Physik Journal 5 / 2014

Cover

Nach dem Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull im April 2010 wurde die Aschewolke auch mit Lidar-Metho­den untersucht. (vgl. S. 25, Bild: Árni Friðriksson)

Meinung

Ab wann ist Physikbildung möglich?Kornelia Möller5/2014Seite 3

Ab wann ist Physikbildung möglich?

Erste Schritte auf dem Weg zur Physik sind bereits im Kindergarten und in der Grundschule möglich.

Inhaltsverzeichnis

Mai 20145/2014Seite 1

Mai 2014

Nach dem Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull im April 2010 wurde die Aschewolke auch mit Lidar-Metho­den untersucht. (vgl. S. 25, Bild: Árni Friðriksson)

Aktuell

DPG macht SchuleMaike Pfalz5/2014Seite 6

DPG macht Schule

Europas Wächter im AllAlexander Pawlak5/2014Seite 7

Europas Wächter im All

Stefan Jorda5/2014Seite 8

Studienqualitätsmonitor: Viel Forschung, wenig Praxis

Maike Pfalz5/2014Seite 10

Forsche Bauten

Matthias Delbrück5/2014Seite 11

Europa

Forschung ohne Freizügigkeit? / Calar Alto auf der Kippe

5/2014Seite 11

DFG: Neue Schwerpunktprogramme, neue Regelungen für Publikationsverzeichnisse

Rainer Scharf5/2014Seite 12

USA

Alternative Endlager? / Karger Haushaltsentwurf / NASA-Missionen kämpfen ums Überleben

High-Tech

Michael Vogel5/2014Seite 14

Geschickt durchleuchtetGetunter LaserSensorische SelbstkontrolleFürs Zähe

Im Brennpunkt

Wellen der InflationDominik Schwarz5/2014Seite 16

Wellen der Inflation

Das BICEP2-Teleskop am Südpol findet erste Hinweise auf Quantengravitation und eine neue Energieskala.

Das Elektron auf der PräzisionswaageReinhold Schuch5/2014Seite 18

Das Elektron auf der Präzisionswaage

Deutschen Physikern gelingt es, die Masse des Elektrons um einem Faktor 13 genauer als bisher zu bestimmen.

Kai P. ­Schmidt5/2014Seite 20

Linear in drei Dimensionen

In zwei Verbindungen wurde eine Bandstruktur nachgewiesen, die relativistischen Dirac-Fermionen in drei Dimensionen entspricht.

Forum

„Nicht der kostengünstigste Weg“Stefan Jorda5/2014Seite 22

„Nicht der kostengünstigste Weg“

Interview mit dem Physik-Nobelpreisträger und ehemaligen amerikanischen ­ Energieminister Steven Chu zur Energiefrage

Als Wissenschaftler entwickelte er bei den Bell Labs und an der Stanford University Methoden, um Atome zu kühlen und zu speichern. Dafür erhielt Steven Chu 1997 den Physik-Nobelpreis. Als Manager leitete er fünf Jahre lang das Lawrence Berkeley National Lab, bevor er 2009 dem Ruf von Barack Obama folgte und Energieminister wurde. Inzwischen ist er als Professor für Physik und Physiologie wieder zurück an der Stanford University, engagiert sich aber unverändert in Sachen Klimawandel und Energiepolitik. Sein Plenarvortrag „Meeting the Energy Challenge“ bei der DPG-Jahrestagung in Berlin gab die Gelegenheit zum folgenden Interview.

Die bekannten Öl- und Gas­reserven wachsen weiter. Sind die damit einhergehenden niedrigen Preise nicht kontra­produktiv für das Ziel, die ­Emissionen zu reduzieren?

Ein Barrel Öl kostet etwa 100 Dollar, das ist nicht so wenig. Aber unsere Fähigkeit, Öl zu diesem Preis zu finden und zu extrahieren, nimmt tatsächlich zu, und der Ölpreis könnte noch einige ­Dekaden bei 100 Dollar bleiben. Bei 70 Prozent der Ölreserven handelt es sich um Ölschiefer oder Ölsand.

Bedeutet dies, dass der Druck nachlässt, auf erneuerbare ­Energien umzustellen?

Das Zeitalter des Öls wird nicht zu Ende gehen, weil es kein Öl mehr gibt. Genauso wenig ist die Steinzeit aus Mangel an Steinen zu Ende ­gegangen, sondern weil es bessere Lösungen gab. Wir müssen ­wegen des Klimawandels von den fossilen Energiequellen weg kommen. Die Risiken wären gewaltig, wenn wir die vorhandenen Reserven nur ­annähernd aufbrauchen würden. ...

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Überblick

Über den WolkenOliver Reitebuch und Benjamin Witschas5/2014Seite 25

Über den Wolken

Laser-Fernerkundung in der Atmosphäre

Ob für die Wahl geeigneter Standorte von Windkraftanlagen, die Beurteilung der Flugsicherheit nach Vulkanausbrüchen oder eine verbesserte Wettervorhersage: Bei all diesen Anwendungen wird die Streuung von Laserlicht in der Atmosphäre mittels verschiedener Lidar-Methoden ausgenutzt.

Schon kurz nach der Erfindung des Lasers durch Maiman (1960) haben Smullin und Fiocco vom Massachusetts Institute of Technology (USA) im Jahr 1962 die Entfernung zum Mond mit einem gepulsten Rubinlaser gemessen. Die reflektierten Photonen wurden mit einem Teleskop eingefangen, detektiert und abhängig von der Laufzeit gezählt. Damit ist das Prinzip eines Lidars aus „Light Detection“ (Strahlquelle, Teleskop und Detektor) „And Ranging“ (Messung der Entfernung aus der Laufzeit) eigentlich schon umrissen. Erste Messungen von Echos aus der Erdatmosphäre haben die beiden Pioniere 1963 durchgeführt. Heutzutage geht es aber um mehr als die reine Entfernungsmessung. Die spektralen Eigenschaften des zurückgestreuten Lichts erlauben nämlich Rückschlüsse auf die Zusammensetzung bzw. Eigenschaften der Atmosphäre. Damit lassen sich meteorologische Größen wie Temperatur, Dichte und Windvektor, Spurengaskonzentrationen oder optische Eigenschaften von Aerosolen und Wolkenpartikeln sowie ihre Höhenverteilung mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung bis in Höhen von 110 km bestimmen ...

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Nationaler Hochmut oder cui bono?Marc Oliver Bettzüge5/2014Seite 33

Nationaler Hochmut oder cui bono?

Ökonomische Beobachtungen zur deutschen „Energiewende“

Die technische Machbarkeit der deutschen „Energiewende“ steht außer Zweifel, kritisch ist hingegen die wirtschaftliche und gesellschaftliche Machbarkeit, denn wir wissen nicht so recht, wie wir diesen Kurs auf Dauer bezahlen sollen. Die Politik muss sich den Fragen stellen, ob höhere Anteile an erneuerbaren Energien zwangsläufig „gut“ und „richtig“ sind und wie viel nationaler Alleingang sinnvoll ist.

Die so genannte Energiewende stellt bei näherer Betrachtung wenig mehr als ein staatlich festgelegtes Zielsystem für den Technologiemix der deutschen Stromversorgung dar. Zwei wesentliche Eckpunkte charakterisieren dieses Zielsystem: ein exakt spezifizierter Abschaltfahrplan für die verbliebenen deutschen Kernkraftwerke einerseits und im Zeitverlauf steigende Anteilsziele für erneuerbare Energien (EE) andererseits, gemeint sind vor allem Wind- und Solarenergie. Genaue und eindeutige Anteilsziele gibt es dabei bislang nicht, insbesondere, wenn man auch die Inkonsistenzen zwischen Bund und Ländern berücksichtigt. Für den Rest des Stromsystems, derzeit mehr als 50 Prozent der Energie und mehr als 80 Prozent der gesicherten Leistung, sowie für den Wärme- und den Transportsektor sind die politischen Zielvorstellungen eher vage. So gesehen fokussieren sich die Energiewende in Deutschland und die öffentliche Debatte darüber also derzeit auf ein gutes Zehntel der deutschen Energiewirtschaft (nämlich Kernenergie und EE). Man sollte deshalb – wenn überhaupt – bis auf weiteres von einer Stromwende und nicht von einer Energiewende sprechen. ..

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Geschichte

Zwischen Wissenschaft und HandwerkFalk Müller und Günter Dörfel5/2014Seite 39

Zwischen Wissenschaft und Handwerk

Der Glasinstrumentenbauer Heinrich Geißler und seine Schule

Die 200. Wiederkehr von Heinrich Geißlers Geburtstag bietet die Gelegenheit, an einen herausragenden Glaskünstler, Instrumentenmacher und Konstrukteur zu erinnern. Seine zahlreichen Instrumente waren für die Wissenschaftsentwicklung des späten 19. Jahrhunderts von großer Bedeutung. Weitaus häufiger als heute verdankten sich wissenschaftliche Entdeckungen damals dem zufälligen Zusammentreffen von Personen mit spezifi­schen, sich oftmals kongenial ergänzenden Fähigkeiten.

Heinrich Geißlers Name ist wegen der von ihm konstruierten Quecksilber-Vakuumpumpe und den nach ihm benannten, kunstvoll gearbeiteten, evakuierten und mit Spuren verschiedener Gase befüllten Entladungsröhren auch heute noch ein Begriff. Bekanntheit erlangte Geißler aber auch durch seine Präzisionsmessgeräte, vor allem seine Thermometer. Seine Bonner Werkstatt war bei den Wissenschaftlern der dortigen Universität sowie bei reisenden Chemikern und Physikern ein gern besuchter Ort. Dort konnte man sich über die neuesten Entwicklungen und Innovationen der Glasbearbeitung und des Glas­instrumentenbaus informieren, mit Geißler über die Umsetzung eigener experimenteller Ideen beraten oder gemeinsame Experimente durchführen. In einer Reihe von chemischen und physikalischen Forschungsbereichen setzte Geißler eigene Akzente ...

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Physik im Alltag

Tief ins Auge geschautMichael Vogel5/2014Seite 44

Tief ins Auge geschaut

Veränderungen an der Netzhaut weisen bereits in einem frühen Stadium auf Krankheiten hin. Mit der Optischen Kohärenztomografie lassen sie sich berührungslos und hochaufgelöst erfassen.

Menschen

5/2014Seite 46

Personalien

Alexander Pawlak5/2014Seite 49

„Lustiges bleibt immer hängen“

Interview mit Reinhard Remfort

Alex Bradshaw und Burkhard Langer5/2014Seite 50

Nachruf auf Uwe Becker

DPG

5/2014Seite 53

DPG-Physikschulen: The Physics of ITER, Physics of the Ocean, General Relativity @ 99 

Bücher/Software

Karl-Henning Rehren5/2014Seite 51

Freeman Dyson: Quantenfeldtheorie

Günter Quast5/2014Seite 51

O. Behnke et al.: Data Analysis in High Energy Physics

Werner Eisner5/2014Seite 52

Paul Hoyningen-Huene: Systematicity

Rubriken

5/2014Seite 56

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