eine von der Physikalisch‐Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig entwickelte,...

  • Christian Lisdat, Harald Schnatz
  • Seite 110-111

Bethe‐Strings: Exotische Anregungen in Spinsystemen

Hans Bethe sagte 1931 in einer fundamentalen Arbeit die Existenz von stark gebundenen Zuständen von Quasiteilchen voraus. Nun konnte eine internationale Kooperation erstmals derartige Bethe‐Strings in einem Kristall nachweisen.

  • Zhe Wang, Alois Loidl
  • Seite 111-112

Spektroskopie von Antiwasserstoff

  • Seite 112-112

Elektrochrome Bauteile für zukünftige Mikrooptiken

Elektrochrome Bauelemente besitzen das Potenzial, ultrakompakte Abbildungssysteme beispielsweise in Mobilgeräten zu vollwertigen Kamerasystemen aufzuwerten. Ihr sehr geringer Platzbedarf, gepaart mit einer geringen elektrischen Leistungsaufnahme, erlauben es, nicht‐mechanische Blenden (Iriden) und schaltbare optische Filter mit Funktionen zu integrieren, die bisher nicht realisierbar waren.

  • Egbert Oesterschulze, Carsten Kortz, Alexander Hein
  • Seite 113-114

Linsen und Spiegel mit 3D‐Nanodruck

Ein neues Verfahren, um optische Komponenten zu kompakten Systemen zu kombinieren, haben Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt. Sie nutzen dazu ein hochauflösendes 3D‐Druckverfahren.

  • Seite 114-114

Extragalaktischer Jet unter der Lupe

Aktive Galaxien emittieren mitunter intensive Radiostrahlung, die von zwei relativistischen Materiestrahlen stammt. Diese gehen vom Kerngebiet aus und erstrecken sich bis zu mehrere Millionen Lichtjahre weit ins All. Der Fußpunkt dieser Jets ist ein supermassereiches Schwarzes Loch, das von einer rotierenden Gasscheibe umgeben ist. Unklar ist nach wie vor, ob das Schwarze Loch selbst oder die Scheibe die Jetmaterie beschleunigt. Neue...

  • Seite 115-115

Physics News

  • Seite 115-115

Artikel

Das Antiproton im Fokus

Zusammenfassung Mit neuen Messmethoden haben wir das Ladung‐Masse‐Verhältnis und das magnetische Moment des Antiprotons auf 11 beziehungsweise 9 signifikante Dezimalstellen genau bestimmt. Zusätzlich haben wir eine neue Methode entwickelt, um Schranken für die Lebensdauer von Antiprotonen zu setzen. Für unsere Experimente nutzen wir ein hochempfindliches System aus vier Penning‐Fallen, in denen Antiprotonen zwischen Präzisions‐ und...

  • Christian Smorra, Stefan Sellner, Stefan Ulmer
  • Seite 116-122

Mikromaschinen für die Medizin

Zusammenfassung Magnetfelder haben großes Potenzial zur Steuerung von Mikromaschinen und Implantaten im menschlichen Körper. Die Kombination aus homogenen und inhomogenen Magnetfeldern erlaubt eine räumlich selektive Kontrolle von identischen magnetischen Mikromaschinen. Damit können einzelne Mitglieder einer Gruppe von Maschinen individuell angesteuert werden, was neue Möglichkeiten in der lokalen Therapie eröffnen kann. Das...

  • Jürgen Rahmer, Bernhard Gleich
  • Seite 124-130

Lehrerfortbildung

  • Seite 130-130

Nanopartikel weisen den Weg

Zusammenfassung Die Magnetpartikel‐Bildgebung (Magnetic Particle Imaging, MPI) detektiert superparamagnetische Eisenoxid‐Nanopartikel hochsensitiv und hochspezifisch auch im Inneren von Körpern. Physikalisch nutzt sie die nichtlineare Magnetisierungsfunktion dieser Partikel. MPI eröffnet der Medizin so einen neuen Zugang zu markerbasierten Anwendungen, der im Gegensatz zu etablierten Verfahren auf Radionuklide verzichtet und damit...

  • Volker C. Behr, Patrick Vogel
  • Seite 131-137

Die Temperatur an die Kette gelegt

Zusammenfassung Kettenthermometer sind eine wenig bekannte und kaum noch erhältliche Thermometervariante. Sie ähneln auf den ersten Blick den bekannten Galilei‐Thermometern, verfügen jedoch nur über eine schwebende Kugel mit anhängender Kette. Das physikalische Prinzip ist einfach. Deswegen kann man sie mit vertretbarem Aufwand und experimentellem Geschick weitgehend mit Alltagsmaterialien selbst bauen.

  • Christian Ucke, Hans Joachim Schlichting
  • Seite 138-141

Thermodynamisches Rechnen

Zusammenfassung Thermodynamische Bits bestehen aus zwei in Serie geschalteten Memristoren und lassen sich als künstliche Synapsen mit Befehlssätzen steuern. Mehrere von ihnen bilden ein thermodynamisches Neuron, das Lernregeln gehorchen kann. Solche kT‐Neuronen können fast alle Funktionen von Logikgattern nachahmen. Mit ihnen sind rekonfigurierbare Logikgatter konstruierbar, die erheblich Platz, Gewicht und Energie im Vergleich zu...

  • Tim Molter, M. Alex Nugent
  • Seite 143-147

Magazin

Heiligenschein und Taubogen

Wenn Sonnenlicht durch Tautropfen hindurch auf Pflanzenblättern reflektiert wird, kann ein Heiligenschein beobachtet werden. Unter günstigen Bedingungen kann durch Dispersion des Lichts auch ein schwer beobachtbarer Taubogen entstehen.

  • Hans‐Joachim Schlichting
  • Seite 149-149

Newtonsche Dynamik mit Motion Track spielend verstehen

Mit der App Motion Track lassen sich durch Simulationen spielerisch Erfahrungen mit Kräften auf einen bewegten Körper machen, die zu einem Verständnis der Newtonschen Axiome beitragen können.

  • Thomas Wilhelm, Jochen Kuhn
  • Seite 150-151

Oben hydrophob, unten hydrophil

Weil die Oberseite der Blätter bei einigen Pflanzenarten Wasser abweisend und die Unterseite benetzbar ist, kommt es zu unterschiedlichem Verhalten von Wassertropfen.

  • Hans‐Joachim Schlichting
  • Seite 151-151

Beizen: polare Wechselwirkungen und Wasserbindung

Beizen ist eine uralte Methode, Fisch zu konservieren. Dazu wird das Fischfilet großzügig mit Kräutern, Salz und Zucker bedeckt und für acht Stunden gebeizt, wobei je nach Rezeptur das Verhältnis von Salz und Zucker zwischen 1:1 bis 2:1 rangiert. Weniger bekannt sind die physikalischen Vorgänge auf molekularer Skala und die sich dabei offenbarende unterschiedliche Wirkung von Salz und Zucker.

  • Thomas Vilgis
  • Seite 152-152

Historisches Rätsel

Wissenschaft aus Langeweile

Seine Mutter ist eine evangelikale Christin. Dass er viele Gottesdienste durchstehen muss, wirkt auf ihn offenbar inspirierend: Schon als Kind denkt er viel über unendlich lang andauernde Prozesse nach, über Zahlenfolgen und ‐reihen. Berühmt wird er aber für Arbeiten zur Strahlungsphysik und als Impulsgeber für die Quantenphysik.

  • Andreas Loos
  • Seite 153-153

Magazin

Christine Wunnicke: „Strahlende Materie“

In ihrer literarischen Wissenschaftsgeschichte „Katie“ setzt Christine Wunnicke das Wechselspiel der Physik zwischen Offenheit für neue Phänomene und methodischer Geschlossenheit gelungen in Szene, indem sie einen Physiker mit Spiritismus, Sexualität und Kommerz konfrontiert.

  • Klaus Mecke
  • Seite 154-154

Treffpunkt TV

  • Seite 153-153

Treffpunkt Buch plus

Treffpunkt Buch plus

  • Seite I-VIII

Vorschau

Vorschau auf Heft 4/2018

  • Seite 155-155

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