Physik & Mehr

Mini-Drohne CoulombFly

Robotik:
Solarbetriebenes Leichtgewicht hebt ab

Chinesische Forscher haben eine solarbetriebenen Miniatur-Drohne entwickelt, die neue Maßstäbe setzt. Auch was die Flugdauer betrifft, ist sie konkurrenzlos.

Batterieteststand am Karlsruher Institut für Technologie, KIT

Batterietechnik:
„Effizienter als ein Verbrenner“

Natrium-Ionen-Akkus gelten als die Hoffnungsträger unter den wiederaufladbaren Stromspeichern. Sie sind sicher, billiger und benötigen keine wertvollen Materialien, wie der Chemiker Maximilian Fichtner erklärt.
IBM Q Network Quantencomputer: Der Quantenprozessor selbst ist im unteren Teil des Fotos zu erkennen.

Zukunftslabor Lindau:
Die Rechnerturbos am Horizont

Empfindlichere Sensoren, abhörsichere Kommunikation und schnelle Quantencomputer – sind die Erwartungen in die Quantentechnologien berechtigt oder ist alles nur ein großer Hype? Eine Podiumsdiskussion in Lindau sucht nach Antworten.
Teleportation von Quantenzuständen, sichere Datenverschlüsselung mit einzelnen Lichtteilchen, neuartige Computer: Einstein würde sich wundern, was dank der „spukhaften Fernwirkung“ alles möglich geworden ist.

Zukunftslabor Lindau:
Triumph für die Quanten

Die Verschränkung widerspricht unserer Intuition. Zwei Quantenobjekte verhalten sich wie ein Zwillingspaar. Der Nobelpreisträger Anton Zeilinger zeigt, dass die Welt tatsächlich so verrückt ist.
Beim digitalen Bezahlen gibt es immer noch Sicherheitslücken.

Quantenkryptographie:
Sicherer Schutz vor dem Datenklau

Die Zukunft der Datenverschlüsselung basiert auf den Gesetzen der Quantenphysik. Vertrauliche Nachrichten und digitale Geldüberweisungen können dadurch sicher übermittelt werden. Das zeigen Versuche aus Wien.
Vogelperspektive in die Montagehalle eines italienischen Herstellers, in der eine der 19 gewaltigen Magnetspulen für ITER zusammengefügt wird.

Fusionsreaktor ITER:
Hinein ins Herz der künstlichen Sonne

Die Vision von der Kernfusion als saubere Energiequelle nimmt langsam Gestalt an. In Südfrankreich sind die riesigen Magnete für ITER angekommen. Der Reaktor wird gefeiert – doch Fragen bleiben.
Superkondensatoren. Sie sind ein Baustein für Stromspeicher, wie sie für die Energiewende erforderlich sind.

Energiewende:
Superbatterie gegen die Dunkelflaute

Eine Kombination aus Superkondensator und Batterie kann die Stromnetze stabilisieren, wenn erneuerbare Energiequellen zu wenig oder zu viel Strom liefern.

Die Jagd nach unseren Biodaten

Auf, zählet die Tage!


Die mobile optische Atomuhr (Mitte): Blick in den Anhänger

Einsteins Relativitätstheorie:
Wie hoch liegt eigentlich München?

Die Schwerkraft hat Einfluss auf den Verlauf der Zeit. Das haben Forscher dazu genutzt, den Höhenunterschied zwischen München und Braunschweig mit zwei Atomuhren zu bestimmen.
Die 3,7 Milliarden Jahre alten Isua-Gesteinschichten auf Grönland enthalten Signaturen des irdischen Ur-Magnetfelds.

Erdgeschichte:
Spuren des Ur-Magnetfelds?

Wie alt ist das irdische Magnetfeld? Forscher finden Hinweise in 3,7 Milliarden Jahre alten Gesteinsschichten aus Grönland. Doch Fragen bleiben.
Schön und unheilvoll zugleich: Polarlichter zeugen von Sonnenstürmen, die eine Gefahr für Stromnetze sind.

Gefahr aus dem All:
Wo bleibt der große Knall?

Flugzeuge ohne Funk, verlorene Satelliten, Blackouts: Sonnenstürme könnten für Chaos sorgen – wird oft gewarnt. Wirklich passiert ist bisher nicht viel. Alles Panikmache?
Ist vielleicht ein Mikroroboter unter dem Mikroplastik?

Nanoroboter:
Magere Beute

Mikroroboter sollen in Wasser kleine Plastikpartikel aufsammeln. Die Roboter sehen allerdings selbst aus wie Mikroplastik.
Hatte er unrecht? Aus Albert Einsteins Relativitätstheorie folgt, dass nichts schneller sein kann als das Licht.

Schneller als Licht?:
Mit der Stoppuhr durch den Quantentunnel

Experimente legen nahe, dass Teilchen sich durch den Quantentunnel-Effekt schneller als das Licht fortbewegen können. Aber ist das wirklich möglich? Darmstädter Physiker tippen auf einen Messfehler und schlagen einen neuen Versuch vor.
Geht eine magnetische Festplatte kaputt, sind die darauf gespeicherten Daten selten zu retten.

Datenspeicher:
Wohin mit all den Gigabytes?

Wohin mit dem wachsenden Datenberg, der sich jedes Jahr weiter auftürmt? Die klassischen Speichermedien stoßen allmählich an ihre Kapazitätsgrenzen. Neue Lösungen sind gefragt.
Kühle Getränke. Es gibt starke wissenschaftlicher Hinweise darauf, dass fünf Grad die optimale Trinktemperatur für Bier ist.

Trinktemperaturen:
Kaltes Bier, warmer Schnaps

Verschiedene alhoholische Getränke werden bei unterschiedlichen Temperaturen genossen. Jetzt gibt es Hinweise auf eine wissenschaftliche Erklärung dafür.
Ein Ring Dunkler Materie (blaue Struktur) umhüllt einen  Galaxienhaufen. Die Verteilung der Dunklen Materie wurde am Computer anhand von Modellen errechnet und dann über ein Foto des Hubble-Weltraumteleskops gelegt.

Cosinus-Experiment am Start:
Auf der Suche nach der kosmischen Schattenwelt

Bislang scheint die Dunkle Materie sich jeglichem Nachweis zu entziehen. Mit dem Cosinus-Experiment wollen Physiker nun endlich Klarheit schaffen und inspizieren dazu verstärkt die Milchstraße.
Ausguck: die Sternwarte des Vereinsgebäudes in Frankfurt-Bockenheim

Physikalischer Verein:
Von brennenden Hammelfüßen zur Quantenphysik

Er lieferte Brandgutachten, synchronisierte die Uhren der Stadt und legte den Grundstein für die naturwissenschaftliche Fakultät der Goethe-Universität: Vor 200 Jahren wurde in Frankfurt der Physikalische Verein gegründet. Seinen Bildungsauftrag erfüllt er bis heute.
Peter Higgs bei einem Besuch am Forschungszentrum CERN. Im Hintergrund der CMS-Teilchendetektor, mit dem 2012 die Existenz des Higgs-Bosons nachgewiesen werden konnte.

Zum Tod von Peter Higgs:
Der Vater des „Gottesteilchens“

Er hatte erkannt, wie Elementarteilchen zu ihrer Masse kommen. Fünfzig Jahre später bekam er für diesen Geistesblitz den Physiknobelpreis. Am Montag ist Peter Higgs im Alter von 94 Jahren gestorben.
Peter Thirolf betreibt Experimentalphysik am Limit.

Zeitmessung:
Genauer als genau

Lässt sich die Zeit noch präziser messen als mit einer Atomuhr? Eine Kernuhr könnte das. In Garching wird daran gearbeitet.
Vanilleschoten und deren Extrakte.

Vanillin:
Aroma für alle

Seit 150 Jahren wird Vanillin synthetisch hergestellt. Auf tropische Rankpflanzen ist seither niemand mehr angewiesen. Den Geschmacksstoff erzeugt man aus Fichten, Holzresten oder Erdöl.
Flößerei in Russland: Experten vermuten, dass Holz aus Russland trotz Sanktionen in die Europäische Union gelangt. (Symbolbild)

Verbotenes Holz:
Isotope gegen Putin

Forscher decken mit chemischen Analysen die verschlungenen Pfade von Holzexporten auf. Damit wollen sie helfen, Sanktionen gegen Russland durchzusetzen.
Dieses Wärmebild zeigt Schwachstellen in der Isolierung von Wohngebäuden. Ein größer Teil der Wärme verpufft noch immer in die Umwelt.

Thermoelektrischer Effekt:
Wärmewende im Nanokanal

Noch immer verpufft viel zu viel Abwärme ungenutzt in die Umwelt. Forscher haben nun neue Anwendungsmöglichkeiten für Wärme niedriger Temperatur entdeckt. Sie kämen auch für Gebäudefassaden in Frage.
Hier kein Olivenöl: In Toluol löst sich Buckminster-Fulleren mit einer schönen purpurnen Farbe.

Buckminster-Fulleren:
Fußbälle in Olivenöl

Die berühmteste Verbindung aus der Gruppe der Fullerene haben drei Chemiker 1985 im Labor entdeckt und dafür später den Nobelpreis bekommen. Ist die formschöne Chemikalie inzwischen zu etwas gut?
Erdnuss: Modell eines hypothetischen Moleküls aus 120 Kohlestoffatomen (grün) und ihren chemischen Bindungen (weiß). Seine schlanke Taille ist ihm nur möglich, weil es außer Fünf- und Sechsecken auch Siebenecken (rot) enthält. Es ist daher kein Fulleren sondern ein Fulleroid.

Theoretische Chemie:
Die wilde Geometrie der hohlen Moleküle

„Bucky-Bälle“ sind kleine Käfige aus Kohlenstoff. Doch zumindest denkbar sind noch ganz andere Gebilde dieser Art. Manche sind auch schon realisiert worden. Ein Blick in die Welt der Fullerene.
Bierhefe am Boden eines Becherglases im Labor der Hefebank Weihenstephan. An solchen Hefen haften Metalle aus aufgelöstem Elektroschrott.

Recycling:
Aus dem Schlamm der Brauerei

Bierhefe eignet sich dazu, Metalle aus Elektroschrott zu extrahieren. Forscher aus Österreich haben das ausprobiert.
Wiegt das Vakuum: Die Graphik skizziert den Aufbau des Archimedes-Experiments. Rot der Strahlengang des Michelson-Inteferometers. Grün der eines optischen Hebelsystems, das die Waage vor Strörungen wie seismischem Rauschen schützt.

Rätsel Vakuum:
Das Gewicht des Nichts

Das „Archimedes-Experiment“ soll das Vakuum wiegen und dadurch die Frage beantworten helfen, warum sich das Universum beschleunigt ausdehnt.
Death Valley in der kalifornichen Mojave-Wüste. Auch aus der trockenen Luft dieser Gegend haben Wissenschaftler Wasser gewonnen.

Wasserversorgung:
Der Wüstenluft abgerungen

In wasserarmen Gegenden der Erde stoßen Aufbereitungsanlagen und Nebelfänger an ihre Grenzen. Nun kommt Abhilfe aus dem Chemiebaukasten.
Herwig Schopper (5.von links) und links daneben Generaldirektor Carlo Rubbia am 14. Juli 1989 im Kontrollraum des Cern beim Start des Teilchenbeschleuniger „Lep“.

Herwig Schopper zum Hundertsten:
Frieden mit Forschung

Er hat bei Lise Meitner geforscht, war Chef des Forschungszentrums Cern und ist einer der Väter der Synchrotronanlage Sesame in Jordanien. Heute feiert der Wissenschaftsdiplomat Herwig Schopper seinen hundertsten Geburtstag.
Der Physiker und Nobelpreisträger David Wineland in seinem Labore am NIST in Boulder, Colorado

David Wineland zum Achtzigsten:
Jäger der Quantenkatze

Mit bahnbrechenden Verfahren hat er den Weg für bessere Atomuhren und für Quantencomputer geebnet. Heute feiert der Physik-Nobelpreisträger David Wineland seinen achtzigsten Geburtstag.
Wasserstoffleitungen bei einem Chemieunternehmen.

Energieversorgung:
Bleibt die Pipline nach der Energiewende dicht?

Ob sich bestehende Gasleitungen auch für Wasserstoff eignen, ist eine wichtige Fragen auf dem Weg zur Wasserstoffwirtschaft. Werkstoffforscher finden überraschende Antworten.
Das E-Auto laden oder warten? Oder gleich das Fahrrad nehmen?

E-Mobilität:
Das Auto einfach mal stehen lassen

Um Korrosion der leistungsfähigeren Lithium-Metall-Batterien im E-Auto zu vermeiden, gibt es einen simplen Ratschlag: das entladene Auto stehen lassen, bis sich der Akku erholt hat.
Blick ins Innere des europäischen Forschungsreaktors JET, in der linken Bildhälfte ist das brennende Fusionsfeuer eingeblendet.

Neues zur Kernfusion:
Ein Funken Sonne

Der europäische Fusionsreaktor JET im britischen Culham hat kurz vor dem Betriebsende noch einen Energierekord aufgestellt. Damit endet nach 40 Jahren eine Ära in der Fusionsforschung.
Künstlicher Chemiker im Labor: Die KI im Computer links steuert die Geräte rechts und wertet die Versuche aus.

Künstliche Intelligenz:
In einer Woche, wofür ein Doktorand ein paar Monate lang forscht

Systeme mit künstlicher Intelligenz können selbständig chemische Reaktionen optimieren. Hat die Plackerei im Labor bald ein Ende?