Oktober 2014

Pumpspeicherkraftwerke wie dieses (Limberg II, Österreich) eignen sich für die zentrale Energiespeicherung auf System­ebene und sind sehr effizient (vgl. S. 31, Bild: Voith Hydro)

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Zur Ausgabe

Meinung

Thomas Reiter
10 / 2014 Seite 3

Die Weichen für den Weltraum stellen

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Aktuell

Alexander Pawlak
10 / 2014 Seite 6

Transmutation mit Perspektive

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Stefan Jorda / DESY
10 / 2014 Seite 7

Richtfest, Grundstein, Meilenstein

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Maike Pfalz
10 / 2014 Seite 8

Innovationen von morgen

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10 / 2014 Seite 10

Rosetta: Ein sonniger Landeplatz

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Stefan Jorda
10 / 2014 Seite 10
Pro-Physik-Mitglieder

Eine europäische Erfolgsgeschichte

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Maike Pfalz
10 / 2014 Seite 11

Forsches Bayern

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10 / 2014 Seite 12

Französische Unis: Sichtbar bis Shanghai?

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Matthias Delbrück
10 / 2014 Seite 12

Langer Marsch an die Spitze

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Rainer Scharf
10 / 2014 Seite 14

USA

Alternative Fusionsforschung / Grünes Licht für LSST / Beliebtes Physikstudium / NSF-Forschungsförderung

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Im Brennpunkt

Hanns-Christoph Nägerl
10 / 2014 Seite 18

Gigantische Dreiteilchenbindung

Experimentell ist es gelungen, höhere Efimov-Zustände nachzuweisen und damit ihr diskretes Skalierungsverhalten zu überprüfen.

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Michael Wiescher
10 / 2014 Seite 20

Problematisches Lithium

Erstmals gemessene Wirkungsquerschnitte bestätigen die Diskrepanz zwischen vorhergesagten und beobachteten Lithiumhäufigkeiten bei der primordialen Nukleosynthese.

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Holger Stark
10 / 2014 Seite 21

Die Körperform macht‘s

Formanisotropie kann für die Orientierung von Mikroorganismen im Gravitationsfeld sorgen.

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Bildung - Beruf

Maike Pfalz
10 / 2014 Seite 25

Mit Sicherheit

Sicher sollen sie sein – das gilt für Kernkraftwerke, Autos, Flugzeuge und Daten gleichermaßen. Beim Ausfall technischer Komponenten kann es um Leib und Leben gehen, beim Verlust von Daten um hohen wirtschaftlichen Schaden...

Defekte Zündschlösser, klemmende Gaspedale oder nicht funktionierende Airbags – immer wieder geraten Automobilhersteller mit Negativschlagzeilen in die Presse. Die Zahl der Rückrufe steigt beständig, und 2014 hat sich bereits jetzt zu einem traurigen Rekordjahr entwickelt: Bis Juni wurden laut einer Studie des Center of Automotive Management in Bergisch-Gladbach auf dem US-Markt 37,2 Millionen Fahrzeuge zurückgerufen, 25 Millionen allein von General Motors! Für GM bedeutet das einen riesigen Imageverlust und einen Gewinneinbruch von fast 90 Prozent im ersten Quartal – mindestens zwölf Menschen haben das defekte Zündschloss bei GM sogar mit dem Leben bezahlt.

Bei solchen Vorfällen gilt es für die Automobilhersteller, möglichst schnell die Ursache zu finden. Häufig holen sie sich dafür Hilfe von außen, beispielsweise von der Schweizer Société Générale de Surveillance SGS – dem weltweit führenden Unternehmen im Bereich Testen, Inspizieren und Zertifizieren. SGS arbeitet für Kunden aus der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik oder Pharmaindustrie sowie für Versicherungen, Gutachter und Gerichte. Den Standort in Dortmund leitet der Physiker Olaf Günnewig. Die Themen „Sicherheit“ und „Prüfen“ ziehen sich durch sein gesamtes Berufsleben. Dabei war es der Zufall, der ihn damit in Kontakt gebracht hat. „Ich habe mich etwas spät um ein Thema für meine Diplomarbeit gekümmert und bin eher zufällig in der Computertomo­grafie gelandet“, erinnert er sich. In der Promotion hat er damit menschliche Knochenproben untersucht. Bei seinem ersten Arbeitgeber hat der 49-jährige Physiker industrielle Computertomografen entwickelt. Im Jahr 2000 ist er beim Institut Fresenius gelandet. Das Labor verbinden viele mit Wasser- und Lebensmittelanalysen oder dem Qualitätssiegel auf dem Nutellaglas. Es führt aber auch Untersuchungen an technischen Komponenten durch. Seit 2004 ist das Institut eine Tochter­gesellschaft der SGS...

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Überblick

Ferdi Schüth und Rüdiger-A. Eichel
10 / 2014 Seite 31

Energiespeicher für die Zukunft

Speichertechnologien spielen schon heute im Energie­system eine wichtige Rolle, die sich durch den Ausbau der fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen erheblich ändern wird. Hierbei ist es sinnvoll, das Elektrizitätssystem nicht getrennt zu betrachten, sondern gemeinsam mit Wärme und Mobilität. Am schnellsten entwickeln sich derzeit elektrochemische Speicher, elektrische Überschussenergie ließe sich aber auch kostengünstig mit Wärmespeichern nutzen...

Deutschland befindet sich in einer Transformation des Energiesystems, die dieses wesentlich und nachhaltig verändern wird. Getrieben ist diese Entwicklung hauptsächlich durch den Klimawandel, nicht zuletzt zurückgeführt auf das CO2, das im Energiesektor emittiert wird. Die deutsche Energiewende, derzeit im Wesentlichen als „Elektrizitätswende“ diskutiert, greift jedoch zu kurz: Wollen wir das ehrgeizige Ziel erreichen, die CO2-Emissionen bis 2050 auf 80 Prozent des Niveaus von 2010 zu reduzieren, reicht es nicht aus, allein den Elektrizitätssektor zu betrachten. Schließlich setzt sich der Energieverbrauch ganz grob zu etwa gleichen Anteilen aus den drei Sektoren Elektrizität, Wärme und Mobilität zusammen. Für eine genauere Betrachtung muss man zwischen Primär- und Endenergie­verbrauch unterscheiden: Hinsichtlich der Endenergie ist der Stromanteil deutlich geringer, berücksichtigt man allerdings die Umwandlungsverluste von Primärenergie zu Strom, so wird etwa ein Drittel der Primär­energie für Strom eingesetzt.

Der Bedarf an Energiespeichern wird dennoch vornehmlich für das Elektrizitätssystem gesehen. Dies ist auf die fluktuierende Natur der meisten „erneuerbaren“ Energien zurückzuführen. Während Geothermie, Biomasse und Wasserkraft grundsätzlich dann verfügbar sind, wenn sie benötigt werden, hängen Wind- und Sonnenenergie von den jeweiligen Wetterbedingungen ab. Lediglich solarthermische Kraftwerke mit integriertem Wärmespeicher sind in gewissem Maße grundlastfähig, diese benötigen aber direkte intensive Sonnenstrahlung, sodass solche Kraftwerke eher für die Sonnengürtel der Erde geeignet sind. Wie man am Beispiel des Monats April 2011 und einem der vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber deutlich sieht, fluktuiert die Einspeisung verhältnismäßig stark zwischen fast keiner Windeinspeisung und einer Leistung von etwa 10 GW (Abb. 1). Dies kompensieren zwar teilweise andere erneuerbare Energien, aber ein System, das zu sehr hohen Anteilen auf erneuerbare Energien setzt, muss starke Fluktuationen der Einspeisung bewältigen können. Außerdem zeigt die Abbildung, dass ein System auch längere Zeiten mit geringer Windeinspeisung verkraften muss...

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Stephan Reuter, Kai Masur, Thomas von Woedtke und Klaus-Dieter Weltmann
10 / 2014 Seite 39

Kalte Plasmen in der Medizin

Seit den 1970er-Jahren dienen Plasmen dazu, Blutungen zu stoppen oder Medizinprodukte zu sterilisieren. Im Gegensatz zu diesen heißen Plasmen bieten kalte Plasmen, die sich an der Luft bei Umgebungsdruck betreiben lassen, neue Möglichkeiten in Therapie und medizinischer Forschung. Erste Quellen für diese Plasmen haben bereits den Status von Medizinprodukten erlangt. Großangelegte klinische Studien sollen nun den Nutzen der kalten Plasmen für die Medizin zeigen...

Bereits in der Mitte des 19. Jahrhunderts wurden erstmals Plasmen im medizinischen Bereich verwendet. So erzeugte Werner von Siemens in den 1850er-Jahren mithilfe eines Plasmas Ozon, um biologisch verunreinigtes Wasser aufzuarbeiten. Dieses von ihm patentierte Verfahren ist immer noch Gegenstand aktueller Forschung. Zur Jahrhundertwende und bis in die 1920er-Jahren kamen weitere medizinische Anwendungen hinzu: Kohlenstoff-Lichtbogenlampen dienten als Sonnenlichtersatz und zur „UV-Therapie“, und in den „Violett Ray Machines“ oder Hochfrequenz-Strahlapparaten erzeugten Gasentladungen in Glasröhren UV-Strahlung, elektromagnetische Wechselfelder und unter bestimmten Voraussetzungen auch kalte Plasmen auf der Haut. Diese als Allheilmittel vermarkteten Geräte waren zwar sehr eindrucksvoll, erreichten angesichts dieses Versprechens aber nicht den Status eines geprüften Medizinprodukts und verschwanden in den 1950er-Jahren.

Der bisher größte kommerzielle Erfolg von Plasmen beruht auf der Möglichkeit, biokompatible Oberflächen auf Implantaten sowie Medizinprodukten zu erzeugen oder zu funktionalisieren. Die Technologie der physikalischen Dampfabscheidung dünner Schichten wurde in den 1960er-Jahren auf breiter Basis kommerzialisiert. In der Medizin erlauben es plasmabehandelte Oberflächen z. B., die Abriebfestigkeit bei Gelenkimplantaten zu verbessern, die Anhaftung oder das Anwachsen von Zellen zu stimulieren oder eine anti­mikrobiell wirkende Oberfläche zu erzeugen [1]...

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Physik im Alltag

Michael Vogel
10 / 2014 Seite 46

Mit dem Zweiten hört man besser

Schwerhörigkeit ist spätestens im Alter für viele Menschen ein Problem. Binaurale Hörgeräte nutzen räumliche Informationen.

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Menschen

10 / 2014 Seite 48

Personalien

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Stefan Jorda
10 / 2014 Seite 51

„Reparieren macht großen Spaß“

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Florian Gebhard, Frithjof Anders, Jörg Fink, Ulrich Eckern, Roser Valenti
10 / 2014 Seite 52

Nachruf auf Werner Weber

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Bücher/Software

Hubert Goenner
10 / 2014 Seite 53

P. Ferreira: Die perfekte Theorie

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Tagungen

Lutz Schimansky-Geier und Marcus Hauser
10 / 2014 Seite 57

Statistical Physics of Self-Propelled Particles: Theory and Experiment

565. WE-Heraeus-Seminar

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Herrmann E. Boos, Frank Göhmann, Michael Karbach, Andreas Klümper
10 / 2014 Seite 57

Integrable lattice models and quantum field theories

567. WE-Heraeus-Seminar

weiterlesen
Eva Hackmann
10 / 2014 Seite 57

The Strong Gravity Regime of Black Holes and Neutron Stars

558. WE-Heraeus-Seminar

weiterlesen
Robert Izzard, Herbert Lau
10 / 2014 Seite 58

Nucleosynthesis in Asymptotic Giant Branch (AGB) Stars

568. WE-Heraeus-Seminar

weiterlesen
Thomas Niehaus, Stephan Irle, Gabriel, Merino, Thomas Heine
10 / 2014 Seite 58

Computer Simulations of Thermally Excited Materials by First Principles

WE-Heraeus Physics School

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DPG

10 / 2014 Seite 24

Physik im Advent

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10 / 2014 Seite 55

Podiumsveranstaltung am Tag der DPG

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Tatjana Lamparter
10 / 2014 Seite 55

jDPG: Physik zum Frühstück

weiterlesen
10 / 2014 Seite 56

Bad Honnefer Industriegespräche

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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.

VACCU PURE 10

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