Oktober 2016

Ziel der Gaia-Mission ist die umfassende Vermessung der Milchstraße. Mitte September wurde der erste Sternkatalog veröffentlicht. (Bild: ESA/ATG medialab und ESO/S. Brunier, vgl. S. 6)

Meinung

Georg Winner
10 / 2016 Seite 3

Ein Tor zur DPG

weiterlesen

Aktuell

Alexander Pawlak
10 / 2016 Seite 6

Galaktische Entdeckungsmaschine

weiterlesen
Kerstin Sonnabend
10 / 2016 Seite 7

Riesige Förderung für winzige Technologie

weiterlesen
Anja Hauck
10 / 2016 Seite 8

Die üblichen Verdächtigen

weiterlesen
Nina Beier
10 / 2016 Seite 8

Energie effizient speichern

weiterlesen
Nina Beier
10 / 2016 Seite 10

Ein Maulwurf auf dem Mars

weiterlesen
Maike Pfalz
10 / 2016 Seite 10

Gleich gestellt?!

weiterlesen
Matthias Delbrück
10 / 2016 Seite 11

Verschränkung aus dem All

weiterlesen
Matthias Delbrück
10 / 2016 Seite 11

Mehr Quanten und Big Data

weiterlesen
Nina Beier
10 / 2016 Seite 12

Auf den Spuren des frühen Sonnensystems

weiterlesen
10 / 2016 Seite 12

USA

Alternde Kernkraftwerke / Alternde Kernkraftwerke / Private und staatliche Forschung / Initiative für Quanten / NASA ermöglicht Open Access

weiterlesen

High-Tech

Michael Vogel
10 / 2016 Seite 14
Pro-Physik-Mitglieder

Alternativer Infrarotsensor Kühle Kleidung Alternativ gekühlt

weiterlesen
Dieser Artikel ist nur für registrierte Nutzer zugänglich. Bitte melden Sie sich an oder registrieren Sie sich um auf diesen Artikel zugreifen zu können.

Im Brennpunkt

Helmut Schultheiß
10 / 2016 Seite 16
Pro-Physik-Mitglieder

Optik einmal anders

Erstmals konnten Forscher experimentell das Brechungsgesetz für Spinwellen direkt nachweisen.

weiterlesen
Dieser Artikel ist nur für registrierte Nutzer zugänglich. Bitte melden Sie sich an oder registrieren Sie sich um auf diesen Artikel zugreifen zu können.
David Mesterhazy, Florian Hebenstreit und Uwe-Jens Wiese
10 / 2016 Seite 17

Vielseitige Quantenbits

Ein 4-Qubit-Quantencomputer ermöglicht es, die Paarerzeugung von Teilchen und Antiteilchen zu berechnen.

weiterlesen

Forum

Maike Pfalz
10 / 2016 Seite 20

„Ausgangspunkt ist die weiße Landkarte“ 

Anfang Juli hat die „Endlagerkommission“ nach mehr als zwei Jahren Arbeit ihren Abschlussbericht veröffent­licht. In dem über 600 Seiten langen Bericht schlägt die Kommission ein Verfahren mit umfangreicher Bürgerbeteiligung für die Suche nach einem Endlager für hoch radioaktiven Abfall vor. Unter den 32 Kommissionsmitgliedern war auch der Physiker und Philosoph Armin Grunwald vom Institut für Technikfolgenabschätzung in Karlsruhe.

Das gesuchte Endlager soll für eine Million Jahre bestmögliche Sicherheit bieten – wie lässt sich das gewährleisten?
Das hört sich in der Tat unglaublich lang an, wenn man bedenkt, was allein in den letzten hundert Jahren passiert ist. Auch für mich ist es unvorstellbar, für einen so langen Zeitraum mit technischen Verfahren etwas Sicheres auf die Beine zu stellen. Der Trick ist, das der Geologie zu überlassen. Ein Beispiel: Die Salzstöcke in Norddeutschland, die als mögliche Kandidaten genannt werden, sind 200 bis 300 Millionen Jahre alt und haben sich in dieser Zeit kaum relevant verändert.
Die Leitziele der Kommis­sion waren Sicherheit, Transparenz und Beteiligungsrechte, faires Verfahren, breiter Konsens sowie Verursacher- und Vorsorgeprinzip. Wie passen diese Aspekte zusammen?
Das sind sehr unterschiedliche Anforderungen, die sich zwar nicht gegenseitig ausschließen, aber doch – wie der Physiker sagen würde – inkommensurabel sind. Wir haben diese großen ethischen Begriffe zunächst konkretisiert.

weiterlesen

Überblick

Piet O. Schmidt und José R. Crespo López-Urrutia
10 / 2016 Seite 25

Hochgeladene Taktgeber

Nach Wasserstoff und Helium sind wohl hochgeladene Ionen die häufigste Form baryonischer Materie im Universum. Diese fristen allerdings im Labor meist ein Nischendasein, da ihre Anwendungsmöglichkeiten außerhalb der fundamentalen Forschung und der Astro- und Plasmaphysik beschränkt scheinen. Dies könnte sich nun ändern. Eine Reihe vielversprechender Vorschläge zeigt, dass sie darüber hinaus ein großes Potenzial für eine neue Generation optischer Uhren besitzen.

U nsere Sonne besteht neben Wasserstoff und Helium hauptsächlich aus hochgeladenen Ionen [1], da 90 Prozent ihrer Masse bei Temperaturen jenseits von vier Millionen Kelvin vorliegt. Die bei der Fusion im Zentrum der Sonne freigesetzte Energie muss in Form von Röntgenstrahlung über Hunderttausende von Jahren durch die dichte Sternmaterie bis in die äußeren Schichten diffundieren [2]. Dabei werden die Photonen vorwiegend von hochgeladenen Ionen gestreut, absorbiert und wieder emittiert. Um die tiefen Gravitationspotentiale von einzelnen Galaxien und deren Anhäufungen herum sind die meisten Atome in noch größerem Ausmaß hochionisiert, wie auch in den Akkretionsscheiben von Schwarzen Löchern. Und das kosmische Geflecht, welches Galaxienhaufen mitein­ander verknüpft, vereint mehr Materie als alle Galaxien zusammen bei Temperaturen jenseits von 100 000 K [1]. Hochgeladene Ionen werden seit Jahrzehnten spektroskopisch untersucht, um Vorhersagen der Quanten­elektrodynamik in starken Feldern zu überprüfen, wie z. B. den g-Faktor von gebundenen Elektronen [3].
Bei hohen positiven Ladungszuständen wächst in der einfachen Bohrschen Theorie die Aufspaltung der Energieniveaus etwa quadratisch mit der nichtkompensierten Ladung des Kernes an. Vergleichen wir zum Beispiel in diesem Bild ein Wasserstoffatom H (Kernladungs- oder Atomzahl Z = 1) mit wasserstoffartigem Uran (U91+), ein Ion mit nur noch einem seiner 92 Elektronen im neutralen Zustand. Dieses Elektron sieht also 92 Protonen und wird daher viel stärker angezogen als das Elektron im Wasserstoff­atom. Die Quantisierung des Drehimpulses muss beim Elektron immer erfüllt sein. Kommt es aufgrund der höheren Ladung näher an den Kern heran, muss es sich umso schneller um diesen „drehen“. Dadurch schrumpft der Radius der ersten Bohrschen Bahn um den Faktor 92. Dies, zusammen mit der 92-fachen positiven Ladung, ergibt eine 92 mal 92 höhere Bindungsenergie als im Wasserstoffatom, im vorliegenden Fall 130 000 eV gegenüber 12 eV. Man spricht daher von einer quadratischen „Skalierung“ der Bindungsenergie mit der Kernladungszahl, sie skaliert also mit Z 2. Daher leuchten hochgeladene Ionen vorwiegend im Vakuumultravio­letten- und Röntgenbereich. Optische Uhren benötigen jedoch elektronische Übergänge, deren Frequenzen mittels Laser gemessen werden [4, 5]; folglich werden Atome und Ionen mit im sichtbaren Spektralbereich anregbaren Übergängen gesucht. Wie kommt man aber zu solchen sichtbaren Linien mit hochgeladenen Ionen? ...

weiterlesen
Britta Hagmeyer, Holger Becker, Simon Werner und Martin Stelzle
10 / 2016 Seite 31

Auf Herz und Nieren prüfen

Die Funktionsweise von Organen lässt sich im Labor mit mikrofluidischen Zellkultursystemen simulieren, um beispielsweise die Wirkung eines Medikaments zu untersuchen. Um solche Organ-on-Chip-Systeme herzustellen und zu verwenden, ist Interdisziplinarität gefragt: Physiker, Ingenieure, (Bio-)Chemiker und Mikrotechnologen arbeiten mit Biologen, Toxikologen und Pharmazeuten zusammen.

Kaum jemand macht sich viele Gedanken über die Nebenwirkungen von Medikamenten, wenn es darum geht, lästige Kopfschmerzen zu bekämpfen oder den Blutdruck auf Normalmaß zu senken. Wir haben uns daran gewöhnt, mit chemischen Stoffen Fehlfunktionen unseres Körpers zu korrigieren und Leiden zu lindern. Erst wenn ein Medikament in Verdacht gerät, schwere Schäden zu verursachen und es medienwirksam vom Markt genommen wird, fragen wir uns, ob Versäumnisse bei den Tests die Ursache dafür sind.
Die Entwicklung von Wirkstoffen ist aber genau reguliert, und kein Pharmaunternehmen kann es sich leisten, nachlässig zu handeln. Als Konsequenz aus dem Contergan-Skandal wurde ein Zulassungsprozess eingeführt, der genau reguliert ist. Als 1957 der fragliche Wirkstoff Thalidomid auf dem Markt kam, war lediglich vorgeschrieben, ein Medikament zu registrieren. Weil der Wirkstoff für Missbildungen bei Neugeborenen verantwortlich war, wurde das Medikament vier Jahre später vom Markt genommen...

weiterlesen

Physik im Alltag

Michael Vogel
10 / 2016 Seite 38
Pro-Physik-Mitglieder

Gegen die Dröhnung

Schalldämpfer machen Autos mithilfe zweier physikalischer Prinzipien leiser: Absorption oder Resonanz.

weiterlesen
Dieser Artikel ist nur für registrierte Nutzer zugänglich. Bitte melden Sie sich an oder registrieren Sie sich um auf diesen Artikel zugreifen zu können.

Menschen

10 / 2016 Seite 40

Personalien

weiterlesen
10 / 2016 Seite 43

Nachruf auf Klaus Bethge

weiterlesen
10 / 2016 Seite 44

Nachruf auf Ahmed H. Zewail

weiterlesen
Nina Beier
10 / 2016 Seite 45

„Elektronen sind kleine grüne Männchen mit Hut!“

weiterlesen

Bücher/Software

Susanne Heinicke
10 / 2016 Seite 46

H. J. Schlichting, C. Ucke: Physikalische Spielereien

weiterlesen
Birgit Niederhaus
10 / 2016 Seite 47

Martin Neumann: Universe2go – das Planetarium für unterwegs

weiterlesen

Weitere Rubriken

10 / 2016 Seite 48

Notizen

weiterlesen
10 / 2016 Seite 49

Tagungskalender

weiterlesen

Neue Produkte

10 / 2016 Seite 54

Effizient messen

weiterlesen

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

Lernen Sie VACUU·PURE 10 kennen.

Erleben Sie unsere neue HiScroll – die ölfreien Vakuumpumpen von Pfeiffer Vacuum

Die HiScroll Serie besteht aus drei ölfreien und hermetisch dichten Scrollpumpen mit einem nominellen Saugvermögen von 6 – 20 m³/h. Die Pumpen zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Leistung beim Evakuieren gegen Atmosphäre aus. Ihre leistungsstarken IPM*-Synchronmotoren erzielen einen bis zu 15% höheren Wirkungsgrad in Vergleich zu konventionellen Antrieben.

*Interior Permanent-Magnet

Pfeiffer HiScroll Pumpen Video

Erfahren Sie mehr über die neue HiScroll Vakuumpumpe

Sonderhefte

Die Sonder­ausgaben Physics' Best und Best of präsentieren kompakt und übersichtlich neue Produkt­informationen und ihre Anwendungen und bieten für Nutzer wie Unternehmen ein zusätzliches Forum.

Webinar: Grundlagen der Wellenoptik-Simulation in 18 Minuten

Dieses 18-minütige Webinar vermittelt die Grundlagen der Modellierung und Simulation wellenoptischer Systeme.

Mehr Informationen zum Webinar

Webinar: Von Transportmessungen in der Festkörperphysik zur Impedanzanalyse in der Elektrotechnik

Nach einer kurzen Einführung in das Lock-in Verstärker Messverfahren erfahren Sie, wie diese Messtechnik bessere und schnellere Transportmessungen ermöglicht.

Mehr Informationen zum Webinar

Virtuelle Jobbörse

Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Da die erste virtuelle Jobbörse mit mehr als 1.500 Registrierungen und über 1.000 teilnehmenden Personen ein sehr großer Erfolg für Anbieter und Teilnehmende war, bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) und der Verlag Wiley-VCH eine weitere virtuelle Jobbörse im Herbst an.

Eventbeginn:
03.11.2020 - 12:00
Eventende:
03.11.2020 - 16:00

Mehr Informationen

Sonderhefte

Die Sonder­ausgaben Physics' Best und Best of präsentieren kompakt und übersichtlich neue Produkt­informationen und ihre Anwendungen und bieten für Nutzer wie Unternehmen ein zusätzliches Forum.

Webinar: Grundlagen der Wellenoptik-Simulation in 18 Minuten

Dieses 18-minütige Webinar vermittelt die Grundlagen der Modellierung und Simulation wellenoptischer Systeme.

Mehr Informationen zum Webinar

Webinar: Von Transportmessungen in der Festkörperphysik zur Impedanzanalyse in der Elektrotechnik

Nach einer kurzen Einführung in das Lock-in Verstärker Messverfahren erfahren Sie, wie diese Messtechnik bessere und schnellere Transportmessungen ermöglicht.

Mehr Informationen zum Webinar

Virtuelle Jobbörse

Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Da die erste virtuelle Jobbörse mit mehr als 1.500 Registrierungen und über 1.000 teilnehmenden Personen ein sehr großer Erfolg für Anbieter und Teilnehmende war, bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) und der Verlag Wiley-VCH eine weitere virtuelle Jobbörse im Herbst an.

Eventbeginn:
03.11.2020 - 12:00
Eventende:
03.11.2020 - 16:00

Mehr Informationen