Physik in unserer Zeit 4/2021

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Spezial: Umweltmonitoring

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Editorial

Klimakrise: Die Zeit drängt

Sonia Seneviratne

Inhalt: Physik in unserer Zeit 4/2021

 

Treffpunkt Forschung

Phasen eines Bose-Einstein-Kondensats
aus Licht

Eine Messung der Photonenstatistik eines Bose-Einstein-Kondensats von Photonen zeigt einen Phasenübergang zwischen zwei Zuständen des Lichts. Ermöglicht wird dies durch kleine Photonenverluste. Diese führen dazu, dass das in einem mit Farbstofflösung gefüllten Resonator erzeugte optische Photonengas ein offenes Quantensystem darstellt.

Fahri Öztürk, Julian Schmitt, Johann Kroha, Martin Weitz

Der Quantenphysik über die Schulter geschaut

Die Quantenphysik weiß sich für gewöhnlich gut zu verstecken. Mit Hilfe eines Quantengas-Mikroskops lassen sich ihre Eigenheiten aber direkt ans Tageslicht holen.

Florian Meinert, Robert Löw

Optik mit Materiewellen in Wellenleitern

Bose-Einstein-Kondensate lassen sich auf ein Vielfaches ihrer Schallgeschwindigkeit beschleunigen und fokussieren, ohne ihre Kohärenz zu zerstören.

Wolf von Klitzing

Bombenfund bei Quasikristallen

Beim Trinity-Test 1945 entstand im Boden unterhalb der Atombombe ein glasartiges Material. In diesem Trinitit fanden sich nun extrem seltene Quasikristalle.

Physics News

Artikel

Was sagen uns Änderungen im Erdschwerefeld?
Klimaforschung mit GRACE und GRACE Follow-on

Frank Flechtner, Eva Börgens, Ingo Sasgen

Die Satelliten GRACE und GRACE Follow-on können die zeitlichen Variationen des Schwerefeldes der Erde erstmals im globalen Maßstab mit hoher Präzision messen. Daraus lassen sich viele klimabedingte Prozesse wie Veränderungen im kontinentalen Wasserhaushalt oder das Schmelzen der Eisschilde ermitteln

Wenn das ewige Eis zerrinnt: Modellierung des Gletscherrückgangs

Matthias Huss

Gletscher sind Ikonen der Bergwelt, doch der Klimawandel setzt ihnen massiv zu. Moderne Berechnungsverfahren ermöglichen die Erforschung der Ursachen, sowie Prognosen zur Zukunft des nicht mehr so „ewigen” Eises.

Open Access

Quantenlogik-Uhren: Ultrapräzise Spektroskopie für Tests fundamentaler Physik

Piet O. Schmidt

Einige Atome sind durch Laserkühlung inzwischen so gut kontrollierbar, dass bereits optische Uhren mit Unsicherheiten im Bereich von 10–18 realisiert wurden. Vielen Atomen und den meisten Molekülen, die besonders empfindlich auf physikalische Effekte jenseits des Standardmodells reagieren, fehlt jedoch ein Übergang zum Laserkühlen. Dank Quanteninformationsverarbeitung lässt sich diese Hürde überwinden, was die Suche nach Neuer Physik mit Hilfe von ultrapräziser Spektroskopie ermöglicht.

Open Access

Ein Weg zur Lösung des kosmischen Antimaterie-Rätsels?
Suche nach dem elektrischen Dipolmoment des Neutrons

Georg Bison, Dieter Ries, Philipp Schmidt-Wellenburg

Warum blieb nach dem Urknall keine Antimaterie übrig? Dies ist eine der großen ungelösten Fragen der Physik. Eine mutmaßliche Ursache könnte eine starke Verletzung der sogenannten CP-Symmetrie gewesen sein. Nach allgemeinen Prinzipien der Teilchenphysik müsste diese allerdings zu einem messbaren elektrischen Dipolmoment von Elementarteilchen führen. Neutronen sind für eine solche Messung besonders gut geeignet, erfordern aber hochempfindliche Präzisionsexperimente.

Ein Künstler mit Physik: Das Valett-Federpendel

Christian Ucke, Hans Joachim Schlichting

Die Verbindung von physikalisch-mathematischen Experimenten mit künstlerischhandwerklicher Inspiration bringt überraschende Kreationen hervor. Jochen Valett hat ein besonderes Federpendel geschaffen.

Magazin

Schwarze Löcher: Vor 50 Jahren

Schwarze Löcher sind theoretische Lösungen der Allgemeinen Relativitätstheorie. Ihre Existenz war vor 50 Jahren noch reine Spekulation, heute ist sie gesichert.

Hans-Thomas Janka

Es drückt in der Tiefe: Smarte Physik

Lehrmittelfirmen bieten für viele physikalische Größen eigene externe Sensoren an, die nicht nur vom PC, sondern auch vom Tablet oder Smartphone ausgelesen werden können. Dies kann beispielsweise genutzt werden, um den hydrostatischen Druck in Abhängigkeit von der Tiefe zu messen.

Stephan Lück, Thomas Wilhelm, Jochen Kuhn

Ein Lichtblick im Schatten: Im Blickwinkel

In der Badesaison können wir ein optisches Phänomen beobachten, über das sich genauer nachzudenken lohnt. Dazu stellen wir uns vor, dass eine Person bis zur Taille im klaren Wasser steht und auf die Kaustiken schaut, die durch die Wellen auf dem Sandboden projiziert werden.

Hans-Joachim Schlichting

Historisches Rätsel

Viktorianische Physik zwischen Gletschereis und Sonnenlicht: Historisches Rätsel

Andreas Loos

Treffpunkt TV

Georg Christoph Lichtenberg: Gnädigstes Sendschreiben der Erde an den Mond: Physik & Literatur

Lichtenberg bietet eine kurze kulturhistorische Genealogie menschlicher Vorstellungen über den Mond und zeigt, wie ein Himmelskörper zum Kompendium kultureller Projektionen wird.

Aura Heydenreich

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Vorschau auf Heft 5/2021

Produkte des Monats

Vibroakustische Emissionen bei Turbopumpen minimieren mit innovativer Laser Balancing™-Methode

Das von Pfeiffer Vacuum entwickelte und patentierte Laser Balancing ist eine Innovation für hybridgelagerte Turbopumpen, die eine verbesserte Lebensdauer sowie geringere Vibrationen und Schallemissionen ermöglicht. Durch diese Technologie konnte Pfeiffer Vacuum die Wuchtgüte der Turbopumpen-Rotoren um 20 % verbessern. Die während der Laserablation entstehenden Partikel werden bereits während des Prozesses abgesaugt und gefiltert. Die anschließende Reinigung des lasergewuchteten Rotors sowie der Verzicht auf das manuelle Handling des Schraubenwuchtens garantieren höchste Sauberkeit der Oberflächen.

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Das von Pfeiffer Vacuum entwickelte und patentierte Laser Balancing ist eine Innovation für hybridgelagerte Turbopumpen, die eine verbesserte Lebensdauer sowie geringere Vibrationen und Schallemissionen ermöglicht. Durch diese Technologie konnte Pfeiffer Vacuum die Wuchtgüte der Turbopumpen-Rotoren um 20 % verbessern. Die während der Laserablation entstehenden Partikel werden bereits während des Prozesses abgesaugt und gefiltert. Die anschließende Reinigung des lasergewuchteten Rotors sowie der Verzicht auf das manuelle Handling des Schraubenwuchtens garantieren höchste Sauberkeit der Oberflächen.

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