April 2016

Simulationen liefern ein Bild der Gravitationswellen, die entstehen, wenn zwei schwarze Löcher verschmelzen. (Bild: Num.-rel. Simulation: S. Ossokine, A. Buonanno (MPI für Gravitationsphysik), Wiss. Visualisierung: W. Benger (Airborne Hydro Mapping GmbH), vgl. S. 16)

Meinung

Eberhard Bodenschatz
04 / 2016 Seite 3

Kostenlose Gutachten?

weiterlesen

Aktuell

Alexander Pawlak
04 / 2016 Seite 6

Spürnase zum Mars

weiterlesen
Kerstin Sonnabend
04 / 2016 Seite 7

Im Ring auf Kollisionskurs

weiterlesen
KIT / Kerstin Sonnabend
04 / 2016 Seite 8

Petaflops für Spitzenforschung

weiterlesen
BMBF / Kerstin Sonnabend
04 / 2016 Seite 8

Kleines groß gefördert

weiterlesen
Maike Pfalz
04 / 2016 Seite 10

ESFRI: Sonne, Wolken, Neutrinos

weiterlesen
Matthias Delbrück
04 / 2016 Seite 10

ERC: Frauen mit besserer Erfolgsquote

weiterlesen
KIT / Anja Hauck
04 / 2016 Seite 11

Vorbauen für den Rückbau

weiterlesen
Matthias Delbrück
04 / 2016 Seite 11

DLR: Fernöstliche Partnerschaften

weiterlesen
Matthias Delbrück
04 / 2016 Seite 12

Japans Röntgenauge

weiterlesen
Rainer Scharf
04 / 2016 Seite 12

USA

Gemischter Forschungshaushalt / Hoch oder schwach angereichert? / Ziviles Plutonium

weiterlesen

Im Brennpunkt

Thomas W. Baumgarte
04 / 2016 Seite 16
Pro-Physik-Mitglieder

Gravitationswellen gefasst!

Mit Hilfe der beiden LIGO-Detektoren ist es erstmals gelungen, Gravitationswellen direkt zu messen.

weiterlesen
Dieser Artikel ist nur für registrierte Nutzer zugänglich. Bitte melden Sie sich an oder registrieren Sie sich um auf diesen Artikel zugreifen zu können.
Matthias Benjamin Jungfleisch
04 / 2016 Seite 18

Symmetriebruch mit Erinnerung

Die magnetischen Momente von Antiferromagneten lassen sich durch elektrische Ströme schalten.

weiterlesen
Klaus Kroy
04 / 2016 Seite 20

Ein ganz besonderer Saft

Die Flickerbewegungen von roten Blutkörperchen werden teils durch aktive Prozesse verursacht.

weiterlesen

Bildung - Beruf

Maike Pfalz
04 / 2016 Seite 25

Klein, aber oho

Smartphones oder Tablets sind heutzutage ständige Begleiter im Alltag. Fast jeder trägt damit auch ein Stück Nanotechnologie mit sich herum, da die Strukturgrößen der zugrunde liegenden Elektronik längst kleiner sind als 100 Nano­meter – das ist die Grenze, ab der laut Definition von Nanotechnologie die Rede ist. Um solche Strukturen herstellen bzw. Schichten mit Nanostrukturen beschreiben zu können, sind Verfahren notwendig, die sich den schrumpfenden Strukturen anpassen.

Eine Möglichkeit, Nanostrukturen in eine Schicht buchstäblich zu „fräsen“, ist der NanoFrazor des Schweizer Startup-Unternehmens SwissLitho. Die Technologie, die in dieser Maschine steckt, wurde im IBM-Forschungslabor Rüsch­likon entwickelt. Dort gelang es 2010 mit Hilfe der thermischen Rastersondenlithographie, die mit einer heizbaren Spitze arbeitet, ein nanometerkleines Matterhorn und eine mikrometerkleine Weltkarte herzustellen.1) Zu diesem Zeitpunkt arbeiteten der Ingenieur Philip Paul und der Physiker Felix Holzner bei IBM. Holzner hatte dort 2009 seine Promotion aufgenommen und erlebte nicht nur hautnah den Durchbruch dieser Methode mit, sondern war 2011 auch daran beteiligt, deren Geschwindigkeit zu erhöhen. „Damit war unser Verfahren erstmals wettbewerbs­fähig mit gängigen Technologien wie der Elektronenstrahllithographie“, erinnert er sich. „Zu dem Zeitpunkt konnte ich die Tragweite dieser Forschung aber noch nicht einschätzen.“

Nach und nach kristallisierte sich die Möglichkeit heraus, sich mit einem Gerät zur thermischen Rastersondenlithographie selbstständig zu machen. Im Zuge seines Promotionsstudiums an der ETH Zürich musste Felix Holzner Credit Points sammeln. Auf der Suche nach einem für ihn sinnvollen und interessanten Seminar stieß er auf einen Businesskurs des „venturelab“ – eine Institution, die Schweizer Startup-Unternehmen fördert. Bewerben musste er sich mit der Businessidee eines möglichen Start­ups. „Aus 150 Bewerbern wurden 25 ausgesucht und davon fünf Businessideen – eine davon war meine“, erzählt Felix Holzner stolz. Ein Semester lang wurde jede der fünf Ideen von einem Fünferteam aus Studierenden aus unterschiedlichen Blickwinkeln und unter verschiedenen Aspekten bearbeitet. „So ist die Idee langsam entstanden, tatsächlich ein Startup zu gründen“, sagt der 33-jährige Physiker...

weiterlesen

Überblick

Johannes Schönke, Wolfgang Schöpf und Ingo Rehberg
04 / 2016 Seite 31
Pro-Physik-Mitglieder

Magnetkugeln – ein 10-Euro-Labor

Magnetkugeln sind ein inspirierendes physikalisches Spielzeug. Mit ihnen kann man nicht nur chemische, physikalische und mathematische Fragestellungen illustrieren, sondern auch der Kreativität auf die Sprünge helfen. So ist es von der Frage nach dem magnetischen Grundzustand eines mühevoll zusammengesetzten Würfelpuzzles nur ein kleiner Schritt bis zur Erfindung von Magnetkupplungen ohne störende Rastmomente.

Gegen Mittag werden wir an einen schwarzen Berg kommen … das Schiff wird zerschellen und jeder Nagel wird sich am Berge befestigen, denn der erhabene Gott hat dem Magnetgesteine die Kraft verliehen, das Eisen anzuziehen.“ Die Beschreibung des Magnetbergs aus „Tausendundeine Nacht“ belegt, dass die Menschheit schon seit langem von dieser Spielart einer Dipol-Dipol-Wechselwirkung fasziniert ist. Dies steht im Einklang mit der durch Didaktiker vertretenen Ansicht, dass sich der Ferromagnetismus besonders gut für den Sachunterricht in der Grundschule eignet1) – dem möchten wir nicht widersprechen. Die technische Bedeutung des Magnetismus kann man schließlich kaum überschätzen, wenn wir uns verdeutlichen, dass ein großer Teil des kollektiven Gedächtnisses der Menschheit magnetisch gespeichert und abgerufen wird. Die physikalischen Eigenschaften der Vielteilchen-Wechselwirkung von Magneten wurden mit Hilfe der kommerziell massenhaft und preiswert verfügbaren Neodym-Kugeln auch für spielerische Forschungen zugänglich. In diesem Artikel wollen wir einige solcher Experimente und das entsprechende theoretische Modell zusammenfassend vorstellen.

Neodym-Magnet ist die Kurzbezeichnung für eine im Sinterverfahren hergestellte Legierung aus Eisen, Neodym und Bor (Nd2Fe14B), die General Motors und Sumitomo Special Metal 1982 entwickelt haben und die seit etwa zwei Jahrzehnten als günstige Massen­ware erhältlich ist. Als Dauermagnet ist dieses Material stärker als herkömmliche Magnete aus Eisenlegierungen: Die Remanenz von 1 bis 1,5 T ist zwar nicht größer als bei anderen magnetischen Materialien. Aber die Koerzitivfeldstärke von etwa 106 A/m liegt um zwei bis vier Größenordnungen über der von Vergleichsmaterialien, sodass sie durch äußere Magnetfelder ihre Stärke praktisch nicht verlieren können. Die magnetische Wechselwirkung ist deutlich größer als ihr Gewicht: So zerreißt eine meterlange Kette (Abb. 1) nicht unter ihrem Eigengewicht, und selbst ein aufrecht stehender Kugelturm bleibt bis zu einer gewissen Höhe gerade, bevor er sich unter seinem Gewicht verbiegt (Abb. 7)...

weiterlesen
Dieser Artikel ist nur für registrierte Nutzer zugänglich. Bitte melden Sie sich an oder registrieren Sie sich um auf diesen Artikel zugreifen zu können.
Peter Schmelcher und Fotis K. Diakonos
04 / 2016 Seite 39

Symmetrien lokalisieren

Symmetrien sind fundamentale Eckpfeiler der modernen Physik, nicht zuletzt wegen ihrer Bedeutung für die Erhaltungssätze oder die zulässige Form der Wechselwirkung bei Elementarteilchen. Doch in komplexen Systemen zeigen sich oft in verschiedenen begrenzten Raumbereichen unterschiedliche Symmetrien. Ist es möglich, die Theorie der globalen Symmetrien auf solche Systeme mit lokalen Symmetrien zu erweitern? Tatsächlich lassen sich mathematische Instrumente finden, die lokale Symmetrien beschreiben können und neue Perspektiven bieten, etwa für Anwendungen in der Wellenpropagation.

Anordnungen von Objekten, die einer Symmetrie bzw. einem Muster folgen, faszinieren den Betrachter von jeher. Man denke nur an die Vielzahl von Ornamenten, welche sich in Werkzeugen, Alltagsgegenständen bis hin zu Gemälden und Bauwerken der unterschiedlichen historischen Epochen vom Altertum bis zur Neuzeit wiederfinden. Die Motive reichen von einer rein geometrischen und abstrakten Charakteristik bis zu einer naturalistischen Ornamentik. Regelmäßig angeordnete Objekte, welche einer komplexen Kombination von Symmetrien gehorchen, sind von einer ganz eigenen Ästhetik, die das Auge des Beobachters nahezu magisch anzieht.

Für die Entwicklung der modernen Naturwissenschaften stellt die Symmetrie eines der grundlegenden Konzepte dar. Symmetrien liefern ein Rezept, den Aufbau von Systemen zu analysieren und deren Struktur zu klassifizieren. Sie sind unmittelbarer Teil des Abstraktions- und Erkenntnisprozesses. Historisch hat dies seinen Ausgangspunkt in der Gravitationstheorie (Kepler, Galilei, Newton) mit ihrem engen Bezug zur Astronomie und konkret der Bewegung der Planeten um das Zentralgestirn genommen: Die Gravitationstheorie ist invariant unter Galilei-Transformationen. Die Forderung der Invarianz der Naturgesetze, d. h. ihrer Nichtänderung unter entsprechenden Symmetrien, hat sich als einer der mächtigsten Grundpfeiler der modernen Physik erwiesen. Symmetrien sind eng mit entsprechenden Eigenschaften der grundlegenden Komponenten eines Systems verbunden, seien es die Eigenschaften von Raum und Zeit selbst oder die der Wechselwirkung der fundamentalen Bausteine der Materie. Das Vorhandensein von Symmetrien hat unmittelbare Konsequenzen für die Eigenschaften und die Dynamik physikalischer Systeme. Beispiele hierfür sind die Invarianz unter Translationen (Homogenität des Raumes), welche zur Impulserhaltung führt, die Invarianz unter Rotationen (Isotropie des Raumes), welche die Drehimpulserhaltung liefert, und die Invarianz unter Zeittransformationen (Homogenität der Zeit), welche mit der Energieerhaltung verbunden ist...

weiterlesen

Physik im Alltag

Michael Vogel
04 / 2016 Seite 46

Heilsames Plasma

Kalte Plasmen eröffnen neue Wege in der medizinischen Therapie – bei niedriger Temperatur
sind sie nicht im thermischen Gleichgewicht.

weiterlesen

Menschen

04 / 2016 Seite 48

Personalien

weiterlesen
Kerstin Sonnabend
04 / 2016 Seite 51
Pro-Physik-Mitglieder

„Dann besuchten uns Fernsehteams aus Abu Dhabi…“

weiterlesen
Dieser Artikel ist nur für registrierte Nutzer zugänglich. Bitte melden Sie sich an oder registrieren Sie sich um auf diesen Artikel zugreifen zu können.
Fakher F. Assaad, Salvatore R. Manmana, Reinhard M. Noack, Marcos Rigol und Stefan Wessel
04 / 2016 Seite 52

Nachruf auf Alejandro Muramatsu

weiterlesen
Detlev Buchholz und Klaus Fredenhagen
04 / 2016 Seite 53

Nachruf auf Rudolf Haag

weiterlesen
Siegfried Großmann und Detlef Lohse
04 / 2016 Seite 54

Nachruf auf Leo P. Kadanoff

weiterlesen

Bücher/Software

Jascha Repp
04 / 2016 Seite 56

Bert Voigtländer: Scanning Probe Microscopy

weiterlesen

DPG

04 / 2016 Seite 22

Ausschreibung von Preisen 2017

weiterlesen
04 / 2016 Seite 38

10 Jahre jDPG Jubiläum

weiterlesen
04 / 2016 Seite 64

Bewerberliste

weiterlesen

Neue Vakuumpumpe VACUU·PURE® 10

Öl- und abriebfreies Vakuum bis 10⁻³  mbar

VACUUBRAND präsentiert eine trockene und abriebfreie Schraubenpumpe für den Vakuumbereich bis 10⁻³ mbar. Die Pumpe besticht durch ihre wartungsfreie Technologie ohne Verschleißteile und weist ein Saugvermögen von 10 m³/h auf. VACUU·PURE 10 ist die ideale Lösung für Prozesse, bei denen partikel- und kohlenwasserstofffreies Vakuum im Bereich bis 10⁻³ mbar benötigt wird. Mit dieser Eigenschaft deckt die Schraubenpumpe viele Anwendungsgebiete ab – wie beispielsweise Analytik, Vorvakuum für Turbomolekularpumpen oder die Regeneration von Kryopumpen. Sie ermöglicht aber auch Prozesse wie die Vakuumtrocknung, Gefriertrocknung, Wärmebehandlung, Entgasung oder Beschichtung. Da keine Verschleißteile zu tauschen sind und lästige Ölwechsel entfallen, ist ein unterbrechungsfreier Betrieb mit sehr langen Standzeiten möglich.

VACCU PURE 10

Lernen Sie VACUU·PURE 10 kennen.

Erleben Sie unsere neue HiScroll – die ölfreien Vakuumpumpen von Pfeiffer Vacuum

Die HiScroll Serie besteht aus drei ölfreien und hermetisch dichten Scrollpumpen mit einem nominellen Saugvermögen von 6 – 20 m³/h. Die Pumpen zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Leistung beim Evakuieren gegen Atmosphäre aus. Ihre leistungsstarken IPM*-Synchronmotoren erzielen einen bis zu 15% höheren Wirkungsgrad in Vergleich zu konventionellen Antrieben.

*Interior Permanent-Magnet

Pfeiffer HiScroll Pumpen Video

Erfahren Sie mehr über die neue HiScroll Vakuumpumpe

Sonderhefte

Die Sonder­ausgaben Physics' Best und Best of präsentieren kompakt und übersichtlich neue Produkt­informationen und ihre Anwendungen und bieten für Nutzer wie Unternehmen ein zusätzliches Forum.

Webinar: Von Transportmessungen in der Festkörperphysik zur Impedanzanalyse in der Elektrotechnik

Nach einer kurzen Einführung in das Lock-in Verstärker Messverfahren erfahren Sie, wie diese Messtechnik bessere und schnellere Transportmessungen ermöglicht.

Mehr Informationen zum Webinar

Virtuelle Jobbörse

Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Da die erste virtuelle Jobbörse mit mehr als 1.500 Registrierungen und über 1.000 teilnehmenden Personen ein sehr großer Erfolg für Anbieter und Teilnehmende war, bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) und der Verlag Wiley-VCH eine weitere virtuelle Jobbörse im Herbst an.

Eventbeginn:
03.11.2020 - 12:00
Eventende:
03.11.2020 - 16:00

Mehr Informationen

Sonderhefte

Die Sonder­ausgaben Physics' Best und Best of präsentieren kompakt und übersichtlich neue Produkt­informationen und ihre Anwendungen und bieten für Nutzer wie Unternehmen ein zusätzliches Forum.

Webinar: Von Transportmessungen in der Festkörperphysik zur Impedanzanalyse in der Elektrotechnik

Nach einer kurzen Einführung in das Lock-in Verstärker Messverfahren erfahren Sie, wie diese Messtechnik bessere und schnellere Transportmessungen ermöglicht.

Mehr Informationen zum Webinar

Virtuelle Jobbörse

Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Da die erste virtuelle Jobbörse mit mehr als 1.500 Registrierungen und über 1.000 teilnehmenden Personen ein sehr großer Erfolg für Anbieter und Teilnehmende war, bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) und der Verlag Wiley-VCH eine weitere virtuelle Jobbörse im Herbst an.

Eventbeginn:
03.11.2020 - 12:00
Eventende:
03.11.2020 - 16:00

Mehr Informationen