Physik Journal 1 / 2012

Cover

Blick in das Attosekundenlabor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching (vgl. S. 25, Quelle: ­Thors­ten Naeser).

Grußwort

Superlative und RekordeWolfgang Sandner1/2012Seite 3

Superlative und Rekorde

Nach einem sehr erfolgreichen Jahr bleibt die Sanierung des Physikzentrums auch 2012 das größte DPG-Projekt.

Inhaltsverzeichnis

Januar1/2012Seite 1

Januar

Blick in das Attosekundenlabor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching (vgl. S. 25, Quelle: ­Thors­ten Naeser).

Aktuell

ITER: Hürde aus dem Weg geräumtMaike Pfalz1/2012Seite 6

ITER: Hürde aus dem Weg geräumt

Stefan Jorda / MPIA1/2012Seite 7

Haus der Astronomie: Eine Spiralgalaxie auf Erden

Alexander Pawlak1/2012Seite 8

„Wir mischen ganz oben mit“ – Interview mit Helmut Schober

Stefan Jorda1/2012Seite 9

FAIR: Frohe Botschaft am Nikolaustag

Maike Pfalz1/2012Seite 10

Mars macht mobil

1/2012Seite 12

Neues aus der DFG

1/2012Seite 13

TV-Tipps

Otto-Stern-Zentrum: Sternstunde in FrankfurtMaike Pfalz1/2012Seite 13

Otto-Stern-Zentrum: Sternstunde in Frankfurt

Startschuss für „B-Fabrik“ in JapanStefan Jorda1/2012Seite 14

Startschuss für „B-Fabrik“ in Japan

Rainer Scharf1/2012Seite 15

USA

15 Haushalt 2012 – ein Lichtblick Mit oder ohne Gutachter Kongress rupft Office of Science Rettung für Supercomputer

Stefan Jorda1/2012Seite 16

Frankreich: Spatenstich in Grenoble

High-Tech

Michael Vogel1/2012Seite 18

Sparsames LichtWenn alles abgleitetSanfte KontrolleSehen wie der Terminator

Im Brennpunkt

Atomare DämpferKlemens Hammerer1/2012Seite 20

Atomare Dämpfer

Ultrakalte Atome, die in einem hybriden Quantensystem an eine Nano-Membran koppeln, dämpfen deren mechanische Vibration.

Wie schnell sind Neutrinos?Alfons Weber1/2012Seite 22

Wie schnell sind Neutrinos?

Am CERN erzeugte Neutrinos scheinen am 730 Kilometer entfernten Gran Sasso-Labor rund 60 Nanosekunden früher als erwartet anzukommen. Damit wären sie schneller als das Licht.

Überblick

Elektronen unter KontrolleMatthias F. Kling und Marc J. J. Vrakking1/2012Seite 25

Elektronen unter Kontrolle

Mithilfe ultrakurzer Lichtimpulse lassen sich Elektronen in Molekülen und Nanostrukturen auf Zeitskalen von Attosekunden steuern und beobachten.

Während sich die Atomkerne in Molekülen und Nano­strukturen typischerweise auf einer Zeitskala von Femtosekunden bewegen, läuft die Dynamik der viel leichteren Elektronen rund tausendmal schneller auf ­einer Zeitskala von Attosekunden ab, also 0,000 000 000 000 000 001 Sekunden! Dennoch erlauben es neue Techniken, diese Bewegungen zu steuern und sie zu filmen. Dies verspricht die gezielte Kontrolle von chemischen Reaktionen oder rein optische Schaltkreise. ...

Sehr schnelle Vorgänge lassen sich mit Kameras beobachten, deren Belichtungszeiten kürzer sind als die Zeitskala dieser Vorgänge. Bei einer fliegenden Gewehrkugel bedeutet dies, dass eine Belichtungszeit von einigen Mikrosekunden für ein scharfes Foto ausreicht. Im Gegensatz dazu bewegen sich bei chemischen Prozessen die Atomkerne in Molekülen typischerweise auf einer Zeitskala von Femtosekunden (1 fs = 10–15 s). Diese Bewegung konnte Ahmed Zewail erstmals zeitaufgelöst beob­achten – dafür erhielt er 1999 den Nobelpreis für Chemie [1]. Nochmal um Größenordnungen schneller bewegen sich Elektronen, da ihre Masse um einen Faktor 1836 kleiner ist als die eines Protons. Um dennoch die Bewegung von Elektronen zu „fotografieren“, benötigt die „Kamera“ eine Belichtungszeit im Bereich von Atto­sekunden (1 as = 10–18 s). Eine Attosekunde verhält sich zu einer Sekunde wie eine Sekunde zum Alter des Universums! Dennoch ist es 2001 gelungen, Attosekunden-Laserblitze zu erzeugen und nachzuweisen [2, 3]. Die Dauer dieser Lichtblitze wurde stetig verkürzt und hat 2008 mit 80 as den derzeitigen Rekord erreicht [4]. ... 

weiterlesen
Die Universalmaschine auf KursOliver Kester, Hans-Dieter Krämer, Hartmut Eickhoff und Horst Stöcker1/2012Seite 31

Die Universalmaschine auf Kurs

In den nächsten Jahren soll mit FAIR ein internationales Beschleunigerzentrum für Experimente mit Ionen und Antiprotonen entstehen.

Mit der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe (FAIR) entsteht an der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionen­forschung GmbH in Darmstadt ein weltweit einzigartiges Beschleunigerzentrum, das ein breit gefächertes Experimentierprogramm ermöglichen wird. FAIR wird Antiprotonen- und Ionenstrahlen mit bislang unerreichter Intensität und Qualität liefern, mit denen sich Wissenschaftler aus aller Welt Einblicke in den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums seit dem Urknall erhoffen. ...

Die GSI betreibt mit ihren rund 1100 Mitarbeitern bereits jetzt ein einmaliges System von Schwer­ionenbeschleunigern, bestehend aus dem universalen Linearbeschleuniger UNILAC, dem Schwer­ionensynchrotron SIS18 und dem Experimentierspeicherring ESR. Mit diesen Maschinen und den drei verfügbaren Ionenquellenterminals können mehrere Experimente parallel stattfinden. Seit ihrer Gründung vor über 40 Jahren hat die GSI viele wichtige Beiträge zum Verständnis grundlegender physikalischer Zusammenhänge geliefert. So wurden in Darmstadt sechs neue Elemente entdeckt, und pro Jahr führen die über 1000 Nutzer aus aller Welt mehr als 50 Experimente aus der Kern- und Atomphysik, Materialforschung und Biophysik mit großem Erfolg durch. Dementsprechend befinden sich am GSI Helmholtzzentrum für Schwer­ionenforschung die Kompetenzen, um mit FAIR eines der weltweit größten Vorhaben für die physikalische Grundlagenforschung zu realisieren [1].1) Etwa 3000 Wissenschaftler aus über 40 Ländern planten die Experimentier- und Beschleuniger­anlagen. Neun Länder haben ein völkerrechtliches Abkommen über die Errichtung des Beschleuniger­zentrums unterzeichnet, weitere haben ihr Interesse signalisiert. Die Kosten betragen 1,027 Milliarden Euro (Preisstand 2005).2) Die Rodung hat begonnen, die Genehmigung des Bauantrags wird Ende Januar erwartet. 2018 soll FAIR in Betrieb gehen. ...

weiterlesen

Geschichte

Ein physikalisches KonzilArne Schirrmacher1/2012Seite 39

Ein physikalisches Konzil

Wie die Solvay-Konferenz und das Solvay-Institut vor hundert Jahren nicht nur der Quantentheorie zum Durchbruch verhalfen.

Am 30. Oktober 1911 begann die erste Solvay-Konferenz, und im Mai 1912 entstand das Solvay-Institut für Physik, das die Forschung vieler späterer Nobelpreisträger förderte. Wie kam es dazu und warum konnte diese internationale Institution bis heute überdauern?

Der Berliner Physikochemiker Walther Nernst suchte im ers-ten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts Klarheit in Bezug auf die thermi-schen Eigenschaften von Materie. Sein 1905 aufgestelltes Wärmetheorem, das auch als Dritter Hauptsatz der Thermodynamik bekannt wurde, beschrieb, warum sich der absolute Nullpunkt nicht erreichen ließ: Mit fallender Temperatur nähert sich die spezifische Wärme nämlich einem konstanten Wert. In den Jahren 1909 und 1910 führte Nernst dazu umfangreiche Versuche bei niedrigen Temperaturen durch. Die Messergebnisse bestätigten diejenige Formel, die der damals weithin unbekannte Albert Einstein 1907 mithilfe der noch ungewöhnlichen Quanten-hypothese für die spezifische Wärmekapazität aufgestellt hatte. Konnten die Quanten aus Max Plancks Strahlungsformel vielleicht das rätselhafte Verhalten der Materie am Temperaturnullpunkt erklären? Nernst besuchte Einstein, als dieser Dozent für theoretische Physik in Zürich geworden war. Begeistert kehrte er mit einer Idee nach Berlin zurück: Nur eine Zusammenkunft der führenden Köpfe könnte sein Quantenrätsel lösen. Nernst fragte zunächst Hendrik Antoon Lorentz, Martin Knudsen und Max Planck. Doch Planck winkte ab, zu unbestimmt sei die Lage bis dato. Planck empfahl abzuwarten, zumal noch zu wenige der besten Physiker wirklich an dem Problem interessiert seien. Nernst ließ indes nicht locker und kam über seinen belgischen Chemikerkollegen Robert Goldschmidt in persönlichen Kontakt mit dem Großindustriellen Ernest Solvay, der seit Beginn des Jahrhunderts die Wissenschaft förderte (Abb. 1). ...

weiterlesen

Physik im Alltag

Wächter der LuftMichael Vogel1/2012Seite 44

Wächter der Luft

Alle EU-Mitgliedsstaaten müssen die Qualität der Luft kontrollieren. In grauen Containern stecken die Geräte, die die Konzentration der Schadstoffe messen.

Menschen

1/2012Seite 46

Personalien

Interview mit Detlef Lohse1/2012Seite 49

„Es macht mir Spaß, auch anwendungsorientiert zu arbeiten.“

Hans Peter Nilles, Kurt Binder und Wolfgang Sandner1/2012Seite 50

Nachruf auf Horst Rollnik

Günter Kaindl und Fritz Parak1/2012Seite 51

Nachruf auf Rudolf Ludwig Mößbauer

DPG

1/2012Seite 52

Physik-Preise 2012

Laudationes auf die Preisträgerinnen und Preisträger der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und der Deutschen Vakuum-Gesellschaft

1/2012Seite 62

Einladung zur Mitgliederversammlung 2012

1/2012Seite 63

Mitgliedsbeiträge 2012

1/2012Seite 63

Haushaltsplan 2012

1/2012Seite 63

Vorläufige Tagesordnung der Sitzung des Vorstandsrats

1/2012Seite 64

Schüler­preis der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin

1/2012Seite 64

Mitgliederversammlung der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin

1/2012Seite 65

Ausschreibung zu den Wahlen 2012 zum Vorstandsrat

Bücher/Software

Siegfried Großmann1/2012Seite 66

Andrea Prosperetti: Advanced Mathematics for Applications

Anja Hauck1/2012Seite 67

Mark Alpert: Crash

Frank Jenko und Hartmut Zohm1/2012Seite 67

P. H. Diamond, S.-I. Itoh, K. Itoh: Modern Plasma Physics

Neue Produkte

Winfried Reeb1/2012Seite 73

Silizium-Detektoren der Zukunft

Verschiedene Typen von Detektoren ermöglichen ein breites Spektrum von Anwendungen in Forschung und Industrie.

Tagungen

Harald Schwefel, Christoph Marquardt und Gerd Leuchs1/2012Seite 68

Micro & macro-cavities in classical and non-classical light

492. WE-Heraeus-Seminar

Michael Kopnarski und Hans Oechsner1/2012Seite 68

Jahrestagung 2011 der DVG

Katharina Franke, Ruslan Temirov und Markus Ternes1/2012Seite 68

Latest Developments in Scanning Probe Techniques focused on ­Nanotechnology

493. WE-Heraeus-Seminar

1/2012Seite 69

Tagungskalender

Aktuelle Ausgaben

3 / 2024

2 / 2024

1 / 2024

12 / 2023

11 / 2023

10 / 2023

weitere Ausgaben

Themen