Juni 2017

Der Krebsnebel ist der Überrest einer Supernova. In seinem Zentrum befindet sich ein Neutronenstern. (vgl. S. 35) (Bild: NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-Univ. of Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; and Hubble/STScI)

Meinung

Kai Bongs
06 / 2017 Seite 3
DPG-Mitglieder

Initialzündung für Technologietransfer

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Aktuell

Maike Pfalz
06 / 2017 Seite 6
DPG-Mitglieder

SESAME öffnet sich

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Interview mit Rolf-Dieter Heuer
06 / 2017 Seite 7
Pro-Physik-Mitglieder

„In der Wissenschaft ist es egal, welche Religion man hat.“

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Kerstin Sonnabend
06 / 2017 Seite 8
DPG-Mitglieder

Metrologisch an der Spitze

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Anja Hauck / DESY / XFEL
06 / 2017 Seite 10
DPG-Mitglieder

Licht im Tunnel

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Kerstin Sonnabend
06 / 2017 Seite 12
DPG-Mitglieder

Gesucht: Der schnellste Nano-Flitzer

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Maike Pfalz
06 / 2017 Seite 12
DPG-Mitglieder

Ein Ring, um Rotationen aufzuspüren

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Alexander Pawlak / DFG
06 / 2017 Seite 13
DPG-Mitglieder

Reproduzierbar oder nicht reproduzierbar?

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Kerstin Sonnabend / WR
06 / 2017 Seite 13
DPG-Mitglieder

Lehre stärken, Rechner bauen

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Ulrike Böhm / Alexander Pawlak
06 / 2017 Seite 14
DPG-Mitglieder

Demos für die Wissenschaft

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Matthias Delbrück
06 / 2017 Seite 15
DPG-Mitglieder

Neustart für die Wissenschaft?

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Rainer Scharf
06 / 2017 Seite 16
DPG-Mitglieder

USA

Fehlverhalten aufspüren / Wetterforschung gestärkt / Gefragte Physik-Bachelors

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Kerstin Sonnabend / HZDR / HGF
06 / 2017 Seite 16
DPG-Mitglieder

Gemeinsam mit Lasern beschleunigen

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Anja Hauck
06 / 2017 Seite 18
DPG-Mitglieder

Das große Finale

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Leserbriefe

Sören Möller
06 / 2017 Seite 19
DPG-Mitglieder

Wichtiger Imagewandel

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High-Tech

Michael Vogel
06 / 2017 Seite 20
DPG-Mitglieder

Feine NaseBlick durchs SchlüssellochLicht ins Dunkel gebrachtHeiße Sache

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Im Brennpunkt

Michael Knap
06 / 2017 Seite 22
DPG-Mitglieder

Auf der Suche nach der kristallisierten Zeit

Zwei Experimente demonstrieren die Existenz von „Zeitkristallen“, die robuste und phasenkohärente Oszillationen zeigen.

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Christoph Lienau, Petra Groß und Matthias Wollenhaupt
06 / 2017 Seite 24
DPG-Mitglieder

Plasmonen mit Drehsinn

Plasmonische Wellenfelder können nicht nur Wellenlängen im Nanometerbereich besitzen, sondern auch Wirbelstrukturen ausbilden.

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Forum

Alexander Pawlak
06 / 2017 Seite 26
DPG-Mitglieder

Erklärer oder Lügner?

Presse und Journalismus erleben schwere Zeiten, wenn es um die Anerkennung ihrer Glaubwürdigkeit geht. Soziale Medien übernehmen vielfach Nachrichtenfunktion. Das birgt einerseits Chancen für eine aktivere Beteiligung der Öffentlichkeit, eröffnet aber auch einfache und schnelle Möglichkeiten, Falsch­informationen („Fake News“) zu streuen. Gleichzeitig scheint die Skepsis gegenüber etablierten Zeitungen oder den öffentlich-rechtlichen Medien zu wachsen. Bei einer repräsentativen Studie zur Glaubwürdigkeit der Medien, die infratest dimap im Auftrag des WDR durchgeführt hat, hielten 20 Prozent der Befragten den Begriff „Lügenpresse“ im Zusammenhang mit Medien für richtig.

Diese durchaus besorgniserregende, aber auch diffuse Stimmungslage war Anlass für ein ungewöhnliches DPG-Industriegespräch in Stuttgart. Statt um ein industrienahes Physikthema ging es dabei um die Frage, ob auch der Wissenschaftsjournalismus mit wachsendem Misstrauen oder gar dem Lügenpresse-Vorwurf zu kämpfen hat. Dafür hatte Karsten Vetter vom Arbeitskreis Industrie und Wirtschaft (AIW) erfahrene Wissenschaftsjournalisten eingeladen (Kasten).2) Die Moderation übernahm Gerhard Samulat, DPG-Vorstandsreferent für Pressearbeit.

„Die kritischen Stimmen sind zahlreicher geworden, schon durch die neuen Möglichkeiten im Internet“, sagt Wissenschaftsblogger Lars Fischer. Noch vor wenigen Jahren sei das Publikum grundsätzlich konstruktiv eingestellt gewesen, allenfalls Einstein-Widerleger oder „Cranks“ hätten sich mit Fundamentalkritik an der Wissen­schaft zu Wort gemeldet: „Das hat sich geändert, abhängig vom Thema.“ Eine große Gruppe der Kritiker lehne Wissenschaft oder Journalismus gar nicht grundsätzlich ab, artikuliere aber ein massives Unbehagen gegenüber den Medien. „Diese Leute sind der Ansicht, dass wir ‚Systempresse‘ sind“, so Fischer. Je politisch kontroverser ein Thema, umso eher käme es auch zu generellen Vorwürfen, etwa dass die Medien vom Staat gesteuert seien. „Bei einer Sendung, die sich mit der Frage befasste, ob Glypho­sat krebserregend sei, gingen Programm­beschwerden ein, die vor dem Fernseh-Ausschuss diskutiert werden mussten“, berichtet Martin Schneider vom SWR. Die Kritik, der Beitrag sei zu verharmlosend, paart sich mit dem Verdacht, die Berichterstattung sei von der Industrie gekauft...

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Überblick

Jürgen Blum, Bastian Gundlach, Carsten Güttler und Holger Sierks
06 / 2017 Seite 29
DPG-Mitglieder

Rätselhafte Kometenentstehung

Schon immer haben Kometen mit ihrem langen Staubschweif die Menschheit begeistert. Dank moderner Beobachtungstechniken und himmels­mechanischer Rechnungen wissen wir heute sehr viel mehr über sie als in historischer Zeit, in der sie als Unheilsbringer galten. Heutzutage betrachten wir Kometen als Teil des Inventars und der Geschichte unseres Sonnensys­tems. Aus ihrer Erforschung können wir viel über die Entstehung unserer Heimatwelt lernen. Die Rosetta-Mission zum Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko hat einen reichen Schatz an Daten geliefert.

Kometenkerne sind wenige Kilometer große Himmelskörper, die bei Annäherung an die Sonne aufgrund der Sublimation volatiler Eise lange Staub- und Gasschweife ausbilden (Abb. 1). Sie zählen zu den ursprünglichsten Bausteinen des Sonnensystems, weil sie zum einen so klein sind, dass das Material weder durch sein Eigengewicht wesentlich verdichtet noch durch den Zerfall radioaktiver Isotope aufgeschmolzen wurde. Zum anderen hielten sie sich die meiste Zeit seit ihrer Entstehung vor etwa 4,6 Milliarden Jahren so weit entfernt von der Sonne auf, dass hochflüchtige Substanzen in ihnen konserviert wurden und kaum Kollisionen mit anderen Himmelskörpern stattgefunden haben. Diese Bedingungen machen die Kometen zu einem einzigartigen Modellsystem für die Entstehungsphase unseres Sonnensystems.

Werden Kometen beispielsweise durch gravitative Wechselwirkung mit Jupiter ins innere Sonnensystem gestreut, sind sie dort nur eine kurzzeitige Erscheinung, denn sie verlieren pro Umlauf um die Sonne erheblich an Material oder gelangen durch gravitative Wechselwirkung mit einem Planeten wieder in die schwer zugänglichen Außen­bereiche unseres Sonnensystems. Bisherige kurze Vorbeiflüge von Raumsonden an Kometenkernen lieferten erste Bilder dieser bizarren Welten, erlaubten aber keine systematischen Untersuchungen der Physik und Chemie, der Aktivitätsquellen, des inneren Aufbaus, der Entstehung und der zeitlichen Entwicklung von Kometen. Erst die ehrgeizige ESA-Mission Rosetta versprach tiefere Einblicke in die Frühzeit unseres Sonnensys­tems (Infokas­ten). Die Rosetta-Sonde begleitete den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (kurz 67P genannt) zwei Jahre lang auf seiner Bahn ins innere Sonnensystem und über den sonnennächsten Punkt hinweg wieder hinaus in die Tiefen des Weltalls. Dieser Artikel fasst die Erkenntnisse zusammen, die sich bislang über die Entstehung von 67P gewinnen ließen...

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Jürgen Schaffner-Bielich
06 / 2017 Seite 35
DPG-Mitglieder

Unheimlich und exotisch

Neutronensterne gleichen einem gigantisch großen Atomkern. Ihre makroskopischen Eigenschaften wie Masse und Radius hängen stark davon ab, in welcher Form Materie in ihrem Inneren vorliegt, wenn die Dichte auf ein Vielfaches der Dichte von Atomkernen anwächst. Daher helfen astrophysikalische Messungen zur Masse von Neutronensternen, um die Zustandsgleichung von Materie zu bestimmen. Umgekehrt ergibt sich aus der Bindungsenergie neutronenreicher Atomkerne die Zusammensetzung der Neutronensternmaterie.

Kopenhagen 1931: Niels Bohr, Lev Landau und Leon Rosenfeld diskutieren Landaus Arbeit zu einer neuen Form von Sternen, die einem riesigen kollabierten Atomkern gleichen sollen. Landau nennt sie wegen ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften „unheimliche Sterne“.1) Im Jahr darauf entdeckt James Chadwick das Neutron, und bereits 1933 taucht erstmals der Begriff Neutronenstern auf: Walter Baade und Fritz Zwicky verwenden ihn auf einer Tagung in Stanford, als sie von ihren Beobachtungen zu Super­novae berichten. Diese astrophysikalischen Phänomene, bei denen sehr hohe Energiemengen freigesetzt und ganze Galaxien überstrahlt werden, postulieren Baade und Zwicky mit erstaunlichem Weitblick als Endstadien der Stern­entwicklung, die als Überrest einen Neutronenstern produzieren können.

Heute kennen wir das Standardbild der Sternentwicklung, gemäß dem Sterne bis zu einer Masse von acht Sonnenmassen als Weißer Zwerg enden. Sterne mit einer Masse von acht bis etwa 25 Sonnenmassen explodieren in einer so genannten Kernkollaps-Super­nova zu einem Neutronenstern. Bei einer noch höheren Sternmasse entsteht bei der Supernova-Explo­sion ein Schwarzes Loch. Die historische Super­nova von 1054 im Sternbild Krebs war eine solche Kernkollaps-Supernova. Die auslaufende Stoßwelle der Explosion bildet heute den Krebsnebel, der auch als Messier-Objekt M1 bekannt ist. In seinem Zentrum befindet sich ein rotierender Neutronenstern, der mit dem Hubble Space Telescope und dem Röntgensatelliten Chandra in einer Filmsequenz direkt aufgenommen wurde [2]...

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Lehre

Wolfgang Dür
06 / 2017 Seite 43
Pro-Physik-Mitglieder

Von Qubits lernen

Die Quantenphysik verdient wegen ihrer enormen Bedeutung einen Platz im Schulunterricht. Eine auf den Erkenntnissen der Quanteninformationstheo­rie basierende Sicht erlaubt Schülerinnen und Schülern einen konzeptionell einfachen und gleichzeitig modernen Zugang zur Quantenphysik. Dieser ermöglicht auch die Diskussion von modernen Forschungs­themen und Zukunftstechnologien.

Die Quantenmechanik beschreibt die mikroskopische Welt mit bisher unerreichter Genauigkeit. Sie bildet zudem die Basis für moderne technische Anwendungen wie Laser oder Kernspintomograph. Der Formalismus ist sehr gut ausgearbeitet und verstanden, doch noch immer bestehen zahlreiche offene Fragen.

Die Grundlagen der Quantenphysik sind bereits seit geraumer Zeit Bestandteil des Lehrplans der Sekundarstufe 2. Die behandelten Themen orientieren sich dabei stark an historischen Aspekten. In den letzten beiden Jahrzehnten hat allerdings ein Wandel in der quantenphysikalischen Forschung stattgefunden. Anwendungsmöglichkeiten sind gegenüber fundamentalen Fragen in den Vordergrund gerückt. Dank eindrucksvoller Fortschritte bei der Kontrolle von Quantensys­temen ist es heutzutage möglich, einzelne Atome und Photonen gezielt zu manipulieren und damit für Anwendungen zu nutzen [1]. Sogar die Beobachtung von Quanteneffekten bei immer größeren, beinahe makroskopischen Systemen wird diskutiert und vorangetrieben [2]. Technologien wie Teleportation, Quantenkryptographie, Quanteninternet oder Quantencomputer haben das Potenzial, unsere Gesellschaft nachhaltig zu beeinflussen. Diese Entwicklungen bieten auch neue Möglichkeiten für den Schulunterricht und erlauben zukünftigen Generationen, Einblicke in die moderne Physik zu geben und auf die wichtige Rolle von Naturwissenschaft und Technik in unserer Gesellschaft hinzuweisen...

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Physik im Alltag

Bernd Müller
06 / 2017 Seite 48
DPG-Mitglieder

Nicht nur sauber, sondern trocken!

Zeolith ist ein wahres Wundermaterial: Die riesige Oberfläche seiner Poren hilft in Geschirrspülern, die Trocknung zu verbessern und Energie zu sparen.

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Menschen

06 / 2017 Seite 50
DPG-Mitglieder

Personalien

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06 / 2017 Seite 53
DPG-Mitglieder

Nachruf auf Günter Mahler

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06 / 2017 Seite 54
DPG-Mitglieder

Nachruf auf Karl-Heinz Rieder

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Kerstin Sonnabend
06 / 2017 Seite 55
DPG-Mitglieder

„Wir wollen die Mobilität der Zukunft gestalten.“

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DPG

06 / 2017 Seite 28
DPG-Mitglieder

Einstein-Slam

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06 / 2017 Seite 42
DPG-Mitglieder

Physikschule: Applied Photonics

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Anja Metzelthin
06 / 2017 Seite 58
Pro-Physik-Mitglieder

Technologietransfer im Dialog

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06 / 2017 Seite 59
DPG-Mitglieder

Deutsche Physikerinnentagung an der TU Ilmenau

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Matthias Dahlmanns und Thomas Kotzott
06 / 2017 Seite 60
DPG-Mitglieder

Physik-Meisterschaft in Dortmund

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06 / 2017 Seite 61
DPG-Mitglieder

Kurzprotokoll zur Vorstandsratssitzung

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06 / 2017 Seite 82
DPG-Mitglieder

Bewerberliste

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Bücher/Software

Michael Schaaf
06 / 2017 Seite 56
DPG-Mitglieder

K. O. Ford: Building the H-Bomb. A Per­sonal History

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Michael Farle
06 / 2017 Seite 56
DPG-Mitglieder

K. M. Krishnan: Fundamentals and Applications of Magnetic Materials

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Alexander Pawlak
06 / 2017 Seite 57
DPG-Mitglieder

F. und C. Mann, Es werde Licht − Die Einheit von Geist und Materie in der Quantenmechanik

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Tagungen

Johannes Quaas
06 / 2017 Seite 62
DPG-Mitglieder

Aerosols-clouds-precipitation and Climate: Towards a Flux-closure Field Campaign

639. WE-Heraeus-Seminar

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Javier Cerrillo, Gernot Schaller und Philipp Strasberg
06 / 2017 Seite 62
DPG-Mitglieder

Non-Markovianity and Strong Coupling Effects in Thermodynamics

640. WE-Heraeus-Seminar

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Joachim Curtius, Thomas Koop und Ulrich Pöschl
06 / 2017 Seite 62
DPG-Mitglieder

Aerosol, Climate and Health

638. WE-Heraeus-Seminar

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Weitere Rubriken

06 / 2017 Seite 63
DPG-Mitglieder

Notizen

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Produkte / Firmen

06 / 2017 Seite 65
DPG-Mitglieder

Firmenporträts

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Thomas Binhammer, Jan Ahrens, Alexander Pape, Stefan Rausch, Oliver Prochnow und Gregor Klatt
06 / 2017 Seite 74
DPG-Mitglieder

Verstärker der nächsten Generation

Viele Anwendungen in der Physik,Bio logie und Chemie benötigen ultrakurze Pulsdauern mit hohem Photonenfluss und Wiederhol raten im MHz-Bereich oder einen weiten Durchstimmbereich. Hierfür bieten sich parametrische Verstärker an. Diese Quellen lassen sich vielfältig einsetzen, sowohl in industriellen Anwendungen als auch in der Grundlagenforschung.

Die Erzeugung von kohärenter XUV- bzw. Hoher Harmonischer Strahlung (High Harmonic Generation) hat sich zu einem der aufregendsten Gebiete der heutigen Laser-Physik entwickelt und ermöglicht es, Wechselwirkungen innerhalb der Materie mit Attosekunden-Zeitauflösung zu untersuchen. Dies liefert erstmals fundamentale Einblicke in die Natur. <> Vor allem die Entwicklung von Laseroszillatoren und Verstärker­systemen auf Basis von Titan-Saphir hat den Einsatz von Femto­sekundenlasern in Wissenschaft und industriellen Anwendungen revolutioniert. Diese Technologie kann allerdings die Anforderung nach einer kompakten anwenderfreundlichen Lichtquelle mit sehr kurzen Pulsen kombiniert mit hoher Durchschnittsleistung und Repetitionsraten von 100 kHz bis in den MHz-Bereich oder nach einem weiten Durchstimmbereich nicht befriedigen. Die Vorteile durch eine höhere Wiederholrate sind enorm: Durch Steigerung von 1 kHz auf z.B. 1 MHz verkürzen sich die Messzeiten von einer Stunde auf 3,6 Sekunden. Ein parametrisches Verstärkerkonzept weist zudem neben einer großen Verstärkungsbandbreite hohes Skalierungspotential auf...

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