Physik in unserer Zeit 6/2022

Sechster IPCC-Bericht

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Bei zunehmender Erwärmung könnte sich der artenreiche tropische Regenwald wie hier am Amazonas von einer Kohlendioxid-Senke zu einer Kohlendioxid-Quelle entwickeln. Bereits heute sind viele dieser ökologisch immens wichtigen Waldgebiete von Abholzung und Versteppung bedroht (Bild: D. Eidemüller).

Editorial

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Eindeutiger als eindeutig

Stefan Brönnimann

Inhalt: Physik in unserer Zeit 6/2022

Treffpunkt Forschung

Verschränkte Atome über 33 km Glasfaserstrecke: Quantentechnologie

Matthias Bock, Christoph Becher, Florian Fertig, Tim van Leent

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Quantennetzwerke ermöglichen sichere Kommunikation, verteiltes Quantencomputing und verbesserte Sensoren und Atomuhren. In einem gemeinsamen Experiment der LMU München und der Universität des Saarlandes ist es nun gelungen, zwei Quantenspeicher – in diesem Fall einzelne gefangene Atome – über eine Glaserfaserstrecke von 33 km miteinander zu verschränken.

Galaktische Protonenkanone: Astroteilchenphysik

Henrike Fleischhack, Petra Huentemeyer

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Schon lange wird nach Pevatronen gesucht, kosmischen Teilchenbeschleunigern, die subatomare Teilchen auf extreme Energien im Bereich von Petaelektronenvolt beschleunigen. Nun gelang der Nachweis, dass der Supernovaüberrest SNR G106.3+2.7 solch ein Pevatron enthält.

Extragalaktische Neutrinofabriken: Astroteilchenphysik

Sara Buson, Lenz Oswald, Leonard Pfeiffer, Alessandra Azzollini

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Blazare wurden schon lange als Quelle hochenergetischer Neutrinos vermutet, welche die Erde aus kosmischen Distanzen erreichen. Unsere Gruppe an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg hat dies erstmals nachgewiesen.

Physics News

Die Struktur der Atome entschlüsselt: Physik-Nobelpreis vor hundert Jahren

Manfred Jacobi

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Der Physik-Nobelpreis des Jahres 1922 ging an Niels Bohr „für seine Verdienste um die Erforschung der Struktur der Atome und der von ihnen ausgehenden Strahlung“.

Artikel

Verschränkung: vom Spuk zum Werkzeug: Physik-Nobelpreis 2022

Markus Aspelmeyer

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Der diesjährige Physik-Nobelpreis geht an die Experimentalphysiker John Clauser, Alain Aspect und Anton Zeilinger für ihre bahnbrechenden Arbeiten mit verschränkten Photonen.

Open Access

Im Maschinenraum des neuen IPCC-Berichts: Der 6. Sachstandsbericht des Weltklimarats

Jochem Marotzke

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Der jüngst veröffentlichte 6. Sachstandsbericht des Weltklimarates IPCC konnte einige zentrale Aussagen zum vergangenen und künftigen menschengemachten Klimawandel in bislang nie dagewesener Deutlichkeit tätigen. Dies wurde durch die weltweite Zusammenarbeit in der Klimaforschung möglich und baut ganz wesentlich auf den Erkenntnissen auf, für die Klaus Hasselmann und Syukuro Manabe im Jahr 2021 mit dem Physiknobelpreis geehrt wurden.

Open Access

Licht in Form gebracht: Strukturiertes Licht – von Kaustiken zu Lichtknoten

Ramon Droop, Daniel Ehrmanntraut, Eileen Otte, Cornelia Denz

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Bei vielen aktuellen technologischen Herausforderungen – von medizinischen Entwicklungen über Umwelt- und Klimaschutz bis hin zu Quantencomputern – spielt Licht eine wichtige Rolle, als effektives Werkzeug, multifunktionaler Sensor oder präzises Analyseinstrument. Dazu müssen seine Freiheitsgrade maßgeschneidert werden. Die Erforschung der vielfältigen Formen, in die Licht strukturiert werden kann, ist ein Teilgebiet der Photonik und ermöglicht zahlreiche neue Anwendungen.

Magazin

Origineller Doppelschatten: Im Blickwinkel

Hans Joachim Schlichting

Normalerweise treten so viele Schatten eines Gegenstands auf, wie Lichtquellen vorhanden sind, die diesen aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten. Diese physikalische Gewissheit könnte im folgenden Beispiel arg in Zweifel gezogen werden – allerdings nur auf den ersten Blick.

Unterrichtskonzeptionen für den Physikunterricht.

Patrik Vogt

Artikel

Open Access

Massereiche Sterne als Geburtshelfer: Das SOFIA-Beobachtungsprogramm FEEDBACK

Nicola Schneider, Jürgen Stutzki

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Seit 2019 beobachtete das deutsch-amerikanische Stratosphärenteleskop SOFIA im Rahmen des FEEDBACK-Programms galaktische Sternentstehungsgebiete in der Spektrallinie des ionisierten Kohlenstoffes (C+). Mit Hilfe dieser Beobachtungen wird der Einfluss von massereichen Sternen auf das interstellare Medium untersucht.

Flirrende Lichtspiele: Das kinetische Objekt Toroflux von Jochen Valett, Teil 2

Wilfried Suhr, Hans Joachim Schlichting

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Ein rotierender Toroflux erzeugt verschiedene interessante visuelle Strukturen, die sich auf physikalische und wahrnehmungstheoretische Effekte zurückführen lassen. Ursachen sind die schnelle Bewegung und die gegenseitige Abdeckung der Stahlbänder.

Open Access

Nichtlineare Optik mit einzelnen Photonen: Quantenoptik in Rydberg-Systemen

Stephan Dürr

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Eine Wechselwirkung zwischen einzelnen Photonen herzustellen, ist traditionell schwierig. Für dieses Problem bietet die RydbergBlockade eine neue, vielversprechende Methode. Dadurch entstehen zahlreiche interessante Anwendungsmöglichkeiten.

Magazin

Resonanz und Zersingen von Weingläsern: Physik im Weinkeller

Patrik Vogt, Lutz Kasper

Nicht selten wird behauptet, dass Personen mit ausgebildeter Stimme in der Lage seien, Gläser zu zersingen. Im Internet kursieren zahlreiche Videos, die uns dies ebenfalls weismachen möchten. Die häufig mitgelieferte physikalische Erklärung ist dabei durchaus plausibel.

Instrumentalklang mit WavePad untersuchen: Smarte Physik

Patrik Vogt, Jochen Kuhn, Thomas Wilhelm

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Oszilloskop-Apps, doch auch der Audio-Editor WavePad lässt sich als Speicheroszilloskop einsetzen. Er bietet zwei Vorteile: Die Aufnahmezeit ist nicht auf einen Sekundenbruchteil begrenzt, und das Audiosignal lässt sich vielfältig bearbeiten.

Bücher

Karl-Heinz Lotze

„Wir sind verschwenderisch in Sachen Treibstoff …“

Historisches Rätsel

Andreas Loos

Der Gesuchte war ein hochbegabter Erfinder, vom Sprechapparat über Sprachübertragung bis zur Lösung unserer Energieprobleme.

Treffpunkt TV

Brechts Leben des Einstein: Physik & Literatur

Klaus Mecke

Physik und Literatur brauchen einander, da die Welt nicht nur selbstlos erkannt, sondern auch zum Guten gewendet werden will. Brecht entwickelt hierfür ein experimentelles Theater aus dem analytischen Geist der Physik.

Free Access

Vorschau auf Heft 1/2023

Werkzeuge für die multiphysikalische Optiksimulation

Im Web Seminar erhalten Sie einen Überblick über die Möglichkeiten, die multiphysikalische Optiksimulation bietet und eine Einführung in die praktische Umsetzung eines strahlenoptischen Simulationsprojekts.

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Welding with Civan's Ultrafast CBC-Laser: Basics, Opportunities and Challenges

The first part of the webinar will provide an overview of the fundamentals and challenges of the welding process and the features of the CIVAN CBC laser. The second part of the webinar will discuss approaches to take advantage of fast, arbitrary beam shaping to control process problems.

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Werkzeuge für die multiphysikalische Optiksimulation

Im Web Seminar erhalten Sie einen Überblick über die Möglichkeiten, die multiphysikalische Optiksimulation bietet und eine Einführung in die praktische Umsetzung eines strahlenoptischen Simulationsprojekts.

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Welding with Civan's Ultrafast CBC-Laser: Basics, Opportunities and Challenges

The first part of the webinar will provide an overview of the fundamentals and challenges of the welding process and the features of the CIVAN CBC laser. The second part of the webinar will discuss approaches to take advantage of fast, arbitrary beam shaping to control process problems.

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