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Physik & Mehr

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.
Manfred Lindinger
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.
Sascha Zoske
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.
Manfred Lindinger
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.
Roland Wengenmayr
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.
Karl Hübner
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.
Piotr Heller
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.
Silvia Benetti

Bericht zur Virusübertragung:
Die Luftnummer der Corona-Aufarbeitung

Joachim Müller-Jung

Ein Kommentar von
Joachim Müller-Jung

Zu lange haben Offizielle die Corona-Ansteckung durch die Luft falsch gedeutet. Ein Begriffswirrwarr mit Folgen. Die WHO beseitigt jetzt den Nebel, liefert aber wieder keine Mindeststandards für den Virenschutz.

Soziale Medien:
Die gefährliche Intransparenz von Tiktok und Co.

Piotr Heller

Ein Kommentar von
Piotr Heller

Wenn Forscher herausfinden wollen, ob soziale Medien schädlich für Kinder sind, stoßen sie an Grenzen: Sie kommen nicht an die notwendigen Daten. Das muss sich ändern.
Der neue GLAD-Detektormagnet für FAIR (Hintergrund) wird in Kürze an den Teilchenbeschleuniger der GSI-Beschleuniger angekoppelt.

Physik-Großprojekt „FAIR“:
„Die größten Entdeckungen kommen stets unerwartet“

Vor den Toren Darmstadts entsteht die komplexeste Beschleunigeranlage der Welt. Der Zeitplan ist straff, die Forschungsziele sind ehrgeizig. Ein Gespräch mit FAIR-Chef Paolo Giubellino.
Egal ob groß, ob klein – Sonnenschutz muss seien.

Natürlicher UV-Schutz:
Algen treiben den Sonnenschutzfaktor in die Höhe

Wer ihn schon mal hatte, der will ihn nie wieder – den Sonnenbrand. Forscher aus Spanien haben nun einen UV-Filter entdeckt, den auch Algen nutzen. Wenn alles klappt, kommt der Supersonnenschutz bald auf den Markt.
Uta Bilow
Illustration eines suprasoliden Zustands, in dem die Eigenschaften einer reibungsfreien Flüssigkeit mit denen eines Kristalls kombiniert sind.

Quantenphysik:
So flüssig kann fest sein

Kann etwas fest und flüssig zugleich sein? Physiker haben im Labor eine verblüffende, neue Form von Quantenmaterie entdeckt, die paradoxe Eigenschaften vereint.
Sibylle Anderl
Alle Videos, Bilder, E-Mails und sonstige Dateien von 600 Smartphones können in dieser geringen Menge an Erbsubstanz gespeichert werden, die sich in dem Teströhrchen (rechts) befindet.

Durchbruch mit DNA-Speicher:
Die Festplatte für die Ewigkeit

Alle Daten der Welt in einem Kilo verpackt, fehlerfrei gesichert bis ans Ende der Tage? Mit Chips bräuchte es dazu nicht nur eines Energiewunders. Zwei Biologen haben einen „DNA-Brunnen“ programmiert, der die Erbsubstanz als Datenspeicher sexy macht.
Joachim Müller-Jung
Eine Retorte aus dem Alchemistenlabor im ehemaligen Franziskanerkloster zu Wittenberg.

Alchemie:
Bis die Retorte platzt

Alchemie war angewandte Naturphilosophie, raunende Esoterik und zuweilen schlichter Betrug. Der nun ausgestellte Fund einer Laborausrüstung aus Wittenberg zeigt, was aus der „hermetischen Kunst“ um 1600 herum auch geworden war.
Ulf von Rauchhaupt
Das selbstfahrende Auto von Goolge hat die Überwachungskamera auf dem Dach.

Mikrokamera aus 3D-Drucker:
Wenn Roboter mit Adleraugen sehen

Die Natur stand Pate für eine ungewöhnliche Kamera aus der Stuttgarter Ideenschmiede. Sie sieht so scharf wie ein Adlerauge und behält dabei den Rundumblick. Ideale Voraussetzungen für Robotik und autonomes Fahren.
Manfred Lindinger

Der Fledermausroboter:
„Bat Bot“ startet zum Jungfernflug

Es flattert wie eine Fledermaus, ist aber ein Flugroboter. Bislang galt es als schwierig, fliegende Maschinen dieser Art zu bauen. Spezieller Gelenke und leichter Materialien haben es jetzt möglich gemacht.
Manfred Lindinger
Durch kräftiges Zusammenpressen von zwei konischen Diamanten wollen zwei Harvard-Forscher atomaren metallischen Wasserstoff erzeugt haben.

Publikationsdruck:
Von Tatsachen und Nichttatsachen

Immer wieder müssen wissenschaftliche Sensationsmeldungen zurückgenommen werden. Der Forschungsbetrieb ist da nicht unschuldig - wissenschaftstheoretisch ist das klar.
Sibylle Anderl
Wasserstoffprobe zwischen zwei Diamantspitzen einer Hochdruck-Stempelzelle, künstlerische Darstellung. Im Hintergrund ist der Jupiter eingeblendet. Im Inneren des Gasplaneten, soll Wasserstoff flüssig sein.

Materialforschung extrem:
Wasserstoff zu Metall gequetscht?

Zwei amerikanische Forscher wollen Wasserstoff so stark komprimiert haben, dass es sich in ein festes Metall verwandelt hat. Doch viele Fragen bleiben offen und so hagelt es reichlich Kritik von den Kollegen.
Manfred Lindinger
Modell eines topologischen Knotens mit acht Überkreuzungen

Rekordverdächtiger Knoten:
Winzig und doch so komplex

Chemiker haben den bislang kleinsten und kompliziertesten Knoten im Reagenzglas geflochten. Der Winzling besteht aus 200 Atomen.
Manfred Lindinger
Mikrometergroße Büschel von Diamanten unter dem Elektronenmikroskop

Materialforschung:
Diamantbüschel sprießen in den Mikrohimmel

Diamanten sind auch für Quantenphysiker hochinteressante Materialien. Forscher aus Moskau haben nun ein Verfahren entwickelt, mit dem sich winzige Diamantstäbchen mit ungewöhnlichen Eigenschaften herstellen lassen.
Manfred Lindinger
Wie ein Quarzkristall auf einem alten Hafenspeicher aus Backstein: Der Bau der Elbphilharmonie beherbergt außer den Musiksälen auch ein Luxushotel und 45 Wohnungen der gehobenen Kategorie. Als die Pläne 2005 vorgestellt wurden, sollte das Bauwerk 2010 fertig sein und 77 Millionen Euro kosten. Es wurden 866 Millionen, von denen 789 Millionen aus öffentlichen Mitteln bezahlt werden mussten.

Konzertsaalakustik:
Das hört sich richtig gut an

Die Hamburger Elbphilharmonie wird eröffnet. Neben klassischer Musik soll dort auch Jazz, Pop und Experimentelles gegeben werden. Keine leichte Aufgabe für die planenden Akustiker. Aber was ist eigentlich guter Klang?
Jochen Reinecke
Als Hawking 21 war, diagnostizierten die Ärzte eine Amyotrophe Lateralsklerose und gaben ihm noch zwei Jahre zu leben. Daraus wurden mehr als fünf Jahrzehnte.

Hawking wird 75:
„Stephen ist kein Nerd“

Der berühmte Gravitationstheoretiker wird heute 75. Ein Gespräch mit seinem früheren Doktoranden Bruce Allen.
Ulf von Rauchhaupt
36 Sekunden gehen die Atomuhrzeit (TAI) und die koordinierte Weltzeit (UTC) mittlerweile gegenüber unsere heimische mitteleuropäische Zeit (MEZ) vor.

Schaltsekunde:
Geschenkte Zeit zum Neujahrstag

In der Nacht zum 1. Januar werden die Uhren wieder einmal eine Sekunde lang angehalten. Die Extrazeit ist der Natur geschuldet und für die Physikalisch Technische Bundesanstalt in Braunschweig Routine.
Manfred Lindinger
Stefan Hell vor seinem STED-Mikroskop

Super-Fluoreszenzmikroskopie:
Noch viel schärfer geht es kaum

Die Auflösung der optischen Mikroskopie ist weiter ausgereizt worden. Göttinger Forscher haben jetzt die Ein-Nanometer-Schwelle erreicht.
Manfred Lindinger
Alpha-Experiment am europäischen Forschungszentrum Cern bei Genf

Antiwasserstoff:
Scharfer Blick in die Antiwelt

Nun ist auch das optische Spektrum von Antiwasserstoff präzise vermessen worden. Und alles scheint so zu sein wie beim natürlichen Pendant.
Jan Hattenbach
Illustration: DNA-Roboter, erschaffen aus dem Bio-Baukasten.

DNA-Origami:
Der Steckbaukasten für Nanomaschinen

Mit DNA-Origami und molekularer Selbsterkennung kreieren Münchner Forscher Motoren, Greifer und Hampelmänner. Und es geht noch komplexer.
Manfred Lindinger
Quelle des verdrehten Lichtstrahls: Jacobus Kapteyn Teleskop auf La Palma

Lichtspiralen:
Streckenrekord auf den Kanaren

Laserstrahlen, die sich schraubenförmig ausbreiten, haben Physiker aus Wien über eine Strecke von 143 Kilometern hinweg übertragen. Ein Rekord bei der Datenübertragung mit geschraubtem Laserlicht.
Manfred Lindinger
Einnisten, um den nächsten Angriff vorzubereiten: Die Schadsoftware „Mirai“ sorgt nicht zum ersten Mal für Probleme.

Telekom-Störung:
Immer auf Empfang

Informatiker analysieren die Router-Ausfälle der Telekom – und das geheime Wettrüsten, das dahintersteckt
Piotr Heller
Stolz präsentieren Kosuke Morita (rechts ) und Koji Morimoto vom japanischen Forschungszentrum Riken ihre Entdeckung, Element 113.

Chemie:
Superschwere Elemente getauft

Vier neue Zugänge des Periodensystems der Elemente haben ihre offiziellen Namen erhalten. Das Recht, ein neues chemisches Element zu benennen, steht traditionsgemäß den Entdeckern zu.
Manfred Lindinger
Einmaliger Schnappschuss von den Molekülorbitalen (rot) des Pentacen. Darunter sieht man das entsprechende Modell des Pentacen hervorscheinen.

Supermikroskop:
Der Chemie in Zeitlupe zusehen

Eine spektakuläre Serie von Momentaufnahmen: Forscher aus Regensburg haben ein Rastertunnelmikroskop so modifiziert, dass es schnelle Molekül-Bewegungen mit Laserpulsen filmt.
Manfred Lindinger
Silizium als Elektrodenmaterial erhöht die die Speicherkapazität und verkürzt die Ladezeiten von Lithium-Ionen Batterien.

Batterieforschung:
Erleben Lithium-Ionen-Batterien eine Silizium-Ära?

Mehr Strom aus der Batterie: Die Leistungsfähigkeit der Akkus lässt sich steigern, indem man als Elektrodenmaterial nur poröses Silizium verwendet
Uta Bilow
Was er nicht wusste, das war kein Wissen: Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 bis 1716)

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Leibniz’ Manuskripte:
Schönschrift war nicht seine Sache

Vor 300 Jahren starb Gottfried Wilhelm Leibniz und hinterließ hunderttausend Blätter mit handschriftlichen Aufzeichnungen. Das größte Editionsprojekt aller Zeiten ist seit über hundert Jahren dabei, diesen Wust zu ordnen.
Ulf von Rauchhaupt
Wenn die Raumzeit Blasen schlägt: Hat die moderne Physik recht, dann sieht ein zweidimensionaler Schnitt durch den leeren Raum in zehn-hoch-34facher Vergrößerung irgendwie so aus.

Quantengravitation:
Die letzte Theorie

Die Suche nach der Verbindung zwischen Schwerkraft und Teilchenphysik war lange eine Spielwiese für Theoretiker. Langsam wird eine empirische Wissenschaft daraus.
Ulf von Rauchhaupt
Im Amerikanischen Berkeley haben Wissenschaftler einen extrem kleinen elektrischen Schalter entwickelt.

Mooresches Gesetz:
Die Transistoren schrumpfen weiter

Neuer Rekord für die Digitalarchitektur: Ein elektrischer Schalter, der nicht größer als ein Nanometer ist. Experten sahen die Untergrenze bisher bei fünf Nanometern.