Physik in unserer Zeit 2/2022

Physik in unserer Zeit 53:2Titelbild

Spezial: Hochenergetischer Kosmos

Seit ihrer Urgeschichte haben Menschen den Nachthimmel mit ehrfürchtigem Staunen bewundert. Auch wenn ein Großteil des Nachthimmels unveränderlich erscheint, weiß man schon seit langer Zeit, dass einige der hellsten Objekte nur temporär am Himmel aufleuchten. Das gilt insbesondere für Supernovae, die nun auch neues Licht auf eines der ungelösten Rätsel der Astrophysik werfen. Denn der Ursprung der höchstenergetischen kosmischen Strahlungsteilchen ist unbekannt. Können sterbende massive Sterne eine der lang gesuchten Quellen sein?
Foto: B. Foucher

Editorial

Free Access

Das Universum mit Wumms

Marcus Brüggen

Inhalt: Physik in unserer Zeit 2/2022

Treffpunkt Forschung

Qubits aus dem Elektronenstrahl: Quantenphysik

Peter Baum

Mittels Laserlicht lassen sich die Elektronen in einem Elektronenstrahl in Qubits verwandeln. Diese Materiewellen aus einem der einfachsten Elementarteilchen eröffnen neue Möglichkeiten in der Quantenphysik. Außerdem entstehen extrem kontrastreiche Attosekunden-Elektronenimpulse für die filmische Abbildung von atomaren Reaktionen in Raum und Zeit.

Eine supraleitende Diode: Elektronik

Nicola Paradiso, Christoph Strunk

Halbleiterdioden sind elementare Bestandteile der Elektronik. Sie leiten Strom in einer Richtung sehr viel besser als in der entgegengesetzten und stellen somit Ventile für den elektrischen Strom dar. Sie dienen zur Gleichrichtung von Wechselströmen, zur Spannungsstabilisierung und für viele andere Anwendungen. Supraleitende Dioden könnten den Weg zu stromsparenden elektronischen Komponenten ebnen.

Ritt durch die Sonne: Sonnenforschung

Die NASA-Raumsonde Parker Solar Probe fliegt als erstes menschengemachtes Objekt durch die äußersten Schichten der Sonne und sendet dabei Bilder vom Innenleben ihrer Korona

Optisches Auslesen von Quantenbeats in Radikalpaaren: Spinchemie

Ulrich E. Steiner, Christoph Lambert

Ladungsgetrennte Radikalpaare (Charge-Separated Radical Pairs, CSRP) spielen eine zentrale Rolle in der photochemischen Energiekonversion, wie bei der Photosynthese oder in organischen Solarzellen. Mit einem neuen Verfahren lässt sich die Spinentwicklung solcher Paare optisch bestimmen.

Physics News

 

Artikel

Open Access

Mit eROSITA und eBOSS auf der Jagd nach Dunkler Materie und Energie: Kosmologie mit Röntgenstrahlung

Johan Comparat, Peter Predehl

Description unavailable

Das Röntgenteleskop eROSITA auf der russisch-deutschen Weltraummission SRG ist seit seinem Start im Juli 2019 extrem erfolgreich in der Kartographierung des Röntgenhimmels. In Kombination mit SDSS, einem optischen Teleskop in New Mexico, USA, kann man die Entwicklung der Materieverteilung im Universum mit hoher Präzision und über einen Zeitraum von vielen Milliarden Jahren messen. So will man einer Erklärung für die Existenz der rätselhaften Dunklen Materie und Dunklen Energie näherkommen.

Open Access

Gammablitz aus der kosmischen Nachbarschaft: Teraelektronenvolt-Photonen aus Gammastrahlenausbruch

Andrew M. Taylor, Sylvia J. Zhu, Ruslan Konno, Stefan Ohm

Description unavailable

Seit ihrer Urgeschichte haben Menschen den Nachthimmel mit ehrfürchtigem Staunen bewundert. Auch wenn ein Großteil des Nachthimmels unveränderlich erscheint, weiß man schon seit langer Zeit, dass einige der hellsten Objekte nur temporär am Himmel aufleuchten. Das gilt insbesondere für Supernovae, die nun auch neues Licht auf eines der ungelösten Rätsel der Astrophysik werfen. Denn der Ursprung der höchstenergetischen kosmischen Strahlungsteilchen ist unbekannt. Können sterbende massive Sterne eine der lang gesuchten Quellen sein? Foto: B. Foucher

James Webb entfaltet und eingeparkt: Weltraumteleskop

Das Weltraumteleskop hat seine Zielposition, den Lagrangepunkt L2, erreicht. Nun folgen wochenlange Kalibrationen, bevor im Sommer die heiß ersehnten Beobachtungen beginnen.

Artikel

Open Access

Quantenrechnen mit Licht: Photonische Quantencomputer

Valeria Saggio, Philip Walther

Description unavailable

Optische Quantensysteme erweisen sich bei der Realisierung von Quantencomputern als höchst leistungsfähig. Die besonderen Eigenschaften von Photonen ließen sich bereits nutzen, um die Überlegenheit von Quantencomputern gegenüber herkömmlichen Rechnern erfolgreich zu demonstrieren. In speziellen Bereichen wie maschinellem Lernen und sicherem Datenprozessieren könnten sich solche Quantencomputer etablieren. Foto: USTC

Open Access

Schach auf dem Eis: Zur Physik des Curlings

Leopold Mathelitsch, Sigrid Thaller

Description unavailable

Curling ähnelt Sportarten wie Eisstockschießen oder Billard. In der Spielstrategie wird es mit Schach und Go verglichen. Es erfordert hohe Konzentration über einen langen Zeitraum und zudem viel Kraft. Vor allem birgt es ein bislang ungelöstes physikalisches Rätsel. © Robert Przybysz/stock.adobe.com

Invertierte Seifenblasen: Antibubbles

Wilfried Suhr

Description unavailable

Tropft Seifenlösung aus geringer Höhe in ein damit gefülltes Becken, so kann es beim Aufprall zur Einhüllung des Tropfens mit einem Luftfilm kommen. Das Ergebnis ist eine Antibubble, die mit silbrigem Glanz und zart schimmernden Interferenzfarben bezaubert. Mit Seifenblasen haben Antibubbles einiges gemeinsam, weil man sie als deren stoffliches Negativ auffassen kann.

Magazin

Mit Echo Meter auf Fledermauspirsch: Smarte Physik

Ann-Katrin Krebs, Lutz Kasper, Jochen Kuhn, Thomas Wilhelm

Ultraschalllaute von Fledermäusen lassen sich mit Fledermausdetektoren in für uns hörbare Frequenzen „übersetzen“. Solche Audioaufzeichnungen sind mit der vorgestellten App und einem Plug-in-Modul für Smartphones möglich, inklusive spektrografischer Auswertung.

Bücher

Aufstieg zu den Einsteingleichungen

Claus Kiefer

Astronomie und Universum

Eduard Thommes

Die unwiderstehliche Anziehung der Schwerkraft

Thomas Bührke

Techmax-Reihe

Thomas Sean Weatherby

Zwischen Amor und Atira: Erdnahe Asteroiden: Vor 50 Jahren

Matthias Meier

Magazin

Geschüttelt oder gerührt? – Geschleudert!
Physik im Weinkeller

Patrik Vogt, Lutz Kasper

Ein zu gut eingeschenktes Glas führt beim Tragen schnell zum Überschwappen des edlen Tropfens. Es gibt aber eine sportliche Lösung des Problems.

Historisches Rätsel

Photographie, Fluoreszenz und Phantome: Historisches Rätsel

Andreas Loos

Seine Neugier führte ihn zu wichtigen Entdeckungen in Chemie und Physik – aber auch zur Parapsychologie.

Treffpunkt TV

Arno Schmidts Berechnungen: Physik & Literatur

Klaus Mecke

Der Wort-Wissenschaftler Schmidt schafft ein „Wortall“, um form(el)-haft benamen und mit Schrecken rechnen zu können.

Free Access

Vorschau auf Heft 3/2022

Physikunterricht neu denken!

Physik auf Lehramt an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg studieren. Jetzt auch Quer- und Seiteneinstieg möglich.

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