Physik in unserer Zeit 1/2022

Physik in unserer Zeit 1/2022
Physik in unserer Zeit 1/2022

Titelbild

Kosmische Einschläge

Editorial

Free Access

Obacht vor kosmischen Geisterfahrern!

Ulrich Köhler

Inhalt: Physik in unserer Zeit 1/2022

 

Treffpunkt Forschung

Topologischer Laser mit vertikalen Resonatoren: Laserphysik

Tristan H. Harder, Sven Höfling, Sebastian Klembt

Topologische Effekte haben die Physik in den vergangenen Jahren um eine Reihe neuer Möglichkeiten zur Kontrolle und Manipulation von Zuständen bereichert. Im Falle topologischer Isolatoren werden Ladungsträger an Ober- und Grenzflächen geleitet, während das Volumen isolierend ist. Eine solche topologische Leitung wurde auch auf photonische Systeme mit Verstärkung erweitert. Unserer Arbeitsgruppe an der Universität Würzburg ist es nun in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Moti Segev am Technion in Israel sowie Forschern aus Jena und Oldenburg erstmals gelungen, eine Vielzahl vertikaler Laserresonatoren zu einem topologischen Laser zu kombinieren.

Wie man einen Quasar wiegt: Astrophysik

Felix Bosco, Jörg-Uwe Pott

Rotierende Gaswolken in der Umgebung von supermassereichen Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien geben Hinweise auf die Masse dieser kosmischen Objekte. Astronomen haben die Bewegung dieses Gases nun zum ersten Mal direkt beobachten können, und zwar zu einem Zeitpunkt, als das Universum noch keine drei Milliarden Jahre alt war.

Motorisierte Tröpfchen: Kolloidphysik

Hartmut Löwen, Jens Grauer, Falko Schmidt, Benno Liebchen

Setzt man verschiedene Kolloidpartikelsorten einem nahezu kritischen Lösungsmittel unter Einfluss von Laserlicht aus, dann bilden sich spontan neue dynamische Superstrukturen. Unser Forschungsteam von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, der Technischen Universität Darmstadt und der Universität Göteborg, Schweden, hat nun Rückkopplungsprozesse ausgenutzt, die zu motorisierten Tröpfchen führen. Diese Konglomerate haben wir „Droploids“ genannt – ein Portmanteau aus den Wörtern Droplets und Colloids.

Als der Mond noch Feuer spie: Mondforschung

Die Proben der chinesischen Mondsonde Chang'e-5 weisen auf eine späte Erkaltung unseres Trabanten hin. Dieses Gestein ist das geologisch jüngste, das je auf die Erde zurückgebracht wurde.

Physics News

Artikel

Open Access

Kosmische Narben: Die Impaktstrukturen der Erde

Manfred Gottwald, Thomas Kenkmann, Wolf Uwe Reimold

Terrestrische Impaktstrukturen zeugen von Kollisionen der Erde mit Objekten des Sonnensystems. Die Impaktforschung hat heute die Spuren von etwa 200 solcher Einschläge auf unserem Heimatplaneten bestätigt und die Grundlagen ihrer Bildung entschlüsselt.

Open Access

Das Atom der Erkenntnis: Mit atomarem Wasserstoff zur Quantentheorie

Thomas Udem, Derya Taray, Alexey Grinin

Fortschritte in unserem physikalischen Weltverständnis wurden fast immer durch Widersprüche zwischen theoretischen Voraussagen und experimentellen Beobachtungen ausgelöst. Das gilt ganz besonders für die Quantentheorie. Für ihre Entwicklung war das Spektrum des Wasserstoffatoms, als einfachstes aller Atome, von entscheidender Bedeutung. Neue Messungen zum Protonenradius erfordern extreme Präzision und stellen die Quantentheorie auf die Probe.

Open Access

Paradoxien beim Hören: Menschliche Hörwahrnehmung

Norman Sieroka, Stefan Uppenkamp

Etwas hören, das es nicht gibt; etwas nicht hören, das es gibt; das Gleiche unterschiedlich hören … Viele erstaunliche Phänomene, die uns beim Hören begegnen, haben damit zu tun, dass wir nicht nur mit den Ohren hören. Erst die Verknüpfung der sensorischen Reize mit Erfahrungen, Gedächtnisinhalten und dem jeweiligen Kontext bestimmt letztlich unsere bewusste Wahrnehmung.

 

Der facettenreiche Schatten einer Kerzenflamme: Laservermessung des Flammenschattens

Wilfred Suhr, Hans Joachim Schlichting

Eine im Sonnenlicht stehende, brennende Kerze wirft auf eine dahinter befindliche weiße Wand ein Lichtmuster, in dem kaustikähnliche Aufhellungen zu sehen sind. Die Abhängigkeit des Brechungsindexes von der Temperatur und der Stoffzusammensetzung erweisen sich als Ursachen dieses Phänomens.

Open Access

Das Magnetfeld einer langen Spule: Ampèresches Gesetz auf dem Prüfstand

Gerhard G. Paulus, Jonathan Bollig

In der physikalischen Literatur steht stets geschrieben, das Magnetfeld verschwinde außerhalb einer langen Spule. Dass das so nicht stimmt, lässt sich jedoch bereits mit einem einfachen Experiment zeigen.

Magazin

Durchs Glas geschaut: Rotwein als Farbfilter: Physik im Weinkeller

Lutz Kasper, Patrik Vogt

Bekanntlich trinkt das Auge mit. Und tatsächlich bemessen Viele die Qualität eines Weines auch an der Intensität seiner Farbe. In dieser Folge blicken wir durch das tiefgründige Rot im Weinglas.

Gestalt und Größe der Erde aus dem All: Vor 50 Jahren

Reiner Rummel

Die genaue Bestimmung der Großform der Erde und die Errichtung eines weltweit einheitlichen Bezugssystems sind dank der im 20. Jahrhundert entwickelten Verfahren in greifbare Nähe gerückt.

Jahresregister 2021 online: PHYSIK IN UNSERER ZEIT

Analyse von Hiebtönen mit dem Spaichinger Schallanalysator: Smarte Physik

Lutz Kasper, Patrik Vogt, Jochen Kuhn, Thomas Wilhelm

Unter vielen angebotenen Schallanalyse-Apps ist der Spaichinger Schallanalysator ideal, sobald es um quantitative Versuchsauswertungen geht. Als Beispiel wird er hier zur Analyse von Hiebtönen eingesetzt.

Brillanter Schaum am Strand: Im Blickwinkel

Hans Joachim Schlichting

Die Farbe von Seifenblasen und des aus diesen bestehenden Schaums hängt nicht nur von der Interferenz des Lichts an der Blase ab, sondern auch vom diffus reflektierten Licht des Untergrunds. Ein schwarzer Untergrund führt zu großer Farbintensität der Blasen.

Historisches Rätsel

Die Höhen der subtilesten Geometrie: Historisches Rätsel

Andreas Loos

Sie war einst eine Berühmtheit, die mit den Großen ihrer Zeit korrespondierte, und eine versierte Physikerin.

Treffpunkt TV

Thomas Pynchons Entropy: Physik & Literatur

Klaus Mecke

Es gibt kaum ein physikalisches Konzept, das kulturell und literarisch so wirkmächtig war wie die durch die Entropie messbar gewordene Irreversibilität.

Free Access

Vorschau auf Heft 2/2022

Ölfreie Vakuumpumpe für vielseitige Einsatzmöglichkeiten - auch im Labor

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