Februar 2019

Die Suche nach sterilen Neutrinos verläuft entlang einer „Energy Frontier” und einer „Intensity Frontier”. (Bild: Christian Hambrock, vgl. S. 28)

Meinung

Hannes Vogel
02 / 2019 Seite 3

Mitmachen statt zugucken!

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Aktuell

Kerstin Sonnabend
02 / 2019 Seite 6
DPG-Mitglieder

Ein elementarer Geburtstag

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Alexander Pawlak / FZ Jülich
02 / 2019 Seite 7
DPG-Mitglieder

Für kommende Computer

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Anja Hauck / IAU
02 / 2019 Seite 8
DPG-Mitglieder

Ein Himmel für alle

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Kerstin Sonnabend
02 / 2019 Seite 10
DPG-Mitglieder

Deutsch-russischer Zehnjahresplan

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KIT / Maike Pfalz
02 / 2019 Seite 10
DPG-Mitglieder

Forschen in der Fabrik

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PTB / MPG / Maike Pfalz
02 / 2019 Seite 11
DPG-Mitglieder

Kooperation für mehr Präzision

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02 / 2019 Seite 11
DPG-Mitglieder

Helmholtz: Neue Interna­tional Research Schools

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Maike Pfalz
02 / 2019 Seite 12
DPG-Mitglieder

Bericht zum ILC

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Matthias Delbrück
02 / 2019 Seite 13
DPG-Mitglieder

China wendet sich von der Erde ab

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Matthias Delbrück
02 / 2019 Seite 14
DPG-Mitglieder

USA

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Leserbriefe

Prof. Dr. Elmar Schmidt / Dr. Matthias Vaupel / Prof. Sigismund Kobe
02 / 2019 Seite 15
DPG-Mitglieder

Kontroverse Klimadebatte

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Margret Rink, Mara Osswald, Janina Lebendig-Kuhla und Dr. Andrea Lübcke /Margret Rink, Mara Osswald, Janina Lebendig-Kuhla und Dr. Andrea Lübcke / Aaron Held / Dipl.-Phys. Caroline Arnold / Dr. Astrid Eichhorn
02 / 2019 Seite 16
DPG-Mitglieder

Unausgewogene Darstellung

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High-Tech

Michael Vogel
02 / 2019 Seite 18
DPG-Mitglieder

Detektor ganz klein - Für mehr Kontrast - Rekordverdächtige Effizienz - Alles frisch?

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Im Brennpunkt

Olga Smirnova
02 / 2019 Seite 20
DPG-Mitglieder

Vom Regenschirm zum chiralen Superrotor

Kürzlich gelang es einer Gruppe von Physikern, ein symmetrisches Molekül mit Licht in einen chiralen Superrotor zu verwandeln.

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Frank M. Rieger
02 / 2019 Seite 22
DPG-Mitglieder

Verschlucktes Licht

Die Absorption kosmischer Gammastrahlung ermöglicht Einblicke in die Geschichte des Universums.

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Nobelpreise

Kerstin Sonnabend
02 / 2019 Seite 24
Pro-Physik-Mitglieder

"Do what you love and you will do your best"

Donna Strickland needed a high-intensity laser pulse for her PhD thesis studies and, therefore, she developed the chirped pulse amplification.

The Nobel Prize in Physics 2018 was awarded “for groundbreaking inventions in the field of laser physics”. Arthur Ashkin shared one half “for the optical tweezers and their application to biological systems”. The other half went jointly to Gérard Mourou and Donna Strickland “for their method of generating high-intensity, ultra-short optical pulses”. Donna Strickland is the third wom­an to win a Nobel Prize in Physics. She was working on her PhD thesis in the group of Gérard Mourou when she performed the awarded research and she was the first author of the decisive paper.

Chirped pulse amplification was not the topic of your PhD thesis. Why did you work on it anyway?


I was the only person in the group that was working on a high-intensity laser project. I was supposed to measure the ninth harmonic of a YAG laser impinging on a nickel plasma. Therefore, I needed a short laser pulse with sufficient energy but pulse compression did not work.


Why not?


There was a number of reasons – one of them being self-focussing. Because the self-focussing length changes with the power not all of the pulse can focus to the same point in space. Gérard Mourou, my supervisor at the time, came up with the idea of the so-called chirped pulse amplification to overcome the problem. We scrapped what I was working on before and started with the new technique...

 

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Überblick

02 / 2019 Seite 28
Pro-Physik-Mitglieder

Auf dem Weg zu neuen Ufern

Neutrinos sind die einzigen Elementarteilchen, die im Standardmodell der Teilchenphysik nur als linkshändige Variante vorkommen und masselos sein sollten. Experimente zeigen allerdings, dass sie kleine Massen besitzen. Sollte es „sterile“ rechtshändige Neutrinos geben, könnten diese nicht nur die Neutrinomassen erklären, sondern auch einige der großen Fragen der Kosmologie lösen.

Mit dem Higgs-Boson wurde 2012 der letzte Baustein des Standardmodells der Teilchenphysik entdeckt. Zusammen mit der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreibt das Modell nahezu alle Phänomene in der Natur auf mikroskopischer Ebene. Zwar gibt es von theoretischer Seite einige Fragen, beispielsweise was die Werte der Naturkonstanten bestimmt, ob sich alle Kräfte vereinheitlichen lassen und warum das Higgs-Boson leichter ist als vielfach vorher­gesagt. Experimentelle Tests haben das Standardmodell aber immer wieder bestätigt. Tatsächlich gibt es bisher nur ein einziges im Labor nachgewiesenes Phänomen, das ohne Zweifel eine Erweiterung des Standardmodells erfordert: die Neutrinooszillationen. Darunter versteht man, dass sich die Neutrinos verschiedener Generatio­nen – νe, νμ und ντ – ohne äußere Einflüsse in­einander umwandeln können (Infokasten).


Neutrinos sind diejenigen Elementarteilchen, über die wir bisher am wenigsten wissen, vor allem weil sie sich nur sehr schwer nachweisen lassen. Sie tragen weder eine elektrische Ladung noch eine Farbladung der starken Kernkraft. Abgesehen von der Schwerkraft, die für Elementarteilchen vernachlässigbar ist, spüren sie nur die schwache Kernkraft. Diese führt aber wegen ihrer sehr geringen Reichweite von weniger als einem Femtometer nur selten zu einer Wechselwirkung mit normaler Materie. Obwohl pro Sekunde mehr als 60 Milliarden Neutrinos von der Sonne durch jeden Quadratzentimeter unseres Körpers fliegen, reagiert in einem Jahr nur eine Handvoll davon mit unserem Körper. Diese geringe Wechselwirkung ist nicht nur für die Teilchenphysik interessant, sondern auch in der Quantenmechanik: Neutrinos können aufgrund ihrer seltenen Wechselwirkung über astronomische Distanzen kohärente Quantenzustände bilden...

 

 

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Ralf B. Bergmann, Claas Falldorf, Armin Dekorsy, Carsten Bockelmann, Michael Beetz und Andreas Fischer
02 / 2019 Seite 34
DPG-Mitglieder

Ganzheitliche optische Messtechnik

Die Qualitätssicherung moderner Prozesse und Produkte erfordert schnelle, präzise und robuste Messverfahren, die komplexe Geometrien erfassen können. Hierbei gilt: Was man nicht messen kann, kann man auch nicht herstellen! Die optische Messtechnik spielt für viele Anwendungen eine entscheidende Rolle. Allerdings ist es schwierig, die obigen Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen. Das neue Konzept der Computational Optical Metrology verknüpft physikalische, mathematische und wissensbasierte Ansätze.

Die Herausforderung für die optische Messtechnik in der Produktion [1] liegt in der Kombination hoher Messgeschwindigkeit, geringer Messunsicherheit, Toleranz gegenüber widrigen Messbedingungen wie Vibrationen und der geometrischen Komplexität des Messobjekts oder der Messsituation. Diese Forderungen zu kombinieren ist schwierig: Hochgenaue Messungen sind meist störempfindlich, und die Messung komplexer Geometrien erfordert oft viele Einzelmessungen. Für leis­tungsfähige Messsysteme werden die einzelnen Elemente dieser Systeme, allen voran die optischen Komponenten und die Datenauswertung, meist getrennt optimiert, und die Parameter des Messsystems gehen als fixe Größen in die Auswertung ein. In dieser Trennung liegt aber eine entscheidende Begrenzung für die Verbesserung von Messsystemen. Mit unserem Ansatz der Computational Optical Metrology (COMet, Computer-integrierte optische Messtechnik) streben wir einen Paradigmenwechsel an, der auf die konsequente Überwindung der Trennung zwischen Objekt und Messsystem mit allen seinen Komponenten zugunsten einer ganzheitlichen Beschreibung aller am Messprozess beteiligten Komponenten zielt.


Der „Tetraeder der optischen Messtechnik“ charakterisiert Messaufgaben und -systeme (Abb. 1) [2]. Er beschreibt Messgeschwindigkeit und Messunsicherheit sowie die Toleranz gegenüber Störungen und den Einfluss des Messobjekts oder der Messsituation. Für jede Kombination von Anforderungen ergibt sich eine charakteristische Füllung des Tetraeders. Die meisten Messsysteme haben ihre Stärken bei einem oder zwei Eigenschaften, die Herausforderung liegt aber in der Kombination aller Eigenschaften! ...

 

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Bildung und Beruf

Maike Pfalz
02 / 2019 Seite 40
DPG-Mitglieder

„Ich verstehe auch die Computernerds, weil ich mich selbst dazuzähle."

Schon während des Physikstudiums gründete Hartmut Sprave (51) zusammen mit seinem Bruder ein erfolgreiches Unternehmen. Nach dem Verkauf der Firma war Sprave mehrere Jahre bei der Loewe Technologies GmbH tätig, bevor er im letzten Jahr zur MOBOTIX AG wechselte. Das Softwareunternehmen bietet digitale und netzwerkbasierte Videoüber­wachungsanlagen an.

Woher kommt bei Ihnen das Interesse an der Technik?


Als ich elf Jahre alt war, hat mein Vater meinen beiden Brüdern und mir einen Computer geschenkt. Heute ist das nichts Besonderes, aber 1978 war das außergewöhnlich. Ich habe dadurch früh angefangem, selbst zu programmieren. Mit 13 Jahren habe ich für das Elektronikgeschäft meines Vaters eine Lagerverwaltung entwickelt. Die ers­ten Kundenprojekte folgten zwei, drei Jahre später.


Worum ging es dabei?


In den Ferien habe ich in der Firma meines Vaters mitgearbeitet und insbesondere die Softwareprogrammierung übernommen. Für Melitta haben wir damals die erste Kaffeemaschine mit Brühprofil gebaut oder für den Automobilzulieferer Eberspächer eine Standheizung programmiert...

 

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Physik im Alltag

Bernd Müller
02 / 2019 Seite 42
DPG-Mitglieder

Videodaten auf Diät

Um möglichst viele Programme gleichzeitig übertragen zu können, reduzieren Kompressionsalgorithmen die Informationsmengen vor der Übertragung drastisch.

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Menschen

02 / 2019 Seite 44
DPG-Mitglieder

Personalien

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02 / 2019 Seite 48

Nachruf auf Franz Bader

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02 / 2019 Seite 49
DPG-Mitglieder

Nachruf auf André Mischke

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Maike Pfalz
02 / 2019 Seite 50
DPG-Mitglieder

„Das erweitert den persönlichen Horizont."

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DPG

02 / 2019 Seite 47
DPG-Mitglieder

Jobbörse auf der Frühjahrstagung

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Enrico Stein
02 / 2019 Seite 51
DPG-Mitglieder

Gut vorbereitet in das Leben nach der Physik

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Bernd Müller
02 / 2019 Seite 52
DPG-Mitglieder

Künstliche Menschen gibt es nur in Hollywood

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Rezensionen

Prof. Dr. Winfried Petry
02 / 2019 Seite 56
DPG-Mitglieder

A. Bunde et al. (Hrsg.): Diffusive Spreading in Nature, Technology and Society

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Prof. Dr. Günter Reiter
02 / 2019 Seite 57
DPG-Mitglieder

H.-J. Butt, M. Kappl: Surface and Interfacial Forces

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Tagungen

Prof. Dr. Bastian Märkisch, Prof. Dr. Hartmut Abele
02 / 2019 Seite 58
DPG-Mitglieder

Particle Physics with Cold and Ultracold Neutrons

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Prof. Dr. Harald Fritzsch, Prof. Dr. Leonid Glozman, Prof. Dr. Christian B. Lang, Prof. Dr. Willibald Plessas
02 / 2019 Seite 58
DPG-Mitglieder

Quantum Chromodynamics and its Symmetries and its Symmetries

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Prof. Dr. Ulrike Kramm, Dr. Christina Birkel und Prof. Bai-Xiang Xu
02 / 2019 Seite 58
DPG-Mitglieder

Materials Development for Automotive Propulsion

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Dr. Cindy Dirscherl, Prof. Dr. Sebastian Springer, Prof. Dr. Gerhard Schütz, Dr. Eva Sevcsik
02 / 2019 Seite 59
DPG-Mitglieder

Micro- and Nanostructured Biointerfaces

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02 / 2019 Seite 59
DPG-Mitglieder

44. Praktikumsleitertagung

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Prof. Dr. Carsten Schuck, Prof. Dr. Tim Bartley, Dr. Döndü Sahin, Dr. Alexander Korneev
02 / 2019 Seite 59
DPG-Mitglieder

Physics and Applications of Superconducting Nanowire Single Photon Detectors

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