Dezember 2015

Ein Forscherteam reinigt im Super-Kamiokande-Detektor die rund 11 000 Photomultiplier (vgl. S. 24, Bild: ICRR Universität Tokio).

Meinung

Christian Herold
12 / 2015 Seite 3

Leichter weggeschickt als zurückgeholt!

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Aktuell

Maike Pfalz
12 / 2015 Seite 6

XENON1T: Einweihung unter Tage

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Susanne Koch
12 / 2015 Seite 7

Kosmische Teilchen im Klassenzimmer

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Kerstin Sonnabend
12 / 2015 Seite 8

Wenn Elektronen auf Laserwellen surfen…

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Anja Hauck
12 / 2015 Seite 10

Physik, das Frauenfach?

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Kerstin Sonnabend
12 / 2015 Seite 10

Mit Kohlenstoff gegen Krebs

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12 / 2015 Seite 11

DFG: Neue Graduiertenkollegs

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Alexander Pawlak
12 / 2015 Seite 11

Wissenschaft als Zuflucht

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12 / 2015 Seite 11

Bessere Studienbedingungen

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Susanne Koch
12 / 2015 Seite 12

Uni Rostock: Neu nach mehr als 100 Jahren

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Matthias Delbrück
12 / 2015 Seite 12

Großbritannien: Ein Quantum Förderung

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Kerstin Sonnabend
12 / 2015 Seite 13

ERC: Effizient beantragt

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Alexander Pawlak
12 / 2015 Seite 14

Ein Rahmen für die Hirnforschung

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Rainer Scharf
12 / 2015 Seite 14

USA


Spielraum für DOE-Labore
Freiheit der Forschung
Prioritäten in der Kernphysik

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Im Brennpunkt

Horst Lenske
12 / 2015 Seite 18

Wankelmütige Kerne

Manche angeregten Kernzustände geben ihre Energie in Einfach- und Doppel-Gammazerfällen ab.

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Matthias Fuchs
12 / 2015 Seite 20

Gültig bis zum Glasübergang

In extrem weichen Kolloiden bleibt die Stokes-Einstein-Relation bis zum Glasübergang gültig.

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Rainer Klages
12 / 2015 Seite 22

Extrem gesucht

Die Optimierung von Suchzeiten ist verknüpft mit der Vorhersage extremer Ereignisse.

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Nobelpreise

Guido Drexlin, Manfred Lindner und Christian Weinheimer
12 / 2015 Seite 24

Wandelbare Geisterteilchen

Mit Hilfe langwieriger und heraus­fordernder Messungen mit den beiden Experimenten SNO und Super-Kamiokande ließen sich die über viele Jahre bestehenden Probleme der „fehlenden“ Sonnen- und Atmosphärenneutrinos lösen. Dadurch gelang es, die Hypothese zu bestätigen, dass sich Neutrinos im Flug von einer Sorte in eine andere umwandeln. Als Leiter der Kollaborationen haben die beiden diesjährigen Nobelpreisträger damit die Tür zur weiteren Erforschung der Eigenschaften dieser faszinierenden Teilchen weit aufgestoßen.

Der diesjährige Physik-Nobelpreis ehrt einen der wichtigsten experimentellen Durchbrüche der Physik in den letzten Jahrzehnten. Der erstmalige experimentelle Nachweis der Oszillation von atmosphärischen Neutrinos mit dem Super-Kamiokande-Detektor in Japan und der Nachweis von Flavour-Übergängen von solaren Neutrinos mit dem Sudbury Neutrino Observatory (SNO) in Kanada zeigten um die Jahrtausendwende, dass Neutrinos entgegen den Annahmen des Standardmodells der Teilchenphysik eine von Null verschiedene Masse besitzen.

In den Neunzigerjahren gab es zwei große Rätsel im Zusammenhang mit Neutrinos. Zum einen „fehlten“ Sonnenneutrinos: Eine Vielzahl an Experimenten (Homestake, GALLEX/GNO, SAGE, Kamiokande) stellte ein signifikantes Defizit an Elektronneutrinos aus der Sonne fest. Die Anzahl der Elektronneutrinos, die bei den Kernfusionsreaktionen von Wasserstoff zu Helium im Sonnen­innern entstehen, lässt sich gut vorhersagen, sodass entweder neue Astrophysik oder neue Neutrino-Eigenschaften zur Lösung des Rätsels notwendig waren. Zum anderen fanden sich zu wenige atmosphärische Myonneutrinos: Trifft kosmische Strahlung die obere Atmosphäre, entstehen durch Zerfälle von Pionen und Myonen Neutrinos. Das Flavour-Verhältnis von Myon- zu Elektronneutrinos sollte dabei 2:1 betragen. Analysen großvolumiger Wasser-Cherenkov-Detektoren (Kamiokande, IMB) wichen aber mit einem Verhältnis von fast 1:1 deutlich davon ab.
In beiden Fällen wurde frühzeitig das Phänomen der Neutrino­oszillation als mögliche Ursache in Betracht gezogen. Am besten zeigt sich dies bei der Untersuchung von atmosphärischen Neutrinos. Hierbei übernahm das Kamiokande-Experiment eine Pionierrolle. Die schon damals von Takaaki Kajita mitgestalteten Analysen zeigten ein überraschendes Defizit von unten kommender Myonneutrinos, trotz eines symmetrisch aufgebauten Detektors [1]. ...

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Überblick

Martin Dameris
12 / 2015 Seite 29

Warum schwankt der Klimawandel?

Seit Beginn der Industrialisierung im 19. Jahrhundert ist die global gemittelte bodennahe Temperatur signifikant gestiegen. Allerdings vollzieht sich der Klima­wandel nicht stetig, sondern die Temperatur steigt mal mehr, mal weniger stark an. In den letzten Jahren gab es viele Diskussionen über die sog. Erwärmungspause nach 2000 und ihre möglichen Ursachen. Natürliche Fluktuationen und Veränderungen in der Stratosphäre beeinflussen das Klimasignal in jedem Fall wesentlich. Daher ist es erforderlich, die Variabilität der Stratosphäre und deren langfristige Veränderungen für zuverlässige Klimaprognosen zu berücksichtigen.

Die globale Erwärmung der Erde in den letzten 130 Jahren ist wissenschaftlich gut dokumentiert [1]. Vor allem anthropogene Emissionen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid (CO2) haben seit Beginn der Industrialisierung dazu geführt, dass sich die bodennahen Temperaturen statistisch signifikant erhöht haben, im Globalmittel um etwa 0,8 °C. Allerdings verlief dieser Temperaturanstieg über die letzten Jahrzehnte nicht stetig, da ihn viele Faktoren beeinflussen. So gab es immer wieder Phasen, in denen sich die Erde stärker oder schwächer erwärmte oder sogar relativ gesehen abkühlte (Abb. 1). Als Bezugspunkt für diese Angaben dient der Temperaturmittelwert der Jahre 1951 bis 2012. Besondere Aufmerksamkeit erhielt in letzter Zeit die Erwärmungspause, die man in den Jahren nach 2000 zu erkennen glaubte [1]: Die bis zum Jahr 2011 verfügbaren Temperaturzeitreihen suggerierten, dass sich die globale Erwärmung deutlich abgeschwächt hat. Aus diesen Daten folgte, dass die global gemittelte Bodentemperatur seit Ende des letzten Jahrhunderts nur um etwa 0,05 °C pro Jahrzehnt zugenommen hat [1]. In einer Vielzahl wissenschaftlicher Studien ging es um die möglichen Gründe dafür. Neueste Analysen der verfügbaren Temperaturzeitreihen lassen nun Zweifel an der Erwärmungspause aufkommen [2] (Abb. 1). Nach wie vor ist es notwendig und wichtig, die relevanten Einflussfaktoren für Klima­schwankungen bzw. für Veränderungen der Erwärmungsraten sorgfältig zu ermitteln und zu verstehen. Die Kenntnis dieser Variationen ist die Basis für zuverlässige Klimaprognosen. ...

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Marcus Brüggen
12 / 2015 Seite 35

Ein Teleskop mit 100 000 Antennen

Astronomische Beobachtungen sind längst nicht mehr auf sichtbare Frequenzen des elektromagnetischen Spektrums begrenzt. Bei Radiostrahlung hat man das Bild von riesigen Parabolspiegeln vor Augen, die das langwellige Licht auf kleine Empfangselemente fokussieren. Dass es auch anders geht, zeigt die Ansicht eines Antennenfeldes von LOFAR. Die großflächigen Anlagen mit vielen tausend Antennen stellen Astro­nomen aber vor große technische Herausforderungen, wenn der Radiohimmel mit hoher Auflösung durchmustert wird.

Auf einem Feld in Norderstedt stehen seit Dezember letzten Jahres knapp zweihundert einfache Antennensegmente, die Radiosignale aus den Tiefen des Weltalls empfangen. Was auf den ersten Blick eher unscheinbar wirkt, ist Teil des derzeit größten Radioteleskops der Welt – des Low Frequency Array (LOFAR), das 2012 seinen regulären Betrieb aufgenommen hat.1) Trotz des scheinbar simplen Aufbaus ist die wissenschaftliche Vielfalt wahrscheinlich unerreicht: Das Teleskop dient zur Messung von kosmischen Strahlen [1]; man beobachtet die Sonne, Magnetfelder in fernen Galaxien und Galaxienhaufen, Pulsare, neutralen Wasserstoff in der Epoche des Universums, bevor es die ersten Sterne gab, und vieles mehr. Selbst die Ursache von Gewittern ließ sich damit untersuchen [2].

Das Zentrum des Teleskops befindet sich mit 38 Stationen im Norden der Niederlande, nahe der deutschen Grenze [3]. Deutschland ist mit sechs Stationen in Effelsberg, Jülich, Tautenburg, Bornim, Unterweilenbach und Norderstedt größter Partner. Weitere Anlagen stehen in Großbritannien, Schweden und Frank­reich (Abb. 1). Vor kurzem wurde die erste polnische Station in Baldy eröffnet. Mit zwei weiteren Anlagen in Polen wird sich LOFAR nach Osten erweitern und dann aus mehr als 100 000 Einzelantennen bestehen. Alle Stationen sind über spezielle Glasfaserkabel, die Übertragungsgeschwindigkeiten von 10 Gb/s erlauben, mit einem Großrechner in Groningen verbunden. ...

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Bildung - Beruf

Udo Weigelt und Anja Metzelthin
12 / 2015 Seite 41

Arbeitsmarkt für Physikerinnen und Physiker

Im vergangenen Jahr ist die Zahl der arbeitslos gemeldeten Physikerinnen und Physiker um 13 Prozent gestiegen. Das produzierende Gewerbe und die öffentliche Ver­waltung bieten mehr offene Stellen an und gleichen damit einen Rückgang offener Stellen in Forschung und Entwicklung in der Industrie und an Hochschulen aus. Insgesamt hat sich der Trend auf dem Arbeitsmarkt gegenüber dem letzten Jahr leicht verbessert. Physikerinnen und Physiker sind nach wie vor begehrte Fachkräfte.

Seit dem Vorjahr ist die Zahl der Arbeitslosen im Zielberuf Physiker um etwa 13 Prozent angestiegen (gegenüber einem Zuwachs von 19 Prozent im Vorjahr). Von den Arbeitslosen sind 80 Prozent männlich und 20 Prozent weiblich. Im Vergleich zum Vorjahr ist die Zahl der arbeitslosen Frauen um 12 Prozent gestiegen, die der arbeitslosen Männer um 14 Prozent. Betrachtet wird in der Regel der Zeitraum von Oktober eines Jahres bis September des Folgejahres. In Abb. 1 sind die bei der Bundesagentur für Arbeit (BA) arbeitslos gemeldeten Physikerinnen und Physiker gezeigt. Im Jahr 2011 hat die BA die Berufsklassifizierung umgestellt. Da sich im Überlappungs­zeitraum nur marginale Unterschiede ergeben haben [1], wird hier nicht länger zwischen den beiden Klassifizierungen unterschieden.
Nachdem die Arbeitslosenzahlen in den Jahren 2007 und 2008 – also vor der letzten Wirtschaftskrise – sehr niedrig waren, liegt die aktuelle Zahl ungefähr auf dem Niveau des Jahres 2006. Bei der Analyse der angegebenen Zahlen ist zu beachten, dass die tatsächliche Zahl der arbeitslosen Physikerinnen und Physiker höher anzusetzen ist, da die BA nur die Personen in ihrer Statistik führt, die auch in klassische Physikberufe vermittelt werden möchten. Physikerinnen und Physiker, die beispielsweise in IT- oder Finanzberufen, in der Beratungsbranche oder als (Hochschul-)Lehrer arbeiten wollen, erfasst die Statistik nicht. Nur etwa jeder vierte Physiker arbeitet auch im Zielberuf Physiker [2]. ...

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Physik im Alltag

Michael Vogel
12 / 2015 Seite 44

Alle Funktionen an Bord

In Digitalkameras werden CCDs zunehmend durch CMOS-Bildsensoren ersetzt.

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Menschen

12 / 2015 Seite 47

Personalien

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Hermann Grabert, Günter Haag, Fritz Haake und Ulrich Weiss
12 / 2015 Seite 50

Nachruf auf Wolfgang Weidlich

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Ernst Göbel, Andreas Hangleiter, Peter Michler, Rolf Sauer, Ferdinand Scholz und Heinz Schweizer
12 / 2015 Seite 51

Zum Gedenken an Manfred Pilkuhn

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Wolfgang Buck, Harald Dorn,Holger Grahn und Jan Plefka
12 / 2015 Seite 52

Nachruf auf Michael Müller-Preußker

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Susanne Koch
12 / 2015 Seite 53

"Das war ein kurzer Geistesblitz"

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Bücher/Software

Klaus Mecke
12 / 2015 Seite 54

Jérôme Ferrari: Das Prinzip

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Alexander Pawlak
12 / 2015 Seite 55

Particle Fever – Die Jagd nach dem Higgs

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Birgit Niederhaus
12 / 2015 Seite 55

Heinz Oberhummer et al.: Das Universum ist eine Scheißgegend

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Kerstin Sonnabend
12 / 2015 Seite 56

C. Maier, A. Simon: Einstein - Eine Graphic Novel

weiterlesen
Anja Hauck
12 / 2015 Seite 56

E. Colfer: WARP - Der Klunkerfischer

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DPG

12 / 2015 Seite 40

Physik im Advent

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Der Wahlausschuss: Bernd Spindler, FZ Jülich (Vorsitz), Victor Gomer, PBH, Johannes Hauck, Aachen, Susanne Kränkl, Siegen
12 / 2015 Seite 57

Ergebnisse der Wahlen zum DPG-Vorstandsrat 2015

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Gerhard Samulat
12 / 2015 Seite 57

Ein Glückstag für die Physik

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12 / 2015 Seite 62

DPG-Technologietransferpreis

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Tagungen

Rainer Schicker und Antoni Szczurek
12 / 2015 Seite 58

Diffractive and Electromagnetic Processes at High Energies

International WE-Heraeus Physics School

weiterlesen
Yunfeng Liang und Thomas Sunn Pedersen
12 / 2015 Seite 58

Stochasticity in Fusion Plasmas

597. WE-Heraeus-Seminar

weiterlesen
Arthur Hebecker, Olaf Lechtenfeld, Ivo Sachs, Stefan Theisen und Andreas Wipf
12 / 2015 Seite 58

Foundations and New Methods in Theoretical Physics

WE-Heraeus-Sommerschule und 21. Doktorandenschule „Saalburg“

weiterlesen
Matthias Werner
12 / 2015 Seite 59

Computational Physics of complex and disordered systems

Bad Honnef Physics School

weiterlesen
Karl-Heinz Lotze und Silvia Simionato
12 / 2015 Seite 59

Gravitationswellen für die Schule

WE-Heraeus-Lehrerfortbildung in Astronomie

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Marcel Kahlen
12 / 2015 Seite 60

Entropy and Information: The Statistical Mechanics Perspective

Bad Honnef Physics School

weiterlesen
Christian Gleixner
12 / 2015 Seite 60

Physikshows und Freihandexperimente

DPG-Lehrerfortbildung

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Rubriken

12 / 2015 Seite 62

Notizen

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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.

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