Februar 2013

Die Physikanten lösen mit flüssigem Stickstoff eine Explosion aus. (vgl. S. 20, Bild: Mark Wohlrab)

Meinung

Katharina Al-Shamery
02 / 2013 Seite 3

Die Säulen der Wissenschaft

weiterlesen

Aktuell

Alexander Pawlak
02 / 2013 Seite 6

Der Bauplan für die Higgs-Fabrik

weiterlesen
Maike Pfalz
02 / 2013 Seite 7

Pause für den LHC

weiterlesen
Katja Paff
02 / 2013 Seite 8

Im Brutkasten zur Marktreife

weiterlesen
Stefan Jorda
02 / 2013 Seite 10

Deutschland macht mit

weiterlesen
Rainer Scharf
02 / 2013 Seite 11

USA

Risikofreudige Forschung / NASA braucht Konsens / Wer sind die Wissenschaftler?

weiterlesen

Im Brennpunkt

Silke Ospelkaus
02 / 2013 Seite 14

Immer bergauf oder verdampft gekühlt

Zwei neue Kühlmethoden eröffnen die Möglichkeit, in Zukunft ein weites Spektrum molekularer Gase nahe dem absoluten Nullpunkt zu untersuchen.

weiterlesen
Robert Fleischer
02 / 2013 Seite 16

Spielraum für Überraschungen

Der am LHCb-Detektor erstmals nachgewiesene Zerfall Bs0 → μ+μ– schränkt „neue Physik” ein.

weiterlesen
Gereon Hüttmann
02 / 2013 Seite 18

Blick hinter die Kulissen

Mit einer neuen optischen Methode gelang es, ein fluoreszierendes Objekt hinter einem Schirm abzubilden.

weiterlesen

Forum

Maike Pfalz
02 / 2013 Seite 20

„Die Versuche müssen klappen“



Die „Physikanten & Co.“ wecken mit ihren Shows seit Jahren Begeisterung für naturwissenschaftliche Phänomene in der breiten Öffent­lichkeit und insbesondere bei Kindern und Jugendlichen. Dafür sind sie im November mit der Medaille für naturwissenschaftliche Publizistik der DPG ausgezeichnet worden. Die Physikanten, zu denen echte Physiker, aber auch gelernte Schauspieler und Künstler zählen, bedankten sich am Tag der DPG mit einer abwechslungsreichen Physikshow. Im Interview erzählen der Gründer und Physiker Marcus Weber und sein langjähriger Bühnenpartner Engelbert Kobelun, wie sich ihre Shows entwickelt haben.

Vor so vielen Physikprofessoren wie hier beim Tag der DPG sind Sie vermutlich noch nie aufgetreten. Haben Sie sich darauf extra vorbereitet?

Marcus Weber: Für heute haben wir uns bemüht, ein Programm mit anspruchsvolleren Sachen zu präsentieren. Die Frage am Anfang, ob ein rohes Ei oder ein gekochtes schneller die schiefe Ebene hinun­ter rollt, war allerdings riskant. Wenn alle richtig gelegen hätten, wäre das nicht witzig gewesen. Aber ziemlich genau die Hälfte des Publikums lag falsch. Auch die Honoratioren in der ersten Reihe dachten, das gekochte Ei würde schneller rollen. Das war sehr schön für uns. Und wenn so viele daneben liegen, lohnt es sich offenbar auch, über solche Dinge gründlicher nachzudenken.
Ich war überrascht, dass Sie dieses fachkundige Publikum so früh gepackt hatten.

Engelbert Kobelun: Auch Professoren wollen lachen. Humor gehört einfach dazu.

Weber: Letztlich konnte man sehen, was das Team ausmacht, nämlich dass alle Leute einen sehr professionellen Hintergrund haben. Einmal von der Physik, damit die Versuche funktionieren und gut aussehen, aber auch von der darstellerischen Seite. Engelbert ist zum Beispiel gelernter Schauspieler. Das zahlt sich aus.

Kann und darf man über Physik lachen?

Kobelun: Aus meiner Sicht geht es nicht darum, dass man über Physik lacht. Die Physik ist ein Mittel, das den Humor transportiert, ohne dass man – und darauf achtet Marcus – die Inhalte vernachlässigt.

Weber: Wir machen uns nie über die Physik lustig, über Physiker schon (lacht). Es ist schließlich auch gut, mal über sich selbst zu lachen. Wenn wir das Ganze sympathisch rüberbringen, lachen die Leute letztlich nicht über die Physik, sondern über uns und über die Art, wie wir die Physik auf der Bühne zeigen. ...

weiterlesen

Überblick

Otfried Gühne und Matthias Kleinmann
02 / 2013 Seite 25

Auf den Kontext kommt es an


Die Quantenmechanik hat viele, scheinbar paradoxe Konsequenzen. Diese Tatsache hat zu Spekulationen darüber verleitet, ob es eine übergeordnete Theorie geben könnte, die im Einklang mit der klassischen Physik ist. Neben der Bellschen Ungleichung gibt es ein weitreichendes Theo­rem von Ernst Specker und Simon Kochen, das es ermöglicht, „klassische Modelle“ quantenmechanischer Systeme auszuschließen. Was als Nachdenken über die logische Struktur der Quantenmechanik begann, lässt sich nun auch im Experiment beobachten.

Schon bei der Formulierung der Quantenmechanik in den 1920er-Jahren war den daran beteiligten Physikern bewusst, dass sich die neue Theorie von der klassischen Physik fundamental unterscheidet. Die Interferenz von Teilchen am Doppelspalt oder die Unschärferelationen galten als typische Quanteneffekte. Albert Einstein, Boris Podolsky und Nathan Rosen bemerkten 1935, dass bei räumlich getrennten Quantensystemen neuartige und überraschende Effekte auftauchen. In ihrem berühmten EPR-Paradoxon betrachteten sie zwei separierte Teilchen, die sich jedoch durch eine gemeinsame Wellenfunktion beschreiben lassen. Sie zeigten, dass man unter Umständen dem Ort und Impuls eines Teilchens einen Wert zuweisen kann, was der Quantenmechanik zu widersprechen scheint. Dies warf die Frage auf, ob die Quantenmechanik vollständig ist oder − so die Idee von Einstein, Podolsky und Rosen − eine komplexere determinis­tische Theorie mit weiteren Parametern sie ablösen könnte. Der Indeterminismus der Quantenmechanik würde sich dann aus unserem Unwissen über die zusätzlichen „verborgenen“ Parameter erklären.

John Bell konnte 1964 mit seiner bekannten Ungleichung zeigen, dass Modelle mit verborgenen Parametern nicht mit den Vorhersagen der Quantenmechanik verträglich sind. Hierbei machte er im Wesentlichen zwei Annahmen über klassische Modelle:
Realismus: Der Wert einer messbaren Größe exis­tiert unabhängig davon, ob die Messung tatsächlich stattfindet oder nicht.
Lokalität: Die Messresultate an einem Teilchen hängen nicht von der Wahl der Messung an einem anderen, weit entfernten Teilchen ab.

Die Bellsche Ungleichung liefert ein klares, experimentell testbares Kriterium, um zwischen Quanten­mechanik und klassischer Physik zu unterscheiden. Zahlreiche Experimente an verschränkten Teilchen haben in den letzten Jahren die Vorhersagen der Quanten­mechanik bestätigt. Demnach ist zumindest eine der Annahmen von Realismus oder Lokalität nicht erfüllt. ...

weiterlesen
Karin John und Uwe Thiele
02 / 2013 Seite 33

Kletternde Tropfen

In geschüttelten Flüssigkeiten mit freien Oberflächen treten interessante Effekte auf, zum Beispiel dynamische Oberflächenmuster und gerichteter Transport. Tropfen können auf der Oberfläche einer geschüttelten Flüssigkeit hüpfend mit selbst erzeugten Oberflächenwellen wechselwirken und sich dadurch gerichtet bewegen, oder sie klettern eine geschüttelte geneigte feste Oberfläche hinauf. Dieser gerichtete Tropfentransport lässt sich im letzteren Fall durch ein Minimalmodell verstehen, das einer hydrodynamischen Realisierung des Ratschenprinzips entspricht.

Bereits im 19. Jahrhundert haben Faraday, Kelvin und Rayleigh den Einfluss von Vibrationen auf Flüssigkeiten untersucht. In der Tradition von Chladni, Oersted und Savart, die Klangfiguren von Pulvern auf festen Oberflächen beschrieben hatten, versetzte Faraday 1831 Flüssigkeitsschichten vertikal in Vibration und beobachtete, wie auf der freien Oberfläche dynamische Strukturen entstanden. Etliche Jahre später berechneten Rayleigh und Kelvin die Eigenschwingungen freier sphärischer Tropfen idealer Flüssigkeiten.

Für eines seiner Experimente beschichtete Faraday die Unter­seite einer waagerechten Platte mit Wasser, Öl oder Eiweiß und brachte die Platte durch einen am Rand angesetzen Geigenbogen zum Schwingen. Tropfen, die sich unter dem Einfluss der Schwerkraft an verschiedenen Stellen geformt hatten, wurden geglättet. Gleichzeitig entstanden an den Stellen der stärksten Vibrationen flache Erhebungen im Film. Als Fara­day zentimeterdicke Wasserschichten auf einem hori­zontalen Substrat homogen vertikal schüttelte, ordneten sich nichtlineare stehende Wellen regelmäßig an – die Faraday-Wellen. Die zeitliche Modulation der Beschleunigung bewirkt eine Grenzflächeninstabilität, die als Faraday-Instabilität bekannt ist und als Musterbeispiel für eine parametrische Resonanz gilt.

Bis heute ist die Frage, wie Flüssigkeiten mit freien Oberflächen auf Vibrationen reagieren, von wissenschaftlichem Interesse. Zum Beispiel ermöglichen es Varianten des Faraday-Experiments zu untersuchen, wie sich dynamische Muster in getriebenen Systemen herausbilden und entwickeln. Neben den klassischen Quadratmustern, die schon Faraday kannte, lassen sich inzwischen Supergitter- und quasi­kristalline Muster experimentell erzeugen. Dazu ist es erforderlich, mehrere Vibrationsfrequenzen gleichzeitig zu verwenden und die Amplituden genau einzustellen. Auch kleine Behälter zeigen interessante raumzeitliche Muster. Diese Effekte sind mit Werkzeugen der nichtlinearen Dynamik zu erklären. ...

weiterlesen

Physik im Alltag

02 / 2013 Seite 40

Hände hoch und still gestanden!

Körperscanner sollen an Flughäfen für mehr Sicherheit sorgen. Mithilfe von Millimeterwellen erkennen die Geräte, ob ein Passagier unerlaubte Dinge ins Flugzeug zu schmuggeln versucht.

weiterlesen

Menschen

02 / 2013 Seite 42

Personalien

weiterlesen
Maike Pfalz
02 / 2013 Seite 45

„Ich empfinde diese Arbeit als Geschenk“

weiterlesen

DPG

Boris Hänßler
02 / 2013 Seite 48

Verkaufen statt Entwickeln

weiterlesen

Rubriken

02 / 2013 Seite 51

Notizen

weiterlesen
02 / 2013 Seite 51

Tagungskalender

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: Grundlagen der Wellenoptik-Simulation in 18 Minuten

Dieses 18-minütige Webinar vermittelt die Grundlagen der Modellierung und Simulation wellenoptischer Systeme.

Mehr Informationen zum Webinar

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: Grundlagen der Wellenoptik-Simulation in 18 Minuten

Dieses 18-minütige Webinar vermittelt die Grundlagen der Modellierung und Simulation wellenoptischer Systeme.

Mehr Informationen zum Webinar

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