Physik Journal 4 / 2018

Cover

Spezielle Antennenkonfigurationen erlauben es bei der thermischen MRT, Energie in ein lokales Zielgebiet zu fokussieren. (vgl. S. 27)

Meinung

Internationale Zusammenarbeit in Gefahr / International cooperation at riskJohn P. Holdren4/2018Seite 3

Internationale Zusammenarbeit in Gefahr / International cooperation at risk

The Trump administration damages science and technology, and international cooperation.

Inhaltsverzeichnis

April 20184/2018Seite 1

April 2018

Spezielle Antennenkonfigurationen erlauben es bei der thermischen MRT, Energie in ein lokales Zielgebiet zu fokussieren. (vgl. S. 27)

Aktuell

Kerstin Sonnabend4/2018Seite 6

Raus aus der Nische

Priorität für DigitalisierungMaike Pfalz4/2018Seite 7

Priorität für Digitalisierung

Alexander Pawlak / DLR4/2018Seite 8

Houston in Oberbayern

Kerstin Sonnabend4/2018Seite 10

Mit dem EcoBus zu den Domfestspielen

Kerstin Sonnabend4/2018Seite 10

Eine Steppdecke für Quantentechnologien

MPIA / ESO / Alexander Pawlak4/2018Seite 11

Scharfblick der zweiten Generation

Matthias Delbrück4/2018Seite 12

China in der Champions League

BMBF / Anja Hauck4/2018Seite 12

Mehr Frauen auf Lehrstühle

4/2018Seite 13

USA

Haushaltsentwurf für 2019 / NSF schließt Auslandsbüros / Arecibo gerettet / Trumps Nuklearstrategie

Matthias Delbrück4/2018Seite 13

Eine Milliarde Dollar für Innovation

Leserbriefe

Martin Hundhausen / Eckhard Althaus4/2018Seite 15

Staunen über „Staunen“

Zu: C. Buchal, Physik Journal, Februar 2018, S. 3

High-Tech

Michael Vogel4/2018Seite 16

Für Obst und Gemüse; Für Herz und Hirn; Für Mensch und Maschine; Für Tiefkühl- und Trockenware

Im Brennpunkt

Das wohltemperierte RevierYiannis Tsapras, Markus Hundertmark und Joachim Wambsganß4/2018Seite 18

Das wohltemperierte Revier

Neue Messungen und Analysen weisen auf eine felsige Struktur bei den Planeten des Sterns Trappist-1 hin. Die erdähnlichen Planeten könnten Atmosphären sowie flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche besitzen.

Die unbekannte DimensionRonny Thomale4/2018Seite 20

Die unbekannte Dimension

Forschern ist es gelungen, den vierdimensionalen Quanten-Hall-Effekt experimentell zu simulieren und die zweite Chern-Zahl zu messen.

Grenzenlose TurbulenzStephan Weiss4/2018Seite 22

Grenzenlose Turbulenz

Eine mehr als 50 Jahre alte Vorhersage über den Wärmetransport in thermischer Konvektion wurde jetzt mit Hilfe des Taylor-Couette-Systems verifiziert.

Bildung - Beruf

„Hier ist jeder Tag wie eine Fortbildung.“Kerstin Sonnabend4/2018Seite 24

„Hier ist jeder Tag wie eine Fortbildung.“

Der Physiker Volkmar Dietz ist als Ministerialrat im BMBF an forschungspolitischen Entscheidungen beteiligt.

Dr. Volkmar Dietz entschied sich am Ende seiner Promotion am Forschungszentrum Jülich für das VDI Technologiezentrum als Sprungbrett in die Industrie – und landete als Referent im heutigen Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Warum haben Sie die Grund­lagenforschung verlassen?

Während der Promotion habe ich gemerkt, dass ich in der Industrie angewandt forschen möchte. Ich wollte mich aber nicht auf eine Firma festlegen, sondern zuerst verschiedene kennenlernen. Ein Kollege hat mir das VDI Techno­logiezentrum als ideale Zwischenstation empfohlen.

Wieso das?

Anfang der 1990er-Jahre war das VDI Technologiezentrum Projektträger des damaligen Bundesministeriums für Forschung und Technologie. Dort wurden Ausschreibungen entwickelt, Anträge bearbeitet und die resultierenden Projekte betreut. Im Bereich Physikalische Technologien ging es beispielsweise um optimale Beschichtungen von Ober­flächen. Bei meiner Arbeit wollte ich Kontakte zu Unternehmen knüpfen...

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Überblick

Eine heiße Sache Eva Oberacker, Lukas Winter und Thoralf Niendorf4/2018Seite 27

Eine heiße Sache 

Thermische Magnetresonanz-Tomographie an der Schnittstelle zwischen Physik, Medizin und Biologie

Eine erhöhte Temperatur deutet auf eine Abwehr­reaktion des Körpers hin – sei es lokal bei Entzündungsherden oder systemisch bei Fieber. Und auch in der Therapie findet Wärme Anwendung: Beispielsweise lassen sich Schmerzen mittels Infrarotbestrahlung lindern oder Tumore lokal durch Erwärmung behandeln. Hier ist eine Methode erforderlich, mit der sich die Wärme gezielt in den Körper einbringen lässt. Die sog. thermische Magnetresonanz-Tomographie bietet die einmalige Möglichkeit, die Wirkung der Temperatur im menschlichen Körper genau zu charakterisieren und im nächsten Schritt gezielt zu nutzen.

Die Temperatur ist ein physikalischer Parameter, der weitreichende biologische Implikationen besitzt und als messbare Größe in der Physio­logie, Biophysik, Biologie und Medizin große Bedeutung hat. In der modernen Medizin kommen Temperaturreize bereits zum Einsatz: So dient Infrarotbestrahlung dazu, chronische Schmerzen zu lindern, beispielsweise bei der Fibromyalgie. In der Krebstherapie werden Tumore lokal mittels Erwärmung durch Ultraschall, Laser- oder Radiowellen behandelt. Doch trotz intensiver Forschung ist die genaue Wirkung der Temperatur immer noch ein Mysterium. Daher haben wir beim Verständnis, der Diagnose und in der Therapie lediglich einen Bruchteil des Potenzials ausgeschöpft.

Zwar lassen sich temperaturabhängige Prozesse unter Labor­bedingungen in einzelnen Molekülen oder Zellen untersuchen. Doch in ihrem komplexen Zusammenspiel im menschlichen Körper sind die Temperaturmessung sowie der Temperaturreiz alles andere als trivial. Um die Rolle der Temperatur in biologischen Systemen zu verstehen und dieses Wissen in die klini­sche Diagnostik und Therapie zu überführen, ist somit eine nicht-invasive Methode nötig, mit der sich die Temperatur im menschlichen Körper modulieren und ihr Effekt charakterisieren lässt...

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Die Sonde aus der Antiwelt Christoph Hugenschmidt4/2018Seite 33

Die Sonde aus der Antiwelt 

Mit Positronen lassen sich Fehlstellen in Kristallen aufspüren und elektronische Strukturen bestimmen.

Innerhalb der letzten Jahre hat sich die Physik mit Positronen dank hoher Strahlintensitäten rasant entwickelt. Das führte sowohl in der Festkörperphysik als auch in der Grundlagenforschung zu zahlreichen neuen Erkenntnissen. Prominente Beispiele dieser Erfolgsgeschichte sind die Untersuchung von Hochtemperatur-Supraleitern und die Optimierung funktionaler Materialien für die Energietechnik und Spintronik.

Als Werner Heisenberg 1933 die Teilchenspuren betrachtete, die Carl David Anderson aufgenommen hatte, war er begeistert: „Wenn das Teilchen auf der Nebelkammeraufnahme wirklich das Dirac‘sche Positron war, so war damit das Tor zu einem ungeheuer weiten Land geöffnet.“ Heute ist das Tor nicht nur durchschritten, sondern auch das Neuland in weiten Teilen erkundet. Denn die Positronen aus der Antiwelt helfen dabei, Festkörper besser zu verstehen und Materialien beispielsweise für die Photovoltaik zu optimieren. Für die Grundlagenforschung sind Posi­tronen als Antiteilchen der Elektronen in vielerlei Hinsicht interessant: Sie könnten gemeinsam sogar ein Bose-Einstein-Kondensat bei Raumtemperatur bilden.

Trifft das Positron ein Elektron, wird die gesamte Ruhemasse in Strahlungsenergie umgewandelt: E = 2m0c2 = 1022 keV. Bereits kurz nach der Entdeckung des „Anti-Elektrons“ zeigte sich, dass die Energie und die Richtungsabhängigkeit der Annihilationsquanten stark von der lokalen Umgebung des Anni­hilationsorts abhängen. Das gilt auch für die Lebens­dauer der Positronen. Seit diese Prozesse gut verstanden sind, lässt sich aus den Zerstrahlungsparametern auf die Eigen­schaften von Festkörpern schließen. Das Positron hilft durch seine außergewöhnlichen Sondeneigenschaften, die elektronische Struktur von Kristallen zu untersuchen und vorhandene Defekte zu charakterisieren. In jüngerer Zeit treten dabei Experimente mit polarisierten Positronen und die Entwicklung hochintensiver Positronen­strahlen in den Fokus...

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Streifzug

Höhenflüge und driftende KontinenteAlexander Pawlak4/2018Seite 40

Höhenflüge und driftende Kontinente

Auf den Spuren von Alfred Wegener (1880 – 1930) durch Marburg

Physik im Alltag

Schicker SchutzBernd Müller4/2018Seite 42

Schicker Schutz

Von den jährlich rund 60 000 Fahrradunfällen in Deutschland enden etwa 400 tödlich. Helme reduzieren das Verletzungsrisiko.

Menschen

4/2018Seite 44

Personalien

4/2018Seite 48

Nachruf auf Klaus Wittmaack

Alexander Pawlak4/2018Seite 49

„Wenn ich das mache, dann auch mit vollem Einsatz.“ 

Interview mit Johannes Wessels

Bücher/Software

Oliver Passon4/2018Seite 50

A. Ziegler und R. Vortmeyer-Kley: Physik verständlich

Adrian Wüthrich4/2018Seite 51

A. Whitaker: John Stewart Bell and Twentieth-Century Physics

DPG

4/2018Seite 26

DPG-Fortbildungskurs für Physiklehrer: Wesenszüge der Quantenphysik

4/2018Seite 39

DPG-Fortbildungskurs für Physiklehrer: Geo- und Astrophysik

4/2018Seite 52

Stabübergabe in Bad Honnef 

Der Teilchenphysiker Klaus Desch löst Dieter Meschede als wissenschaftlichen Leiter des Physikzentrums Bad Honnef ab.

4/2018Seite 52

Wissenschaft verbindet

Die großen naturwissenschaftlich-mathematischen Fachgesellschaften in Deutschland rufen dazu auf, sich wieder am March for Science zu beteiligen.

Ulrike Böhm4/2018Seite 53

Von DNA-Origami bis Gravitationswellen

Mit einer neuen Initiative stellt der Arbeitskreis Chancengleichheit (AKC) jede Woche eine Physikerin und ihr Forschungsgebiet vor.

Lilith Diringer und David Ohse4/2018Seite 54

Deutscher Vorentscheid zur studentischen Physik-Weltmeisterschaft

Im Dezember 2017 veranstaltete die DPG zum ersten Mal das German Physicists‘ Tournament.

4/2018Seite 55

Neue Arbeitsgruppe am Start

4/2018Seite 55

Änderungen im Vorstand der PGzB

Tagungen

Christoph Becher, Ilja Gerhardt und Janik Wolters4/2018Seite 56

Quantum Networks – From Building Blocks to Applications

Anders Jerkstrand, Markus Kromer und Bernhard Müller4/2018Seite 56

Supernovae – From Simulations to Observations and Nucleosynthetic Fingerprints

Martin Weitz, Jonathan Keeling und Robert Nyman4/2018Seite 56

Condensates of Light

Weitere Rubriken

4/2018Seite 57

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