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Podcast
Schwerpunkt: Joachim Curtius und Andreas Kürten von der Universität Frankfurt über Experimente im Wolkenlabor CLOUD || Nachrichten: Legierung mit besonderer magnetischer Eigenschaft | Nanokristallnetz sorgt für Farbwechsel bei Chamäleons |…
Materie
Winzige Lücken in Graphen-Schichten könnten einen besseren Protonentransport in Brennstoffzellen ermöglichen.
Teilchen
In drei Artikeln schildern Physiker, welche Arbeiten während der Betriebspause am LHC durchgeführt wurden und welche wissenschaftlichen Erkenntnisse man sich in der zweiten Laufzeit erhofft.
LHC-Experiment
Mit dem Fund des Higgs-Bosons sind nun alle Teilchen im Standardmodell der Teilchenphysik nachgewiesen. Es gilt also, neue Physik zu entdecken.
Ein technischer Unfall legte den LHC kurz nach dem Start in 2008 lahm: In den Magneten gespeicherte Energie hatte sich schlagartig entladen.
Von Februar 2013 bis März 2015 reparierten und optimierten Wissenschaftler und Ingenieure den Beschleuniger für die zweite Laufzeit.
Universum
Schwarze Löcher lassen sich auch in komplexen astrophysikalischen Situationen allein durch ihre Masse, ihre Rotation und ihre elektrische Ladung charakterisieren.
Materialforscher analysierten Wechselspiel aus Oberflächenspannung und Verdampfungsgrad einer Wasser-Propylenglykol-Mischung.
ATLAS und CMS, die beiden großen Experimente am LHC, wurden in der Betriebspause auf höhere Protonenenergien und Kollisionsraten vorbereitet.
Leben
Die Tiere passen ein Netz aus Nanokristallen in ihrer Haut aktiv an und reflektieren dadurch nur bestimmte Wellenlängen.
Überraschend große Anzahl kleiner Sternsysteme in der Umgebung der Magellanschen Wolken stützt kosmologisches Standardmodell.
Kartierung der Wasserstoffisotope erlaubt Abschätzung der Größe des Ur-Ozeans auf dem Roten Planeten.
Eine neue Beschichtung aus superhydrophober Farbe und Klebemittel bleibt selbstreinigend, auch wenn sie Kratzer aufweist.
Der Stern US 708 verlässt die Galaxis mit einer Geschwindigkeit von 1200 Kilometern pro Sekunde.
Schwerpunkt: Tobias Hoerth vom Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik in Freiburg berichtet von Laborexperimenten, in denen er und seine Kollegen verschiedene Projektile auf Gesteinsblöcke schießen und so Meteoriteneinschläge nachstellen ||…
Hydrogelkugeln als Modell für granulare Materialien
Ein neues Bildgebungsverfahren erlaubt Einblicke in die mikroskopischen Kräfte zwischen Sandkörnern, Schneeflocken und anderen granularen Materialien.
Die Galaxie A1689-zD1 ist erst wenige Hundert Millionen Jahre alt – doch sie enthält so viel Staub wie ein viele Milliarden Jahre altes Sternsystem.
Forschung – gefördert vom BMBF
Mit Synchrotronlicht durchleuchten Wissenschaftler verschiedene Testsubstanzen und spüren so neue Wirkstoffe für die Medizin auf.
Verbunden mit Polymermolekülen lassen sich Flüssigkristalle als Bausteine für kontrolliert verformbare Oberflächen nutzen, die auf Wärme reagieren.
Bereits 875 Millionen Jahre nach dem Urknall besaß ein Schwarzes Loch zwölf Milliarden Sonnenmassen – mit derzeitigen Modellen nur schwer zu erklären.
Erde
Geowissenschaftler finden Ursache für besonders schwache Schwingungen im Erdkörper – Mikroseismik erleichtert Vermessung von Erdöllagerstätten.
Forscher bestimmen pH-Werte der vergangenen 120 Jahre im nördlichen Pazifik und stellen einen klaren Versauerungstrend fest.
Schwerpunkt: Markus Roth von der TU Darmstadt erklärt, wie Physiker mithilfe von leistungsstarken Lasern Wasserstoffkerne zu Helium verschmelzen und so eine neue Energiequelle erschließen wollen || Nachrichten: Explosiver Ursprung des Elements…
Technik
Physiker verfolgen verschiedene Ansätze, um Kernfusion als saubere Energiequelle nutzbar zu machen – die physikalischen Voraussetzungen für solche Kaftwerke werden derzeit erforscht.
Astronomen beobachten erstmals Produktion von Lithium bei einer Explosion auf einem Weißen Zwergstern.
Ein Zwergstern sollte für kleine Unregelmäßigkeiten in der Umlaufzeit eines Doppelsterns verantwortlich sein – doch offenbar existiert er gar nicht.
Welchen Energieverbrauch hat der LHC? Wie schnell sind die Protonen im LHC? Kurz und prägnant finden Sie hier Antworten auf viele Fragen zum LHC.
Die Wechselwirkung zwischen hochfrequenten Ultraschallwellen und Licht in einem winzigen Draht ließe sich für die optische Datenverarbeitung nutzen.
Vor drei Jahren beobachtete Wolken über dem Roten Planeten lassen sich weder durch Staub oder Eiskristalle noch durch Polarlichter erklären.
Satellitenmessungen aus dem Weltall könnten künftig dabei helfen, kurzfristig vor Starkregen, Hagel und Blitzschlägen zu warnen.
Astronomen beobachten erstmals Entstehung und frühe Entwicklung eines Mehrfachsystems.
Mit ultrakurzen und extrem hellen Röntgenblitzen ließ sich die Struktur von Bakterienzellen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung aufnehmen.
Strontiumatome geben den Takt für die derzeit genauesten Uhren vor. Physiker konnten nun eine Fehlerquelle für diese Art der Zeitmessung genau bestimmen.
Astronomen spürten zwei Weiße Zwergsterne auf, die voraussichtlich in 700 Millionen Jahren zusammenstoßen und als Supernova explodieren werden.
Ein neues Verfahren zeigt, dass sich die Rotation der Galaxis nicht allein mit der sichtbaren Materie erklären lässt.
Elektronenschwingungen ermöglichen Temperaturmessungen mit einer Ortsauflösung von wenigen Nanometern.
Polarisation der kosmischen Hintergrundstrahlung liefert Einblick in die Frühgeschichte des Universums.
Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching über den Ursprung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung und Messungen des Weltraumteleskops Planck || Nachrichten: Neuer Stahl ist leicht und extrem fest | Gut geschmierte…
Das Weltraumteleskop Planck hat den kosmischen Mikrowellenhindergrund über vier Jahre lang genauestens vermessen. Über die Ergebnisse berichtet Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching.
Nachträgliches Aufheizen beseitigt spröde Einschlüsse, die die Festigkeit von Stahllegierungen bisher verringerten.
Eingeschlossenes Wasser und geschmolzenes Gestein könnten das Hinabgleiten in den Erdmantel wie ein Schmiermittel erleichtern.
Eine neue Datenanalyse bestätigt nun: Mit BICEP2 entdeckten Astronomen keine Signale von Gravitationswellen aus einer frühen Phase des Universums.
Wissenschaftsjahr
Die weltumspannende Initiative will auf die Bedeutung von Licht und optischen Technologien für unsere moderne Zivilisation aufmerksam machen.
Wie ein neues Analyseverfahren zeigt, setzt sich die Gammastrahlung der Milchstraße offenbar aus nur drei fundamentalen Komponenten zusammen.
Mit einem Flüssigkristall wurde die optische Polarisation von Lichtwellen zu einfach oder mehrfach verdrillten Möbiusbändern geformt.
Die Struktur des Supernovaüberrests Cassiopeia A liefert Hinweise auf den Verlauf einer solchen Sternexplosion.
Neue Verfahren können den Weg zur Serienfertigung von kostengünstigen und dennoch effizienten Solarzellen ebnen.
Das ALICE-Experiment am LHC-Beschleuniger ist dem Quark-Gluon-Plasma auf der Spur, einem Materiezustand aus der Frühzeit des Universums.
Allein natürliche Schwankungen können geringen Temperaturanstieg seit 1998 erklären – Klimamodelle zeigen keine systematischen Fehler.
Exoplanet hat Ringe, die zweihundertmal größer sind als die Saturnringe – entstehen dort Monde?
Aufnahmen einer Hochgeschwindigkeitskamera zeigen, wie das Alkalimetall unmittelbar nach dem Kontakt mit Wasser sternförmige Zacken ausbildet.
Mit Starkregen ist in Südostasien nun durchschnittlich alle 13 Jahre zu rechnen, begleitet von Dürreperioden in Kalifornien.
Aufnahmen einer Alkalimetall-Wasser-Reaktion
Highlights der Physik
Unter dem Motto „Lichtspiele“ dreht sich in diesem Jahr alles um Licht und optische Technologien.
Churyumov-Gerasimenko überrascht die Forscher mit wenig Eis an seiner Oberfläche und einem stark porösen inneren Aufbau.
Schwerpunkt: Bernd Rech vom Helmholtz-Zentrum Berlin über Solarzellen, die Vorteile von anorganischen und organischen Solarzellen verbinden || Nachrichten: Selbstreinigende Metallflächen dank Nanostruktur | Bessere Auflösung durch aufgequollene…
Die langsame Abkühlung der ersten Himmelskörper ging mit einer mehrere Millionen Jahre andauernden Phase magnetischer Aktivität einher.
Mit kurzen Laserpulsen bearbeitete Metalloberflächen benötigen keine zusätzliche Beschichtung, um Wassertropfen und Staub abperlen zu lassen.
Bewegliches Spiegelpolygon ermöglicht Aufnahme mehrerer Belichtungsebenen für die räumliche Darstellung – mehr als zwanzig dreidimensionale Bilder pro Sekunde möglich.
Mit Teilchenbeschleunigern gehen Wissenschaftler der Frage nach, was die fundamentalen Bausteine der Materie sind und welche grundlegenden Kräfte zwischen diesen wirken.
Eine Gas- und Staubwolke braucht nicht nur genügend Masse, sondern auch eine bestimmte Dichte, damit sich ein Stern daraus bilden kann.
Thermische Gezeiten machen Planeten auf engen Umlaufbahnen lebensfreundlicher.
Forscher vergrößern biologische Proben mithilfe von Polymeren und können so auch winzige Strukturen mit einfachen Lichtmikroskopen beobachten.
Gewebeaufnahmen eines Expansionsmikroskops
Mithilfe von Laserpulsen ließ sich messen, wie lange Elektronen brauchen, um einzelne Atomlagen zu durchqueren.
Das Verhältnis von leichten und schweren Uran-Isotopen erklärt geologische Prozesse der Erdgeschichte.
Eine einzelne Lage Graphen zeigt bei Kontakt mit einem Magneten ferromagnetische Eigenschaften.
tephan Lippert von der Technischen Universität Hamburg-Harburg über Schallschutzsysteme für den Bau von Offshore-Windparks. Der Audiobeitrag war in der 108. Folge des Podcasts von Welt der Physik zu hören, erschienen am 3. Mai 2012.
Forscher orientieren winzige magnetische Strukturen mit einem Laserstrahl um und verfolgen diesen Prozess mithilfe von Synchrotronlicht.
Eine wenige Millimeter dicke Polymerschicht macht Stahl für Echolote unsichtbar.
Komplexe Körper aus Metallen, Halbleitern und Kunststoffen entstehen aus geschicktem 2D-Nanobauplan.
Schwerpunkt: Stefan Schönert von der Technischen Universität München über die Energieproduktion im Inneren der Sonne || Nachrichten: Genaue Altersbestimmung von Sternen aus der Rotationsgeschwindigkeit | Enge Umkreisung zweier supermassereicher…
Periodische Helligkeitsschwankungen verraten ein enges Paar Schwarzer Löcher.
Im Laufe ihrer Existenz nimmt die Rotationsgeschwindigkeit von Sternen ab.
Physik hinter den Dingen
Eine Erschütterung einer frisch geöffneten Bierflasche kann zu einer starken Schaumbildung und einem Überlaufen des Bieres führen. Dahinter stecken kleine implodierende Kohlendioxidblasen, deren Volumen explosionsartig anwächst.
Verhalten von Getränken bei einem Schlag auf die Flasche
Röntgenbeobachtungen zeigen bislang massereichsten Galaxienhaufen im jungen Kosmos – Standardmodell der Kosmologie in Erklärungsnot?
Jahresrückblicke
Staub in der Milchstraße, Staub auf einem Kometenkern und eine Staubscheibe um einen jungen Stern waren die Highlights des Jahres 2014.
Wer glaubt, allein die Temperatur bestimme die Farben einer Kerzenflamme, der irrt. Tatsächlich spielen auch andere physikalische und chemische Prozesse eine Rolle.
Dünne und flexible Hall-Sonden könnten künftig in elektronischer Kleidung, in der Robotik oder zur Optimierung von Elektromotoren genutzt werden.
Mikroskopische Ladungsverteilung gibt Hinweise darauf, warum einige Supraleiter den Strom schon bei vergleichsweise hohen Temperaturen verlustfrei leiten.
Mit einem neuen Messaufbau lassen sich sowohl mechanische Eigenschaften als auch zelluläre Kräfte präzise bestimmen.
Der Schäumungsprozess in einer Bierflasche
Am Very Large Telescope in Chile nahmen Astronomen kürzlich ein neues Instrument in Betrieb – den bisher leistungsfähigsten optischen Spektrografen.
Bewegung von zwei Elektronen im Heliumatom lässt sich mit zeitlich genau aufeinander abgestimmten Laserblitzen aufnehmen und steuern.
Abschmelzende Schneeschichten führen wegen geringer Wärmeleitung nicht immer zu gefährlichen Schlammlawinen an Vulkanhängen.
Rasant rotierende Gestirne in großen Sternenansammlungen täuschen womöglich Streuung des Sternalters vor.
Der Astrophysiker Stefan Funk über die Kinderstube der Sterne, Katzensprünge im Universum und Supernovaexplosionen.
Rover Curiosity misst zehnfachen Anstieg des Gases – Hinweis auf biologische Aktivität?
Video: Galaxie NGC 4650A in verschiedenen Wellenlängen
Radioteleskop ALMA liefert Einblicke in eine wichtige Übergangsphase der Planetenentstehung.
Mit zwei Lichtpulsen verfolgen Forscher den ultrakurzen Zustandswechsel von Elektronen im Halbleiter Silizium und die nachfolgende Bewegung der Atome.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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