Physik Journal 1 / 2021

Cover

Martin Schleske verlässt sich beim Bau seiner Instrumente nicht allein auf sein Gehör und seine Erfahrung, sondern optimiert den Klang auch mithilfe physikalischer Experimente. (Bild: Janina Laszlo, vgl. S. 24)


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Grußwort

Formate für die ZukunftLutz Schröter1/2021Seite 3

Formate für die Zukunft

Die DPG und ihre Mitglieder konnten viele Chancen der Krise nutzen. Nun gilt es, mit neuem Elan den Weg in den Normalbetrieb zu ebnen.

Aktuell

Kerstin Sonnabend1/2021Seite 6DPG-Mitglieder

Schlüsselübergabe im Zeitplan

Der Long Shutdown 2 am CERN geht planmäßig weiter – nach einer Anpassung aufgrund der Corona-Pandemie.

Anja Hauck1/2021Seite 7DPG-Mitglieder

Mühsam ernährt sich das Eichhörnchen

Die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz von Bund und Ländern hat einen neuen Berichtzur Chancengleichheit in Wissenschaft und Forschung veröffentlicht.

Maike Pfalz1/2021Seite 8DPG-Mitglieder

Ein Teleskop für das Dreiländereck

Der Landtag Nordrhein-Westfalens unterstützt das Einstein-Teleskop, einen Gravitationswellendetektor der dritten Generation.

Maike Pfalz / GWK / BMBF1/2021Seite 10DPG-Mitglieder

Stärkung der Künstlichen Intelligenz

Die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz hat zwei neue Bund-Länder-Programme beschlossen, um die Forschung zu Künstlicher Intelligenz zu fördern.

Maike Pfalz1/2021Seite 10DPG-Mitglieder

Ein Juwel des Supercomputing

Auf der aktuellen Top500-Liste der schnellsten Supercomputer der Welt belegen Rechner des deutschen Gauss Centre for Supercomputing vordere Plätze.

1/2021Seite 11DPG-Mitglieder

DFG: Neue SFBs

Alexander Pawlak1/2021Seite 12DPG-Mitglieder

Drohende und bedrohte Wissenschaft

Die Vereinigung Deutscher Wissenschaftler (VDW) und die Deutsche Pugwash-Gruppewarnen vor einer Eskalation im Mittleren Osten.

Matthias Delbrück1/2021Seite 13DPG-Mitglieder

Transatlantikquanten

Großbritannien und Kanada fördern gemeinsam Projekte in der Quantentechnologie.

Alexander Pawlak1/2021Seite 13DPG-Mitglieder

Chinas Stück vom Mond

Mit der Chang’e 5-Mission bringt China Mondgestein zur Erde.

Kerstin Sonnabend1/2021Seite 14DPG-Mitglieder

Präzise Daten für die Navigation

In Südafrika haben astrometrische Beobachtungen seit 200 Jahren Tradition.

Kerstin Sonnabend1/2021Seite 15DPG-Mitglieder

Doch ein Ende ohne Schrecken

Der EU-Haushalt ab 2021 steht fest: Forschung und Wissenschaft erhalten mehr Geld als im Sommer erwartet.

Matthias Delbrück1/2021Seite 15DPG-Mitglieder

Spanischer Wiederaufbau

Die Regierung erhöht den Forschungsetat massiv.

Matthias Delbrück1/2021Seite 16DPG-Mitglieder

USA

Leserbriefe

Alexandra Sackmann; Dr. Christian Apeltauer1/2021Seite 17DPG-Mitglieder

Ein langer Weg; Irritierende Bezeichnung

High Tech

Michael Vogel1/2021Seite 18DPG-Mitglieder

3D-Filme fürs Handy; Bessere Diagnostik; Kompakter Späher; Wirksame Barriere

Brennpunkt

Überschuss im UntergrundJoachim Kopp1/2021Seite 20DPG-Mitglieder

Überschuss im Untergrund

Die XENON1T-Kollaboration hat ein überraschendes Signal gefunden, für das verschiedene theoretische Erklärungen jenseits bekannter Physik vorgeschlagen wurden.

Spuren aus dem SonneninnerenGeorg Raffelt1/2021Seite 22DPG-Mitglieder

Spuren aus dem Sonneninneren

Das Borexino-Experiment konnte erstmals Neutrinos aus dem CNO-Zyklus in der Sonne nachweisen.

Bildung und Beruf

„Bei mir arbeiten Kopf, Herz und Hände im Einklang.“Maike Pfalz1/2021Seite 24DPG-Mitglieder

„Bei mir arbeiten Kopf, Herz und Hände im Einklang.“

Der Geigenbaumeister Martin Schleske ist ausgebildeter Physiker und unterzieht seine Instrumente physikalischen Messungen.

Nach der zehnten Klasse verließ Martin Schleske (55) die Schule und begann in Mittenwald eine Ausbildung zum Geigenbauer. Die anschließende Arbeit in einem schalltechnischen Labor veranlasste ihn, das Abitur nachzuholen, um Physik zu studieren. Seine Diplomarbeit schrieb er über die Eigenschwingungen im Werdegang einer Geige. Als Geigenbaumeister analysiert er seine Instrumente mit physikalischen Methoden.

Was hat Sie veranlasst, die Schule abzubrechen?
Zu der Zeit fand ich es langweilig, nur etwas Intellektuelles zu machen. Daher habe ich mich um eine Ausbildung zum Geigenbauer in Mittenwald beworben, als einer von 1200!

Aber dann hat Ihnen das doch nicht gereicht?
In der Ausbildung habe ich gemerkt, dass ich sehr viele Fragen habe, die ich nicht beantworten konnte. Aber ich hatte das Glück, dass der begnadete Akustiker Helmut Müller alle Tage nach Mittenwald kam, um uns etwas über Akustik beizubringen. Den habe ich mit meinen Fragen nach gutem Klang bombardiert. (...)

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Überblick

Photonen im Spiegel der ZeitAlexander Szameit und Stefan Scheel1/2021Seite 26DPG-Mitglieder

Photonen im Spiegel der Zeit

Die PT-Symmetrie könnte eine wichtige Rolle in der Quanteninformationstheorie spielen.

Die Quantenmechanik ermöglicht faszinierende wie auch ungewöhnliche Phänomene. Kürzlich zeigten mathematische Überlegungen, dass es noch ein völlig neues Regime dieser Theorie jenseits dessen gibt, was bisher in den Laboratorien gemessen wurde. Diese neue Quantenmechanik würde nicht nur zu einem neuen Verständnis vieler physikalischer Prozesse führen, sondern wäre auch die Basis für revolutionäre Anwendungen.

Der Begriff Quant – vom lateinischen Wort „quantum“ (zu Deutsch: „wie viel“ oder „wie groß“) – wurde vermutlich durch Robert J. Mayer geprägt. Er nutzte ihn, um den ersten Hauptsatz der Thermodynamik zu beschreiben. Die Idee eines Energiequants – ohne es so zu nennen – stammt aus der bahnbrechenden Arbeit von Max Planck von 1900, in der er seine berühmte Formel zur Berechnung des elektromagnetischen Spektrums eines schwarzen Strahlers angibt [1]. Der zentrale Gedanke dieser Arbeit war der Ausdruck ε = h∙f, in dem die Frequenz f eines abstrakten Pendels proportional zu einem Energieelement ε (jenem Energiequant) ist. Die Naturkonstante h (die ihre Bezeichnung der schlichten Abkürzung für Hilfsvariable verdankt) ist heute als Plancksches Wirkungsquantum bekannt. Die Existenz dieser Konstanten besagt, dass sich Energie nicht kontinuierlich verändern kann, sondern mindestens in Sprüngen der Größe ε. Solche Quantensprünge beschreiben also die kleinstmögliche Änderung der Energie, insbesondere der von Atomen. Daher ist es mehr als erstaunlich, dass man in der heutigen Alltagssprache als Quantensprung einen Fortschritt bezeichnet, der eine Entwicklung innerhalb kürzester Zeit ein sehr großes Stück voranbringt. (...)

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Röntgenblick in die NanoweltTilo Schmutzler und Tobias Unruh1/2021Seite 33DPG-Mitglieder

Röntgenblick in die Nanowelt

Um die Eigenschaften von Nanomaterialien zu bestimmen, gilt es, verschiedene Streumethoden zu kombinieren.

Nanostrukturierte Systeme lassen sich mittels Röntgen- und Neutronenreflektometrie, Streuung unter streifendem Einfall und Kleinwinkelstreuung charakterisieren. Aus der Kombination der Methoden ergeben sich nicht nur Größe und Form der Nanostrukturen, sondern auch deren relative Anordnung zueinander sowie die molekulare Struktur ihrer Grenzschicht zum umgebenden Medium.

Nanostrukturen sind in modernen Materialien und Werkstoffen allgegenwärtig. Sie bestehen aus ein bis hundert Nanometer großen Bausteinen, die sich gezielt funktionalisieren lassen und es damit erlauben, durch Selbstorganisation hochkomplexe Strukturen mit sehr flexiblen Materialeigenschaften aufzubauen. Eine detaillierte Charakterisierung von Struktur und Eigenschaften der Nanobausteine ist wichtig, um prädiktive Modelle für die gezielte Herstellung von Materialien mit besonderen Merkmalen zu entwickeln, zum Beispiel in den Bereichen druckbare Elektronik, Katalysatordesign, organische Solarzellen oder moderne Arzneimittel. Beispielsweise ließ sich aus der Struktur einfacher Nanotröpfchen des Co-Enzyms Q10 lernen, wie sich organische Nanodispersionen im Allgemeinen entwickeln. Q10 kommt in jeder Zelle des menschlichen Körpers vor und steckt beispielsweise in Nahrungsergänzungsmitteln.

Je kleiner die Nanopartikel, umso größer ihr Verhältnis von Oberfläche zu Volumen – daher kommen Nanopartikel aus Gold, Platin oder Palladium und hochporöse Materialien wie Zeolithe, Aktivkohle oder nanoporöse Metalle in der chemischen Katalyse häufig zum Einsatz [1]. Die Bioverfügbarkeit und Löslichkeit hydrophober Arzneistoffe vergrößert sich durch ihre Anwendung in nanodisperser Form signifikant [2]. Bei halbleitenden Nanopartikeln („quantum dots“) wie CdS und ZnO nimmt die Bandlücke mit abnehmender Teilchengröße zu [3]. Die Absorption von Licht hängt für metallische Nanopartikel aufgrund von Oberflächenplasmonen-Resonanzen stark von der Größe und Form ab. Flüssige Dispersionen von Gold-, Silber- oder Aluminiumpartikeln gibt es daher in allen Farben des sichtbaren Spektrums [4, 5]. (...)

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Geschichte

Richard Jacoby (1877 – 1941)Stefan L. Wolff1/2021Seite 40

Richard Jacoby (1877 – 1941)

Der Chemiker, der in der Beleuchtungsindustrie tätig war, wurde 1941 im Konzentrationslager Sachsenhausen ermordet.

In der Beleuchtungsindustrie der Zwanzigerjahre bildeten sich interdisziplinäre Arbeitsgruppen, in denen Physiker, Chemiker und Mathematiker fachüber greifend zusammenwirkten. Der Chemiker Richard Jacoby leitete ein solches Laboratorium bei Osram, was ihn auch in die DPG führte. Während eine Reihe seiner jüdischen Kollegen noch rechtzeitig emigrieren konnte, verhinderten besondere Umstände dies in seinem Fall.
Richard Jacoby wuchs in einer jüdischen Familie in Berlin auf. Er war das älteste von vier Kindern des aus Perleberg stammenden Kaufmanns Leopold (1835 – 1903) und dessen Frau Mathilde (1854 – 1925). Jacoby bestand zu Ostern das Abitur am renommierten Königlichen Wilhelmsgymnasium. Anschließend absolvierte er / seinen Dienst als „Einjährig Freiwilliger“ und studierte dann neun Semester Chemie als Hauptfach in Freiburg, Würzburg und Berlin, wo er seine von dem Privatdozenten Richard Joseph Meyer angeregte Dissertation einreichte. Sie behandelte „Die Doppelnitrate des vierwertigen Ceriums und des Thoriums“. Hans Heinrich Landolt lobte in seinem Gutachten die Sorgfalt bei der Durchführung der Versuche sowie die schriftliche Ausarbeitung. In der von ihm vorgenommenen mündlichen Prüfung attestierte er Jacoby „in allen berührten Gebieten, auch den schwierigeren, vorzügliche Kenntnisse“. Für das Nebenfach Physik befragte Max Planck ihn zu optischen Phänomenen und Messungen galvanischer Ströme. Nach dessen Urteil bewies er „allenthalben sehr gute Kenntnisse“. Dazu gab es Prüfungen in Mineralogie und Philosophie. Jacoby erhielt insgesamt das Prädikat „magna cum laude“. (...)

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Physik im Alltag

Heißes Salz für kalte HändeSabrina Patsch1/2021Seite 42DPG-Mitglieder

Heißes Salz für kalte Hände

Taschenwärmer schützen mit latenter Wärme und doppeltem Phasenübergang vor kalten Händen.

Menschen

1/2021Seite 44DPG-Mitglieder

Personalien

Ralf Gebel, Andreas Lehrach, Dieter Prasuhn, Frank Rathmann und Jochen Stein1/2021Seite 48DPG-Mitglieder

Nachruf auf Siegfried Arno Martin

Kerstin Sonnabend1/2021Seite 49DPG-Mitglieder

„Das Wichtigste ist für mich, Begeisterung zu wecken.“

DPG

1/2021Seite 31DPG-Mitglieder

Einladung zur Mitgliederversammlung 2021

1/2021Seite 50DPG-Mitglieder

WE­ Heraeus­ Förderprogramm

1/2021Seite 51DPG-Mitglieder

Physik-Preise 2021

Laudationes auf die Preisträgerinnen und Preisträger der Deutschen Physikalischen Gesellschaft

Mario Gaimann1/2021Seite 60DPG-Mitglieder

Tagung in einer interaktiven 3D-Welt

Die DPG-Schülertagung München fand im digitalen Raum statt und ermöglichte es Schülerinnen und Schülern, Gäste aus der Wissenschaft zu treffen und eigene Projekte vorzustellen.

Lisa Johnsen1/2021Seite 61DPG-Mitglieder

Entdeckungsreise in die Welt der Elementarteilchen

Das Netzwerk Teilchenwelt feierte seinen zehnten Geburtstag mit einer bundesweiten Aktionswoche rund um die Physik der kleinsten Teilchen.

1/2021Seite 64DPG-Mitglieder

Ausschreibung zu den Wahlen 2021 zum Vorstandsrat

1/2021Seite 65DPG-Mitglieder

Wahlordnung für die Wahlen zum Vorstandsrat

1/2021Seite 66DPG-Mitglieder

Kurz­protokoll zur Vorstandsrats­sitzung

1/2021Seite 67DPG-Mitglieder

Vorläufige Tages­ordnung der Sitzung des Vorstandsrats

1/2021Seite 67DPG-Mitglieder

Mitglieds­beiträge 2021

1/2021Seite 68DPG-Mitglieder

Niederschrift der Mitgliederversammlung 2020

1/2021Seite 70DPG-Mitglieder

Haushaltsplan der DPG für das Jahr 2021

1/2021Seite 71DPG-Mitglieder

Mitgliederversammlung der PGzB

1/2021Seite 73DPG-Mitglieder

WE­ Heraeus­ Klausurtagungen

1/2021Seite 80DPG-Mitglieder

Virtuelle Jobbörse

Rezensionen

Priv.-Doz. Dr. habil. Oleksandr V. Dobrovolskiy1/2021Seite 62DPG-Mitglieder

Vladimir M. Fomin: Self-rolled Micro- and Nanoarchitectures,

Dipl.-Phys. Birgit Niederhaus1/2021Seite 62DPG-Mitglieder

Florian Aigner: Die Schwerkraft ist kein Bauchgefühl

Alexander Pawlak1/2021Seite 63DPG-Mitglieder

Leonard Mlodinow: Stephen Hawking

Tagungen

Claudia Felser, Mark Goerbig, Artem Pronin1/2021Seite 72DPG-Mitglieder

Dynamics of Emerging Quasiparticles in Topological Dirac Materials

731. WE-Heraeus-Seminar

Ronald Redmer, Gerd Steinle-Neumann, Zuzuna Konôpková1/2021Seite 72DPG-Mitglieder

Matter under Extreme Conditions

732. WE-Heraeus-Seminar

Eleanor Crane, Jakob Unfried, Alexander Schuckert1/2021Seite 72DPG-Mitglieder

Tensor Network methods for Many-Body systems

Bad Honnef Physics School

1/2021Seite 74DPG-Mitglieder

Tagungskalender

Notizen

1/2021Seite 75DPG-Mitglieder

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