Physik Journal 5 / 2004

Cover

Ob Supernova oder Molekulardynamik (Inset), Computersimulationen liefern auf allen Zeit- und Größenskalen neue Einblicke für die Physik. (vgl. S. 25 ff, Bilder: E. Müller; Inset: D. Marx)

Meinung

Jürgen Enders5/2004Seite 3

Berufung oder nur Beruf?

Inhaltsverzeichnis

5/2004Seite 1

Mai

Ob Supernova oder Molekulardynamik (Inset), Computersimulationen liefern auf allen Zeit- und Größenskalen neue Einblicke für die Physik. (vgl. S. 25 ff, Bilder: E. Müller; Inset: D. Marx)

Aktuell

Christian Weiss5/2004Seite 6

Physik in die Grundschule

Stefan Jorda5/2004Seite 7

Neue Superrechner für die Wissenschaft

5/2004Seite 7

DPG unterstützt Bologna-Prozess

Alexander Pawlak5/2004Seite 8

Count-down für Brain Up

Thomas Otto5/2004Seite 9

Frankreich: Rettet die Forschung - Wissenschaftler auf der Straße

Rainer Scharf5/2004Seite 10

USA

· Institute für Nanotechnologie und Kosmologie gestiftet· Programm für neue Kernwaffen· Aus für Antimaterie-Experiment?· DOE mit strategischem Forschungsplan· ISS-Experimente in Schwierigkeiten· Bushs Weltraumpläne vorerst auf Eis

Sonja Franke-Arnold5/2004Seite 12

Großbritannien

· Geld für Teilchenphysik· Der stärkste Laser der Welt

High-Tech

Jan Oliver Löfken5/2004Seite 14

''Nanoskopie'' im extremen UltraviolettLeuchtschal als DisplayDehnbares Gold für flexible ElektronikBeidseitig im Bilde

Im Brennpunkt

Helmut Ritsch5/2004Seite 17

Kühlung im Resonator

Peter von Neumann-Cosel und Achim Richter5/2004Seite 19

Der Kernstruktur auf der Spur

5/2004Seite 20

Eine perfekte Linse für Linkshänder

Schwerpunkt

Kurt Binder5/2004Seite 25

Computersimulationen

Mit dem Fortschritt der Computertechnik und immer leistungsfähigeren Superrechnern ist in der Physik ein methodisch vielfältiger und innovativer Forschungszweig entstanden, der Theorie und Experiment gleichermaßen ergänzt und befruchtet: Computersimulationen liefern oft nicht nur das entscheidende Bindeglied zwischen analytischer Theorie und Experiment, sondern können auch Züge eines Experiments annehmen. Das gilt für physikalische Probleme der unterschiedlichsten Größen- und Zeit­skalen, angefangen bei Quantenfluktuationen in der Hadronenphysik bis hin zur Simulation gewaltiger Sternexplosionen.

Dominik Marx5/2004Seite 33

Wasser, Eis und Protonen

Wasser und Eis - wer glaubt nicht, diese Substanzen und ihre Eigenschaften gut zu kennen? Kurz nach dem Aufstehen waschen wir uns in der Regel, danach wird vielleicht ein Frühstücksei gekocht, gegen den Durst drinken wir wenn es sein muss Mineralwasser, und der Abend wird gelegentlich mit Whisky on the Rocks beschlossen. Auf atomarer Skala gibt uns diese Substanz allerdings eine Menge Rätsel auf, die zu einem beträchlichen Teil mit Wasserstoffbrücken zu tun haben. Seit Beginn der neunziger Jahre haben jedoch ab-initio-Simulationen signifikant dazu beigetragen, die physikalischen und auch chemischen Eigenschaften von Wasser und Eis besser zu verstehen. Dieser Fortschritt war möglich durch eine geschickte Kombination der klassischen Molekulardynamik mit Elektronenstrukturrechnungen durch Roberto Car und Michele Parrinello.

Gerhard Besold und Kurt Kremer5/2004Seite 41

Werkstoffe nach Wunsch?

Ob ''High Tech'' oder ''Low Tech'', für jede Anwendung gilt es, das optimale Material zu finden. Die Vorhersage und Berechnung von Materialeigenschaften führt zu den Grundlagen unserer heutigen Kenntnisse der Physik und Chemie molekularer kondensierter Materie. Lässt sich ein geeignetes Material auch mittels Modellierung und Computersimulation identifizieren oder sogar gezielt entwickeln?

Wolfgang Hillebrandt und Ewald Müller5/2004Seite 49

Supernovae im Superrechner

Seit es Computer gibt, sind sie für die Astrophysik und die Astronomie ein unverzichtbares Werkzeug. Ohne leistungsfähige Rechner wäre noch nicht einmal der Betrieb von modernen Observatorien möglich, sei es auf der Erde oder im Weltraum. Doch vor allem hat die Theo­rie, deren Modelle in der Astrophysik eine ganz besondere Rolle spielen, über Jahrzehnte von Computern und ihrer Entwicklung außer­gewöhnlich stark profitiert. So ist es heute beispielsweise möglich, die Eigenschaften von Supernovae oder extragalaktischen Jets mithilfe der Simulation von relativistischen Strömungen immer besser zu verstehen.

Catia Lavalle, Marcos Rigol und Alejandro Muramatsu5/2004Seite 57

Starken Korrelationen auf der Spur

Die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern oder anderen Quantensystemen, die aus vielen Teilchen bestehen, lassen sich im Rahmen der Quantenmechanik verstehen, indem man elementare Anregungen identifiziert, die sich als schwach wechselwirkende Bausteine des Ganzen betrachten lassen. In Systemen, die durch die starke Korrelation der elementaren Bausteine gekennzeichnet sind, wie Hochtemperatur-Supraleiter und verwandte Materialien oder ultrakalte Atome in optischen Gittern, versagen jedoch die bekannten theoretischen Methoden wie Mean-Field- oder Störungstheorien. Quanten-Monte-Carlo-Simulationen erlauben es dagegen, Modelle solcher Systeme ''numerisch exakt'' zu behandeln.

Thomas Lippert und Klaus Schilling5/2004Seite 65

Quarks auf dem Gitter

Der Reduktionismus der Elementarteilchen­physik scheint für das reale Experiment auf dem Niveau der Quarks offenbar am Ende angelangt, denn Quarks lassen sich nicht als Einzelobjekte isolieren und im Labor manipulieren. Sie kommen vielmehr - in Folge der Struktur des Vakuums - nur als eingeschlossene Bestandteile von Hadronen vor. Nur durch Experimente im ¿Computerlabor¿, d. h. durch Simulationen auf Höchstleistungsrechnern, gelingt es, die Eigenschaften von Hadronen im Rahmen der Quantenchromodynamik als der fundamentalen Theo­rie der starken Wechselwirkung zu berechnen. Der Vergleich mit gemessenen Hadronendaten erlaubt es dann, die Massen und andere Parameter der Quarks zu extrahieren.

Physik im Alltag

Patrick Voss-de Haan und Alexander Pawlak5/2004Seite 72

Sensoren für die Spurtreue

Menschen

Bernd Sonntag5/2004Seite 74

Zum 80. Geburtstag von Peter Stähelin

Bücher/Software

Gerald Schmidt5/2004Seite 75

H. Wiedemann: Synchrotron Radiation

Peter Kratzer5/2004Seite 75

F. Bech­stedt: Principles of Surface Physics

Stefan Scheidl5/2004Seite 75

G. F. Mazenko: Fluctuations, Order, and Defects

Reiner Klingenberg5/2004Seite 75

Bergmann-Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik Bd. 4: Bestandteile der Materie

Jakob Lamey5/2004Seite 76

D. Giulini, C. Kiefer, C. Lämmerzahl (Hrsg.): Quantum Gra­vity - From Theory to Experimental Research

Otmar Biebel5/2004Seite 76

G. Dissertori, I. Knowles, M. Schmeling: Quantum Chromodynamics

Oliver Hauck5/2004Seite 76

R. Emmermann, R. Ollig (Hrsg.): Feuer, Wasser, Erde, Luft

Mark Walker5/2004Seite 77

U. Kohl: Die Präsidenten der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft im Nationalsozialismus

Thomas W. Beneke, Wolfgang W. Schwippert5/2004Seite 78

Software: Scientific WorkPlace 5 - mit MuPAD 2.5-Kernel

Tagungen

Jörg Frauendiener, Domenico Giulini und Volker Perlick5/2004Seite 79

Mathematical Relativity: Ideas and Developments319. WEH-Seminar

Jürgen Weis5/2004Seite 79

Correlation, Decoherence and Spin Effects in Simple and Complex Quantum Dot Systems316. WEH-Seminar

DPG

Bernhard Nunner5/2004Seite 79

Wilhelm und Else Heraeus-Förderprogramm

5/2004Seite 94

Bewerberliste

5/2004Seite 96

Tagungskalender

Physikzentrum Magnus-Haus Frühjahrstagungen

5/2004Seite 97

Aufnahmeantrag

Rubriken

5/2004Seite 11

TV-Tipps

5/2004Seite 13

Klick ins Web

5/2004Seite 13

Impressum

5/2004Seite 22

Personalien

5/2004Seite 80

Notizen

5/2004Seite 81

Neue Produkte

5/2004Seite 90

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