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)

Meinung

Kornelia Möller
05 / 2014 Seite 3

Ab wann ist Physikbildung möglich?

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Aktuell

Maike Pfalz
05 / 2014 Seite 6

DPG macht Schule

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Alexander Pawlak
05 / 2014 Seite 7

Europas Wächter im All

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Stefan Jorda
05 / 2014 Seite 8

Studienqualitätsmonitor: Viel Forschung, wenig Praxis

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Maike Pfalz
05 / 2014 Seite 10

Forsche Bauten

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Matthias Delbrück
05 / 2014 Seite 11

Europa

Forschung ohne Freizügigkeit? / Calar Alto auf der Kippe

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Rainer Scharf
05 / 2014 Seite 12

USA

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

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High-Tech

Im Brennpunkt

Dominik Schwarz
05 / 2014 Seite 16

Wellen der Inflation

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

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Reinhold Schuch
05 / 2014 Seite 18

Das Elektron auf der Präzisionswaage

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

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Kai P. ­Schmidt
05 / 2014 Seite 20

Linear in drei Dimensionen

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

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Forum

Stefan Jorda
05 / 2014 Seite 22

„Nicht der kostengünstigste Weg“

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

Oliver Reitebuch und Benjamin Witschas
05 / 2014 Seite 25

Über den Wolken

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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Marc Oliver Bettzüge
05 / 2014 Seite 33

Nationaler Hochmut oder cui bono?

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

Falk Müller und Günter Dörfel
05 / 2014 Seite 39

Zwischen Wissenschaft und Handwerk

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

Michael Vogel
05 / 2014 Seite 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.

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Menschen

05 / 2014 Seite 46

Personalien

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Alexander Pawlak
05 / 2014 Seite 49

„Lustiges bleibt immer hängen“

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Alex Bradshaw und Burkhard Langer
05 / 2014 Seite 50

Nachruf auf Uwe Becker

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Bücher/Software

Günter Quast
05 / 2014 Seite 51

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

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Karl-Henning Rehren
05 / 2014 Seite 51

Freeman Dyson: Quantenfeldtheorie

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Werner Eisner
05 / 2014 Seite 52

Paul Hoyningen-Huene: Systematicity

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Rubriken

05 / 2014 Seite 56

Tagungskalender

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Neue Vakuumpumpe VACUU·PURE® 10

Öl- und abriebfreies Vakuum bis 10⁻³  mbar

VACUUBRAND präsentiert eine trockene und abriebfreie Schraubenpumpe für den Vakuumbereich bis 10⁻³ mbar. Die Pumpe besticht durch ihre wartungsfreie Technologie ohne Verschleißteile und weist ein Saugvermögen von 10 m³/h auf. VACUU·PURE 10 ist die ideale Lösung für Prozesse, bei denen partikel- und kohlenwasserstofffreies Vakuum im Bereich bis 10⁻³ mbar benötigt wird. Mit dieser Eigenschaft deckt die Schraubenpumpe viele Anwendungsgebiete ab – wie beispielsweise Analytik, Vorvakuum für Turbomolekularpumpen oder die Regeneration von Kryopumpen. Sie ermöglicht aber auch Prozesse wie die Vakuumtrocknung, Gefriertrocknung, Wärmebehandlung, Entgasung oder Beschichtung. Da keine Verschleißteile zu tauschen sind und lästige Ölwechsel entfallen, ist ein unterbrechungsfreier Betrieb mit sehr langen Standzeiten möglich.

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