Physik & Mehr

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.

Die Luftnummer der Corona-Aufarbeitung


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?
Die Maya waren groß im Mörteln. Das taten sie allerdings mit Kalk, der das CO2 beim abbinden wieder aufnimmt. Bei dieser Eisenbahnbrücke, auf der bald Züge durch das Maya-Land rollen sollen, ist das leider anders.

Materialien:
Bauen soll klimafreundlicher werden

Darf man in Zukunft noch Zement verwenden? Der damit angemischte Beton verursacht mehr Kohlendioxidemissionen als die Luftfahrt. Das muss nicht so bleiben.
Blick ins Innere des Fusionsreaktors JET

Forschungsanlage „JET“:
Europäischer Reaktor bricht Energierekord bei der Kernfusion

Europäische Forscher verkünden einen Energierekord bei der Kernfusion. Dennoch wird es noch lange dauern, bis die kontrollierte Kernverschmelzung zum Einsatz kommt.
Graphen als Halbleiter

Mikroelektronik:
„Wundermaterial“ Graphen wird zum Halbleiter

Ersatz für Silizium: Einer Forschergruppe ist es gelungen, das Semimetall Graphen in einen Halbleiter zu verwandeln. Damit ist Tür zur Mikroelektronik für die dünnen Kohlenstoffschichten geöffnet
Uranoxid,  Ausgangsstoff für Kernbrennstäbe. In einem chinesischen Labor scheidet sich der gelbe Stoff aus dem Meer auf einer beschichteten Kohlefaserelektrode ab.

Rohstoffe aus dem Meer:
So begehrt wie Gold

Die Weltmeere enthalten Milliarden Tonnen an kostbaren metallischen Rohstoffen wie Uran und Lithium. Diese zu gewinnen erscheint attraktiv. Chemiker haben dafür Verfahren entwickelt, aber eine Hürde bleibt.
Der neue Überschalljet X-59 QueSST wartet auf einem Rollfeld im kalifornischen Palmdale auf die Starterlaubnis für den Jungfernflug.

Leiser Überschallflieger:
„Plopp“ – mehr nicht?

Passagierflugzeuge sollen bald wieder mit Überschall fliegen, doch ohne lauten Knall. Wie das gehen könnte, soll jetzt ein Jet der NASA demonstrieren.
Mithilfe dieser Anordnung von Lasern und Linsen ist es Physikern gelungen, erstmals einzelne Moleküle in einen quantenmechanisch verschränkten Zustand zu bringen.

Verschränkung:
Moleküle proben den Quantenspuk

Zweiatomige Calciumfluorid-Moleküle gehorchen jetzt erstmals Einsteins seltsamer Fernwirkung. Damit stehen neue Anwendungen in der Quantentechnologie offen.
X-59 QueSSt majestätisch auf einem Überflug, künstlerische Darstellung

Leiser Überschallflieger X-59:
Mit Überschall ohne Knall

Überschallflugzeuge wie die Concorde könnten eine Renaissance erleben. NASA und Lockheed Martin haben einen „leisen“ Überschalljet für die zivile Luftfahrt gebaut, der heute der Öffentlichkeit präsentiert wird.
Ein Raucher inhaliert eine Einweg-E-Zigarette.

Einweg-E-Zigaretten:
Viel zu wertvoll für die Mülltonne

Mit den Einweg-E-Zigaretten landen auch noch intakte Lithium-Ionen-Batterien in der Mülltonne. Und damit jede Menge wertvolle Substanzen, wie eine britische Studie zeigt.
Ferenc Krausz, Jahrgang 1962, ist Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching und Professor an der Ludwig-Maximilians-Universität München.

Physik-Nobelpreisträger Krausz:
Molekularer Fingerabdruck als Frühwarnsystem

Ferenc Krausz erhält an diesem Sonntag den Nobelpreis für Physik. Ein Gespräch über die Physik extrem kurzer Laserpulse und den Traum, damit die Früherkennung von Krankheiten zu verbessern.
Der schwedische König Carl XVI. Gustaf (l.) gratuliert Ferenc Krausz zum Triumph.

Forschung zu Elektronen:
Garchinger Physiker Krausz mit Nobelpreis geehrt

Zusammen mit zwei anderen Wissenschaftlern hat der in Garching lehrende Forscher Ferenc Krausz den Nobelpreis entgegengenommen. Auch für Chemie, Medizin, Wirtschaft und Literatur wurde die Auszeichnung verliehen.
Schauerlich: „Amaterasu“ erzeugt eine Teilchenkaskade und macht sich so dem „Telescope Array“ in Utah bemerkbar.

Astroteilchenphysik:
Bolide aus dem Nirgendwo

Ein Teilchen aus dem Kosmos ist eins der energiereichsten, die je gesehen wurden. Doch dort, woher es kam, gibt es nichts, was dergleichen hätte erzeugen können. Die Forscher stehen vor einem Rätsel.
Montage von Wärmepumpen. Ihr Innenleben könnte mit den neuesten Forschungsergebnissen bald anders aussehen.

Wärmepumpen:
Heizen und Kühlen ohne Kältemittel

Elektrokalorische Klimageräte nutzen Feststoffe zum Heizen oder Kühlen. Ihre Leistung war bislang gering. Nun gibt es eine Anlage, die bisherige Rekorde bricht.
Leo Gross vor seinem hochauflösenden Rasterkraftmikroskop

Falling Walls:
Einzelne Atome im Fokus

Der Physiker Leo Gross hat durch einen Zufall die Rasterkraftmikroskopie revolutioniert. Wie und was er mit seinem Instrument noch alles vor hat, das erzählt der IBM-Forscher im Gespräch.
Stahlwerk und Kokerei in Duisburg. Die Stahlproduktion verursacht einen Großteil der Kohlendioxidemissionen.

Falling Walls:
Klimagas als Rohstoff

Hochöfen und Zementwerke emittieren Milliarden Tonnen an Abgasen. Forscher entwickeln Lösungen, wie sie das Kohlendioxid daraus nutzen und so das Klima schützen können.