Oktober 2020

Mit Satellitenobservatorien wie INTEGRAL lässt sich der Zerfall
des radioaktiven Isotops 26Al in der ­gesamten Galaxis nachweisen. (Bilder: ESO / S. Brunier, CC BY 4.0;  S. Plüschke et al., ESA-SP 459, 55 (2001);  ESA, vgl. S. 23)

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Zur Ausgabe

Meinung

Harald Schenk
10 / 2020 Seite 3

Den Strukturwandel gestalten

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Aktuell

Kerstin Sonnabend
10 / 2020 Seite 6
DPG-Mitglieder

Erfolgreich trotz Lockdown

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Maike Pfalz
10 / 2020 Seite 7
DPG-Mitglieder

Ein brillanter Start

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Kerstin Sonnabend
10 / 2020 Seite 8
DPG-Mitglieder

Umstrittenes Rahmenprogramm

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Maike Pfalz / Fraunhofer IOF
10 / 2020 Seite 10
DPG-Mitglieder

Frei zugängliche Quanten

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Alexander Pawlak / BMBF
10 / 2020 Seite 11
DPG-Mitglieder

Supercomputer europäisch vernetzt

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Alexander Pawlak / BMBF
10 / 2020 Seite 11
DPG-Mitglieder

Künstliche Intelligenz bi- und multilateral

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Alexander Pawlak
10 / 2020 Seite 12
DPG-Mitglieder

Gestörter Sternenhimmel

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Kerstin Sonnabend
10 / 2020 Seite 12
DPG-Mitglieder

Allein mit den Folgen der Pandemie

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Kerstin Sonnabend
10 / 2020 Seite 13
DPG-Mitglieder

Knapp am Ziel ­vorbei

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Kerstin Sonnabend
10 / 2020 Seite 13
DPG-Mitglieder

USA

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Leserbriefe

Gerd Eisenbei; Walter Langel
10 / 2020 Seite 15
DPG-Mitglieder

Hoffnungsträger Wasserstoff?

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High-Tech

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Brennpunkt

Metin Tolan
10 / 2020 Seite 18
DPG-Mitglieder

Wasser ohne Brücken

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Bildung und Beruf

Maike Pfalz
10 / 2020 Seite 20
Pro-Physik-Mitglieder

„In der Industrie muss man in kurzer Zeit das optimale Ergebnis erzielen.“

Nach ihrer Promotion in theoretischer Teilchenphysik begann Susanne Kränkl (34) als Management Trainee bei Giesecke+Devrient, einem Konzern, der beispielsweise Lösungen zur Absicherung von Zahlungsvorgängen oder Identitäten anbietet. Seit Mai 2018 ist sie Produktmanagerin bei Veridos in München, einem Joint Venture von Giesecke+Devrient und der Bundesdruckerei.

Wie sind Sie auf das Traineeprogramm aufmerksam geworden?

Bei einem Berufsvorbereitungsseminar der DPG hat Silke Bargstädt-Franke die Firma Veridos und das Traineeprogramm vorgestellt. Das klang für mich spannend, weil es die Möglichkeit bot, verschiedene Bereiche der Firma kennenzulernen.

Also sind Sie direkt dort eingestiegen?

Vorher habe ich drei Monate bei einer Unternehmens­beratung gearbeitet und wegen des Traineeprogramms dort gekündigt. Bei Giesecke+Devrient hatte ich ein Telefoninterview und ein Assessment Center.

Wie verlief der Einstieg?

Ich war zunächst im Bereich Currency Technology, in dem es unter anderem um die Produktion und den Verkauf großer Banknoten-Bearbeitungsmaschinen geht. Die stehen beispielsweise bei Zentralbanken, um die Bank­noten daraufhin zu prüfen, ob sie im Geldkreislauf bleiben können oder vernichtet werden müssen.

Was waren Ihre Aufgaben?

Eine meiner Hauptaufgaben bestand darin, mir den Transport von Banknoten zwischen Zentralbank, kommerziellen Banken und dem Einzelhandel mithilfe von speziellen standardisierten Boxen anzusehen. Derzeit wird beim Transport viel Plastik verwendet, was nicht sehr umweltfreundlich ist und viel manuelle Arbeit erfordert. (...)

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Überblick

Roland Diehl und Camilla Juul Hansen
10 / 2020 Seite 23
Pro-Physik-Mitglieder

Zerfälle als Zeugen

Das Universum ist im ständigen Wandel: Gewaltige Energieblitze in Gamma- bis Radiostrahlung belegen diese Aktivität. Dagegen ist die Anzahl der Kernbausteine des Mikrokosmos konstant, seit sich nach dem Urknall Protonen und Neutronen gebildet haben: Sie werden weder zerstört noch neu erzeugt, sondern bilden lediglich neue Kombinationen. So hat sich seither die chemische Zusammensetzung der kosmischen Materie deutlich verändert. Radioaktive Zerfälle sind ein wichtiges Werkzeug, um diese Entwicklung und die Prozesse dahinter zu verstehen.

Nach dem heißen Urknall entstanden während der primordialen Nukleosynthese Wasserstoff und Helium sowie Spuren von Lithium. Auch heute dominieren die beiden leichtesten Elemente die Häufigkeitsverteilung. Daneben existiert aber eine Vielfalt weiterer Elemente: Kohlenstoff, Sauerstoff und Eisen – die Elemente des Lebens – sowie Gold, Platin, Blei und Uran – die seltenen Elemente unserer Hochtechnologie. Der Prozess der sogenannten kosmischen chemischen Entwicklung hat ständig die vorhandenen Nukleonen umsortiert: zu Tausenden unterschiedlichen Isotopen der 118 derzeit bekannten chemischen Elemente. Namensgeber des Prozesses ist die resultierende, sich verändernde chemische Zusammensetzung der Materie im Universum (Abb. 1).

Für das Umsortieren sind Kernreaktionen verantwortlich, beispielsweise die Kernfusion. Im Inneren von Sternen und bei Sternexplosionen reichen Dichte und Temperatur aus, damit sich die Atomkerne so nahe kommen, dass die kurzreichweitigen Kernbindungskräfte wirken können und die Nukleonen neue Verbindungen eingehen. So kann aus drei Heliumkernen Kohlenstoff entstehen: 42He + 42He + 42He → 126C. Kohlenstoff entspricht einer etwas fester gebundenen Zusammensetzung der Nukleonen, sodass die überschüssige Bindungsenergie als Strahlung frei wird. Der zugehörige Strahlungsdruck verhindert, dass der Stern unter seiner eigenen Gravitation kollabiert. Sterne, die mehr als achtmal schwerer sind als unsere Sonne, durchlaufen verschiedene Brennphasen, in denen immer komplexere Fusionsreaktionen Kernbindungsenergie freisetzen. Diese Entwicklung endet beim Isotop 56Ni mit der maximalen Bindungsenergie pro Nukleon: Weitere Fusionsreaktionen setzen keine Energie mehr frei. Die schwereren Elemente entstehen daher durch die Anlagerung von Neutronen und Betazerfälle in Prozessen, die sich durch langsame (s-Prozess für engl.: slow) oder schnelle (r-Prozess, rapid) Neutroneneinfang­reaktionen auszeichnen. Die Nukleare Astrophysik zielt darauf ab, die Vielfalt der Kernreaktionen und ihre Wirkung zu verstehen, die der Sternentwicklung und der Nukleosynthese zugrundeliegen [1]. (...)

 

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Kirsten von Bergmann
10 / 2020 Seite 30
DPG-Mitglieder

Knoten in der Magnetisierung

Magnetische Skyrmionen sind spezielle Konfigura­tionen in der magnetischen Struktur. Ihre besonderen physikalischen Eigenschaften versprechen zukünftige Anwendungen in der Spintronik und Datenverar­beitung. Skyrmionen können in verschiedenen Größen und ­Materialien vorkommen. Trotz der Vielfalt entstehen sie alle aufgrund der Konkurrenz weniger magnetischer Wechsel­wirkungen. Auch die fundamentalen physikalischen Eigenschaften hängen großteils nicht von ihrer Größe und der Materialart ab. Daher unter­suchen weltweit viele Forschungsgruppen magnetische­ Skyrmionen.

Ein Skyrmion ist eine teilchenartige magnetische Struktur (Abb. 1). In seinem Zentrum ist die Magnetisierung immer entgegengesetzt zur Magnetisierung in seiner Umgebung, dem ferromagnetischen Hintergrund. Der Übergang, also die 180°-Drehung der Magnetisierung vom Zentrum nach außen, erfolgt schrittweise und mit einheitlichem Drehsinn, in den Abbildungen ist dies der Uhrzeigersinn. Dadurch enthält ein Skyrmion immer atomare magnetische Momente in allen Raumrichtungen. Wo ein solches zweidimensionales Skyrmion aufhört, ist nicht ganz klar. Aus praktischen Gründen wird häufig der Bereich innerhalb der in der Ebene liegenden Magnetisierung genommen. In Abb. 1 markieren dann die weißen Ringe den Durchmesser der Skyrmionen, auch wenn sie tatsächlich etwas größer sind.

Ein Skyrmion entspricht einem Knoten in der Spintextur. Damit unterscheidet sich seine Topologie von der eines unverknoteten Ferromagneten. Ein bekanntes, anschauliches Beispiel für solch einen topologischen Knoten ist das Möbius-Band, das nicht durch kontinuierliche Verformung in ein Band ohne Verdrehung umzuwandeln ist. Auch ein Skyrmion kann nicht durch eine Verdrehung der atomaren magnetischen Momente in einen Ferro­magneten übergehen. Um ein Skyrmion zu erzeugen oder zu vernichten, muss der Knoten diskontinuierlich geknüpft oder aufgebrochen werden. Da ein solcher Übergang eine hohe Energiebarriere haben kann, ist häufig die Rede von einem topologischen Schutz, der Skyrmionen stabilisiert. Alle Spins eines Skyrmions lassen sich auf eine Einheits­kugel projizieren (Abb. 1, Mitte). Da sie dadurch genau einmal umhüllt wird, ist der Betrag der topologischen Ladung für ein Skyrmion 1. Wird die Richtung jedes atomaren magnetischen Moments invertiert, entsteht ein Skyrmion mit dem gleichen Drehsinn, aber dem umgekehrten Vorzeichen der topologischen Ladung. (...)

 

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Geschichte

Arne Schirrmacher
10 / 2020 Seite 36
DPG-Mitglieder

Neue Physik im Kurbad

Wenn von der 86. Naturforscherversammlung von 1920 die Rede ist, steht meist nur die Debatte zwischen Albert Einstein und Philipp Lenard im Mittelpunkt. Die Bedeutung des ersten großen Treffens der Physiker nach dem Ersten Weltkrieg ging aber für die Physik weit darüber hinaus. Wie in einem Brennglas bündeln die Sitzungen und Diskussionen wesentliche Elemente einer folgenreichen Neuausrichtung der Physik.

Die Idee einer großen wissenschaftlichen Tagung keine zwei Jahre nach Kriegsende schien fast aussichtslos, hatten doch der Mangel an Nahrung, Papier und fast allem anderen Deutschland fest im Griff, und ein erster Inflationsschub hatte den Geldwert dezimiert. Für einen Staat aber, dem nach der militärischen und wirtschaftlichen Niederlage als Zukunftspfand nur die Wissenschaft blieb – so das Credo, das insbesondere Max Planck verbreitete –, war zugleich nichts dringender als eine Wiederbelebung des wissenschaftlichen Austauschs. Hatte der Kapp-Putsch in Berlin noch im März die instabile Lage insbesondere in den Städten gezeigt, so war der Kurort Bad Nauheim eine gute Wahl für die Naturforscherversammlung vom 19. bis 25. September. Nach der verbreiteten Rhetorik vom „Stahlbad des Krieges“, das auch die Wissenschaft zu Großtaten erkräftigen sollte, ist das Wissenschaftlertreffen im Kurbad ein offensichtlicher und nicht nur symbolischer Gegensatz. Die Kurverwaltung, die sich sicherlich einen gewissen Werbeeffekt erhofft hatte, bot nicht nur kostenlose Übernachtungen in den Hotels für alle Teilnehmer sowie gute und günstige Verpflegung an, ohne Kurtaxe standen alle Kurmittel unentgeltlich zur Verfügung inklusive zweier täglicher Kurkonzerte sowie Theater- und Opernaufführungen und ein Ball. Auch die Studierenden aus Frankfurt, Gießen, Marburg und Darmstadt konnten kostenlos dabei sein, allerdings nur an den wissenschaftlichen Veranstaltungen. Abends waren Gasthäuser nach Disziplinen zum geselligen Austausch reserviert.

Aufrufe wie etwa in den Verhandlungen der DPG ermunterten besonders den Nachwuchs zur Teilnahme, sodass es im Kurbad weniger um die Rekonvaleszenz alter Physik(er) ging als um eine Verjüngungskur und um neue Ideen. Das zeigen auch die etwa 60 Vorträge der Abteilung für Physik, deren weit überwiegender Teil von der Altersgruppe von Zwanzig, darunter Wolfgang Pauli, bis etwa Mitte Vierzig bestritten wurde. Statt der geplanten 600 Naturforscher und Ärzte kamen etwa 2600, und der Kurort musste die ganze Bevölkerung animieren, Privatzimmer zu stellen. Die Physik war besonders stark vertreten, veranstaltete doch die DPG noch keine eigenen Tagungen, und hatte das umfangreichste Programm, wobei „außer einem besonderen Teile“ zur Relativitätstheorie „fast alle Vorträge über das neu erschlossene Gebiet der Atomphysik“ gingen [1].

Neben der sich hier schon abzeichnenden inhaltlichen Neuausrichtung waren es auch die Richtungsentscheidungen im Fach, die in Geschäftssitzungen zu klären waren, die besonders den Nachwuchs betrafen. Dabei ging es einerseits um die Fachgesellschaften. Die DPG galt als zu sehr von Berlin dominiert und sollte regionalisiert werden, zudem gab es Konkurrenz wie etwa durch die 1919 gegründete Gesellschaft für technische Physik. Fast wie auf der politischen Bühne wurde versucht, durch neue Gesellschaften Einfluss zu erringen. Aus Johannes Starks Fachgemeinschaft Deutscher Hochschullehrer der Physik trat Max Born mit vielen anderen gleich wieder aus, als ihnen dessen Agenda in Bad Nauheim klar wurde.(...)

 

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Physik im Alltag

Michael Vogel
10 / 2020 Seite 42
Pro-Physik-Mitglieder

Schicht für Schicht gedruckt

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Menschen

10 / 2020 Seite 45
DPG-Mitglieder

Personalien

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Kurt Aulenbacher und Karl-Heinz Kaiser
10 / 2020 Seite 50
DPG-Mitglieder

Zum Gedenken an Helmut Herminghaus

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Lutz Schröter, Ulrich Bleyer, Alexander Bradshaw, Marcus Neitzert, Bernhard Nunner, Metin Tolan und Klaus Wandelt
10 / 2020 Seite 51
DPG-Mitglieder

Nachruf auf Manfred Schmidt

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AKE – Paul Drude e.V., Josef Humliček, Mathias Schubert, Norbert Esser, ­Michael Gensch, Ulrich Schade, John A. Woollam, Thomas Zettler, Albrecht Krüger, Karsten Hinrichs
10 / 2020 Seite 52
DPG-Mitglieder

Nachruf auf Arnulf Röseler

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Kerstin Sonnabend
10 / 2020 Seite 53
DPG-Mitglieder

„Das wissenschaftliche Arbeiten macht den Reiz aus.“ 

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Rezensionen

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Alexander Pawlak
10 / 2020 Seite 56
DPG-Mitglieder

Filmkritik: Tenet

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DPG

10 / 2020 Seite 9
DPG-Mitglieder

Forschung – Entwicklung – Innovation XLV

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10 / 2020 Seite 22
DPG-Mitglieder

AG youLeaP – young Leaders in Physics

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10 / 2020 Seite 29
DPG-Mitglieder

German Young Physicists’ Tournament

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10 / 2020 Seite 57
DPG-Mitglieder

Science Days

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10 / 2020 Seite 57
DPG-Mitglieder

Ausschreibung Otto-Hahn-Preis

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Jannik Ehlert und David Ohse
10 / 2020 Seite 58
DPG-Mitglieder

Projektbegeisterung online teilen

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Rica Thißen
10 / 2020 Seite 58
DPG-Mitglieder

Meet Your Future

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10 / 2020 Seite 66
DPG-Mitglieder

Virtuelle Jobbörse im Herbst

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Weitere Rubriken

10 / 2020 Seite 59
DPG-Mitglieder

Notizen

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Neue Vakuumpumpe VACUU·PURE® 10

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

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