bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Vakuummetrologie
Authors: Jitschin W. , Messer G.
Published: February 2013

Die Bestimmung von totalen und partiellen Drücken und Teilchenanzahldichten sowie von Gasdurchflüssen ist Aufgabe der Vakuumetrologie. Diese Größen lassen sich heute mit fundamentalen Methoden präzise darstellen. Erfahrungen mit verschiedenen Meßgeräten zeigen, daß es stabile Geräte gibt, die nach Kalibrierung als sekundäre Normale verwendbar sind.
Das Quantenvakuum und die kosmologische Konstante: Wie alt ist das Universum?
Authors: Priester W. , Hoell J. , Blome H.‐J.
Published: February 2013

Einstein fügte 1917 in die Feldgleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie die sogenannte kosmologische Konstante Λ ein, um eine stationäre Lösung für seine Gleichungen zu erhalten. Dadurch konnte er ein statisches Universum beschreiben, wie es seinem damaligen Weltbild entsprach. Durch Hubbles Entdeckung der Expansion des Universums verlor diese Konstante jedoch ihre ursprüngliche Berechtigung und wurde fortan a priori gleich Null gesetzt (sog. Standardmodell). Neue, an allgemeinen Prinzipien orientierte Formulierungen der Einsteinschen Gleichungen ließen in letzter Zeit das Interesse an Λ wieder aufleben.

Die kosmologische Konstante kann einen entscheidenden Einfluß auf die Dynamik des Universums haben: Bei einer heutigen Expansionsrate von 90 km/(s Mpc)1) und einem Weltalter zwischen 20 und 30 Milliarden Jahren erhalten wir geschlossene Weltmodelle, die im Laufe der Zeit ins Unendliche expandieren, also nicht im Kollaps enden wie die entsprechenden Standardmodelle für Λ = 0.

Die Probleme um Einsteins kosmologische Konstante, die Bestimmung ihrer Größe und mögliche Zusammenhänge mit einer positiven Energiedichte des Quantenvakuums werden im folgenden erörtert.
Gibt es Chaos in der Quantenmechanik?
Authors: Wunner G.
Published: February 2013

Wie kann man es einem Quantensystem im Grenzfall großer Quantenzahlen ansehen, daß das korrespondierende klassische System sich chaotisch verhält? Neuere theoretische und experimentelle Untersuchungen am Wasserstoffatom – dem „Paradepferd”︁ der Quantenmechanik – in intensiven Mikrowellenfeldern und in starken Magnetfeldern haben Ergebnisse zutage gefördert, die eine Antwort auf diese Frage geben können.
Profile der physikalischen Forschung in Deutschland im Spiegel bibliometrischer Indikatoren: Eine Rückschau auf die letzten drei Jahre
Authors: Daniel H.‐D.
Published: February 2013

Im Auftrag des Wissenschaftsrates haben seit Oktober 1990 fünf Projektgruppen anhand bibliometrischer Indikatoren das Profil der Forschung in der ehemaligen DDR untersucht. Der folgende Beitrag stellt das Publikationsprofil in der Physik vor. Es zeigt sich, daß die DDR‐Forschung zwar andere Schwerpunkte als die Forschung in der Bundesrepublik hatte, daß sie aber weder thematisch isoliert noch einseitig war.
Wider die „Messung”︁
Authors: Bell J. S.
Published: February 2013

„Against Measurement”︁ hat John Stewart Bell eine seiner letzten Arbeiten zu den Grundlagen der Quantentheorie betitelt. Mit der ihm eigenen Ironie wendet er sich radikal gegen den Mißbrauch und die unpräzise Verwendung von Wörtern wie „System”︁, „Apparat”︁, „Observable”︁ etc. Als „allerschlimmstes Wort”︁ geißelt er den Begriff „Messung”︁, der nach seiner Meinung aus einer ernsthaften Diskussion der Quantenmechanik verbannt werden sollte. John S. Bell starb am 1. Oktober 1990. (Red.)
Atome in starken Magnetfeldern: Einige Überraschungen und einige offene Fragen
Authors: Lieb E. H.
Published: February 2013

Magnetfelder, die groß genug sind, um die Energie oder Struktur eines Atoms stark zu verändern, sind von grundlegendem Interesse und können z. B. an der Oberfläche von Neutronensternen auftreten. Der Effekt solch großer Magnetfelder kann in führender Ordnung berechnet werden, und die Resultate widersprechen teilweise der Intuition. Tatsächlich können große Felder den Kollaps eines Atoms verursachen, wenn die Feinstrukturkonstante α = e2/hc zu groß ist.
Die Cluster‐Lampe: Eine neue Art, Licht zu erzeugen
Authors: Scholl R. , Weber B.
Published: February 2013

In jüngster Zeit gelang auf dem Gebiet der Lichterzeugung eine wesentliche Weiterentwicklung: In einer Gasentladung erzeugt man durch einen chemischen Kreisprozeß nanometergroße Cluster, deren thermische Emission sich zur Lichterzeugung nutzen läßt. Diese neue Art der Lichterzeugung führt zu einem tageslichtähnlichen, kontinuierlichen Spektrum und hohen Lichtausbeuten.
Statistiken zum Physikstudium in Deutschland
Authors: Schwoerer M.
Published: February 2013

Die Konferenz der Fachbereiche Physik (KFP) ermittelt jährlich Daten zur Entwicklung der Zahlen der Physikstudenten, der erfolgreich abgeschlossenen Diplomprüfungen, der Dauer des Studiums bis zum Diplom und der Zahl der Promotionen. Alle Angaben werden von den Fachbereichen zur Verfügung gestellt. Die herausragende Besonderheit im vergangenen Studienjahr war die Zahl der Studienanfänger. Sie ist erstmals seit vielen Jahren zurückgegangen: von 9806 im Vorjahr auf 8367 in diesem Jahr, also um etwa 15%. Die mittlere Studiendauer bis zum Diplom betrug 12, 8 Semester.
Optische Frequenzverdopplung zur Analyse von Oberflächen
Authors: Lüpke G. , Marowsky G.
Published: February 2013

Für die Erforschung struktureller Eigenschaften von Festkörperoberflächen und adsorbierten Monoschichten wurde die optische Frequenzverdopplung eingesetzt. Die in‐situ‐Anwendbarkeit dieser nichtlinear‐optischen Methode ermöglicht es, eine Vielzahl von Oberflächen‐ und Grenzflächenphänomenen zu untersuchen. Hierzu zählen gleichermaßen das Studium des Adsorptionsverhaltens von großen, nichtlinear‐optisch aktiven Molekülen auf glasartigen Substraten, wie auch die Beobachtung von strukturellen Veränderungen von Elektrodenoberflächen in elektrochemischen Prozessen oder das Aufzeigen intrinsischer Prozesse wie Rekonstruktionen, Stufenbildung und Kristallwachstum.
Saddams heimlicher Weg zur Atombombe
Authors: Schaper Annette
Published: February 2013

Das irakische Kernwaffenprogramm ist ein Lehrstück darüber, wie sich entschlossene Staaten die Technologie und das Wissen zur Herstellung von Kernwaffen beschaffen und wie ihnen dies von den Industrieländern leicht gemacht wird.
Quantenmechanik und das Prinzip der Maximalen Geschwindigkeit
Authors: Borchers H.‐J.
Published: February 2013

Bei oberflächlicher Betrachtung scheinen Relativitätstheorie und Quantenmechanik nicht gut zusammenzupassen. Das liegt zum Teil daran, daß das Prinzip der Maximalen Ausbreitungsgeschwindigkeit für Signale sowohl im Orts‐ als auch im Impulsraum Einschränkungen impliziert. Da sowohl Ort als auch Impuls in der Unschärferelation auftreten, ergeben sich daraus stärkere Restriktionen als aus der üblichen Quantenmechanik bekannt ist. Erstaunlicherweise führt dies aber nur zu solchen Einschränkungen, die unseren physikalischen Erfahrungen und Intuitionen nicht widersprechen. Das wird im folgenden Beitrag am Beispiel der Energie und des Impulses näher erläutert.
Ein neues Resultat zum Thema „fünfte Kraft”︁
Authors: Hubler B. , Cornaz A. , Kündig W.
Published: February 2013

Die in den achtziger Jahren aufgestellte Hypothese, daß eine fünfte Kraft existieren könnte, hat eine Reihe von Experimenten nach sich gezogen, die nach Abweichungen vom Newtonschen Gravitationsgesetz suchen. Zwingende Evidenzen sind dabei bis heute aber nicht aufgetaucht. Das hier beschriebene Stausee‐Experiment liefert einen Wert für die Gravitationskonstante bei einem effektiven Massenabstand von 112 m von G = (6,670 ± 0,005) × 10−11 m3 kg−1 s−2. Die Übereinstimmung von G mit dem Laborwert führt zu neuen oberen Schranken für die Stärke einer fünften Kraft.
Beschleuniger‐gestützte Kernreaktoren: Die Vorschläge von C. Rubbia und C. D. Bowman
Authors: Häfele W.
Published: February 2013

Die eindrucksvolle Entwicklung im Beschleunigerbau hat beispielsweise Ströme zwischen 100 und 250 mA bei 1,6 GeV Protonenenergie möglich gemacht. Damit kann die fast dreißig Jahre alte Idee eines beschleuniger‐gestützten Brutreaktors auf neuer, realistischer Grundlage diskutiert werden. Insbesondere ergibt sich die in der Reaktortechnik grundsätzlich neue Situation, daß Neutronen nicht knapp, sondern im Überfluß vorhanden sind. Vor einem Jahr hat eine CERN‐Arbeitsgruppe um C. Rubbia eine Studie unter dem Titel „An Energy Amplifier for Cleaner Inexhaustible Nuclear Energy Production Driven by a Particle Beam Accelerator”︁ vorgelegt. Die zentrale Idee dabei ist, den zur Verfügung stehenden Neutronenüberschuß zur Behebung der traditionellen Schwierigkeiten eines mit thermischen Neutronen arbeitenden Brutreaktors mit 233U als Spaltstoff und 232Th als Brutstoff zu verwenden. Zuvor hatte C. D. Bowman 1991 ein ebenfalls auf dem Thorium‐233U‐Zyklus beruhendes Reaktorkonzept vorgeschlagen, mit dem sich langlebige Spaltprodukte in kurzlebige transmutieren lassen. Die Redaktion hat den bekannten Reaktorphysiker Prof. Wolf Häfele gebeten, das Konzept eines beschleunigergestützten Reaktors vorzustellen und die Vorschläge von Rubbia und Bowman zu kommentieren. (Red.)
Rosat‐Ergebnisse: Materieeinfall auf magnetische weiße Zwerge
Authors: Beuermann K.
Published: February 2013

Materieeinfall auf kompakte Sterne führt zur Freisetzung von Gravitationsenergie, die überwiegend im Röntgenbereich abgestrahlt wird und diese Systeme als helle kosmische Röntgenquellen erscheinen läßt. Mit ROSAT wurden in der Himmelsdurchmusterung viele derartige Systeme entdeckt, in denen die grundlegenden mit dem Materieeinfall verknüpften plasmaphysikalischen Prozesse untersucht werden können.
Wie entsteht eigentlich Turbulenz?
Authors: Großmann S.
Published: February 2013

Bei dieser Frage denkt man an die Experimente zur Rohrströmung von O. Reynolds (1883), bei denen durch Injektion von Farbstoff die glatten Linien laminarer Strömung und die wild verschlungenen, verwirbelten und sich verteilenden Linien turbulenter Strömung eindrucksvoll vor Augen geführt werden. Man denkt an die Reynoldszahl Re = Ul/v und an das Reynoldssche Gesetz der Ähnlichkeit von Strömungen in gegebener Geometrie bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten U, Längenskalen l und kinematischer Viskosität v, wenn nur die Reynoldszahl dieselbe ist. Und man weiß, daß Turbulenz erst bei größeren Reynoldszahlen auftritt. Wie aber kommt es überhaupt dazu?

Erst jetzt, mehr als 150 Jahre nach dem Hagen‐Poiseuilleschen Gesetz, scheinen wir dem Mechanismus der Turbulenzentstehung auf der Spur zu sein. Er hat wohl wenig mit den so intensiv studierten Instabilitäten und Musterbildungsprozessen zu tun. Es ist die trickreiche Kunst der hydrodynamischen Nichtlinearität, die durch nicht‐normale Ankopplung an die laminare Grundströmung kleine Störungen trotz globaler Stabilität vorübergehend verstärken kann, sie dann im erstarkten Zustand, bevor sie weggedämpft werden, Wechsel wirken läßt, so daß wieder neue verstärkbare Strömungsstörungen erzeugt werden, usw. Weil nicht‐linearitätsbedingt, folgen Wachstum‐Verstärkung‐Umverteilung/Dämpfung und wieder Wachstum usw. einander unregelmäßig, nichtperiodisch, chaotisch und zudem konvektiv, kurz: turbulent. Es liegt an der Nicht‐Normalität der um die laminare Strömung linearisierten Bewegungsgleichungen, weshalb es nicht allein auf die Eigenwerte ankommt, die überraschenderweise durchaus alle dämpfend bleiben können, sondern auch auf die Eigenvektoren. Diese sind nicht mehr orthogonal, sondern als Folge der Nicht‐Normalität richtungsgebündelt an die laminare Strömung angepaßt. Um nicht angepaßte Störungen ebenfalls in Strömungsrichtung zu drehen, kommt es zur Energieentnahme aus der Grundströmung und dadurch zur vorübergehenden Verstärkung. Dann kann die Nichtlinearität eingreifen und neu mischen. Nicht‐normale Eigenwertprobleme fristeten bisher in der Physik ein Mauerblümchendasein — zu unrecht, wie sich jetzt zeigt.
Exzitonische Wellenpakete in Halbleiter‐Heterostrukturen
Authors: Feldmann J.
Published: February 2013

In Halbleiter‐Heterostrukturen lassen sich durch simultane optische Anregung von Exzitonen‐ und Elektron‐Loch‐Zuständen gezielt exzitonische Wellenpakete präparieren, deren zeitliche Entwicklung durch sogenannte Vierwellenmisch‐Experimente beobachtet werden kann. Der Beitrag schildert eine Auswahl an Experimenten, insbesondere auch in einem elektrischen Feld, die zu einem besseren und quantitativen Verständnis der kohärenten Exzitonendynamik geführt haben.
Fermi‐Flüssigkeiten aus stark korrelierten Elektronen
Authors: v. Löhneysen H.
Published: February 2013

Das Konzept der Fermi‐Flüssigkeit hat entscheidend zum Verständnis von Metallen beigetragen, in denen die Elektronen stark miteinander wechselwirken. Aufgrund der Korrespondenz zwischen Quasiteilchenanregungen einer Fermi‐Flüssigkeit und freien Elektronen eines nicht wechselwirkenden Fermi‐Gases lassen sich selbst so außergewöhnliche Metalle wie Schwer‐Fermion‐Systeme meist als Fermi‐Flüssigkeit beschreiben. In jüngster Zeit hat man verschiedene Beispiele für Abweichungen von diesem Verhalten gefunden. In eindimensionalen Systemen führt die Elektron‐Elektron‐Wechselwirkung zum Verschwinden einer scharfen Fermi‐Kante. Nicht‐Fermi‐Flüssigkeitsverhalten kann auch in dreidimensionalen hochkorrelierten Systemen auftreten, z.B. durch anomales Abschirmverhalten magnetischer Momente durch Leitungselektronen oder in der Nähe einer magnetischen Instabilität.
Bilder elementarer Quantenmechanik
Authors: Kinzel W.
Published: February 2013

Jeder Physiker hat die Vorlesung „Quantenmechanik”︁ gehört. Sie beschreibt das Verhalten atomarer Teilchen mit Hilfe von Wellenfunktionen, die man als Lösung der Schrödinger‐Gleichung erhält. Seit siebzig Jahren sind die Quantenphänomene an einfachen eindimensionalen Beispielen in vielen Lehrbüchern demonstriert worden. So wurden uns die Energien und die stationären Zustände in tiefen Potentialtöpfen bekannt, wie sich Wellenpakete frei bewegen und dabei zerfließen oder wie sie im harmonischen Potential hin‐ und herschwingen. Können diese elementaren und leicht lösbaren Fragen noch Neues bieten?
Ein Durchbruch — aber noch kein Ende: Nach jahrelangen Verhandlungen liegt jetzt der Vertrag zum Verbot aller Atomwaffentests vor
Authors: Schaper A. , Birkholz M.
Published: February 2013

Seit 1955 hat sich die Deutsche Physikalische Gesellschaft in verschiedenen Stellungnahmen für ein Ende des atomaren Wettrüstens und insbesondere für einen Atomteststopp ausgesprochen [1–5]. Mit der Resolution von 1989 wurde auch die Einrichtung einer Kommission Atomwaffen‐Teststopp beschlossen, die die Thematik aus technisch‐wissenschaftlicher Sicht verfolgen und die Gremien der DPG beraten sollte, um bei aktuellen Entwicklungen schnell und kompetent reagieren zu können [6]. Sieben Jahre nach dem Ende des Ost‐West‐Konflikts ist nun von der Genfer Abrüstungskonferenz ein internationaler Vertrag zum vollständigen Verbot aller Kernwaffen‐Testexplosionen fertiggestellt worden. Der Vertragstext wurde im August an die Vollversammlung der Vereinten Nationen weitergeleitet und von ihr im September mit überwältigender Mehrheit allen Staaten zur Unterzeichnung empfohlen. Der folgende Beitrag gibt einen überblick über die einzelnen Regelungen des Vertrages, die Geschichte seines Zustandekommens, die technischen Implikationen und noch bestehende Interessengegensätze.
Brennstoffzellen ‐‐ ein Überblick über den Stand der Technik
Authors: Gülzow E.
Published: February 2013

Im Sommer letzten Jahres fand in Stuttgart die elfte Welt‐Wasserstoff‐Energie‐Konferenz (WHEC) mit über 700 Teilnehmern statt. Diese Tagung wird regelmäßig im Abstand von zwei Jahren in verschiedenen Ländern durchgeführt. Ein Schwerpunkt war wie jedesmal die Brennstoffzelle, die in mehreren Sitzungen von den grundlagenorientierten Arbeiten, über die Realisierung von Demonstrationsvorhaben bis hin zu Beiträgen über die Möglichkeiten der Markteinführung behandelt wurde.
The Pair Production of Quarks
Authors: Marshall R.
Published: February 2013

A brief overview of the history of e+e− annihilation is presented, from the first days in the 1950s up to the start of PETRA in 1978. The pre‐LEP situation on R measurements is reviewed, followed by a description of how the b‐quark measurements at PETRA showed that the t‐quark must exist.
Schaltbare Spiegel aus Metallhydriden
Authors: Griessen R.
Published: February 2013

Im Frühjahr 1996 wurde die Erfindung eines schaltbaren Spiegels bekannt gegeben, dessen wesentlicher Bestandteil eine dünne, wasserstoffempfindliche Schicht ist (englisch: Hydrogen switchable mirrors, HYSWIM). Bei geringer Wasserstoffkonzentration ist der Spiegel metallisch und macht seinem Namen alle Ehre. Mit zunehmender Wasserstoffkonzentration tritt jedoch eine spektakuläre Änderung ein: Aus dem Spiegel wird ein durchsichtiger Halbleiter! Der Übergang vollzieht sich schnell und ist zudem reversibel — Eigenschaften, die äußerst wichtig für zukünftige Anwendungen sind. HYSWIMs besitzen aber auch eine Reihe merkwürdiger und bis jetzt unverstandener Eigenschaften: So ist beispielsweise nicht klar, warum sie überhaupt durchsichtig werden können.
Ein „Attosekunden‐Mikroskop”︁?
Authors: Ullrich J. , Moshamner R. , Dörner R.
Published: February 2013

Ein hochgeladenes Ion, das nahezu mit Lichtgeschwindigkeit ein Targetatom im Abstand von nur wenigen Atomradien passiert, erzeugt lokal einen elektromagnetischen Puls extremer Leistungsdichte I > 1019 Watt/cm2, dessen Halbwertsbreite wesentlich kürzer ist als eine Attosekunde (1 as = 10−18 s). Einem Rechenverfahren zufolge, das Fermi 1924 und v. Weizsäcker und Williams 1934 entwickelt haben [1], läßt sich dieses Feld auch als intensiver Strahlungspuls virtueller Photonen beschreiben, der dem Targetatom „plötzlich”︁, d. h. innerhalb weniger Bruchteile der Elektronenumlaufzeit, viel Energie zuführt, dabei jedoch nur wenig Impuls überträgt Das Atom „zerplatzt”︁, als ob kurzzeitig die Kernladung ausgeschaltet worden wäre (W. Heisenberg 1927 [2]). — An der „Gesellschaft für Schwerionenforschung”︁ (GSI) stehen seit Inbetriebnahme des Schwerionen‐Synchrotrons SIS erstmals ausreichend intensive Teilchenstrahlen hochgeladener „relativistischer”︁ schwerer Ionen zur Verfügung. Damit können „Strahlungspulse”︁ erzeugt werden, wie sie weder modernste Laser noch Synchrotrons liefern. Dies, zusammen mit neuesten Techniken zur simultanen Erfassung des gesamten Impulsraumes für mehrere auslaufende Elektronen und Ionen, ermöglicht es, die korrelierte Bewegung der Elektronen in Atomen, Molekülen oder Clustern während bisher unerreichbar kurzer Zeiten von wenigen Attosekunden zu beobachten.
Über Galaxienhaufen zum frühen Universum
Authors: Schindler S.
Published: February 2013

Röntgenbeobachtungen von Galaxienhaufen offenbaren eine Fülle von Informationen sowohl über die großräumige Struktur des Universums als auch über die Struktur und die Entwicklung der Galaxienhaufen selbst. Erstaunlich viele Haufen zeigen deutliche Unterstrukturen, die darauf hindeuten, daß sie sich noch in einer Entwicklungsphase befinden. Besonders mit dem Röntgensatelliten ROSAT gelang es in den letzten Jahren, viele entfernte Galaxienhaufen zu beobachten. Diese entfernten, also jungen Haufen ermöglichen einen Blick zurück in der Zeit und damit zum Ursprung des Universums.
Eine kompakte Quelle kohärenter Röntgenstrahlen im „Wasserfenster”︁
Authors: Schnürer M. , Spielmann Ch. , Lenzner M. , Krausz F.
Published: February 2013

Für Strukturuntersuchungen an biologischen Objekten besteht dringender Bedarf an Quellen für kohärente Röntgenstrahlen im „Wasserfenster”︁. In diesem Wellenlängenbereich im extremen Ultraviolett läßt sich der Kohlenstoff der biologischen Strukturen gut vom Sauerstoff des Wassers unterscheiden. Als Alternative zu komplexen Anlagen (Speichering, Röntgenlaser mit multi‐kJ‐Pumplaser) bietet sich eine neuartige kompakte Quelle an, die auf der Anregung hoher Harmonischer mit einem Femtosekunden‐Laserpuls in einem Helium‐Gasjet beruht. Die erzeugten ultrakurzen Röntgenpulse eröffnen für die zeitaufgelöste Spektroskopie neue Perspektiven und können Intensitäten erreichen, die Experimente zur nichtlinearen Optik im extremen Ultraviolett denkbar machen.
Elektronenmikroskopie mit atomarer Auflösung: Ein Durchbruch bei der Korrektur von auflösungsbegrenzenden Linsenfehlern
Authors: Rose H. , Haider M. , Urban K.
Published: February 2013

Selbst die einfachsten optischen Geräte liefern heute eine Qualität der optischen Abbildung, von der die Elektronenoptiker bis vor kurzem nicht zu träumen wagten. Daß dies trotz der Abbildungsfehler von konventionellen optischen Einzellinsen möglich ist, haben wir Ernst Abbe zu verdanken, der bereits in den siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts gezeigt hat, wie man Sammel‐ und Zerstreuungslinsen zu einem optischen Aplanaten anordnen kann, in dem sich die Fehler gegenseitig kompensieren. Dieses Verfahren versagt für runde Elektronenlinsen, da diese sich nur als Sammellinsen herstellen lassen, deren Öffnungsfehler unvermeidlich und positiv definit ist. Aus diesem Grund können alle heutigen Elektronenmikroskope – trotz der kleinen Wellenlänge der abbildenden Elektronen von weniger als einem Zehntel eines Atomradiuses – keine Atome in nichtkristallinen Objektbereichen auflösen. Vor fast genau fünfzig Jahren fand Otto Scherzer einen Weg, wie man die auflösungsbegrenzenden Fehler von Elektronenlinsen mit Hilfe unrunder Linsen korrigieren kann; eine Realisierung scheiterte aber bislang an praktischen Gründen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts der Volkswagen‐Stiftung (vgl. Phys. Blätter, Oktober 1991, S. 934) ist es uns kürzlich gelungen, einen geeigneten Korrektor, der Sextupollinsen verwendet, zu konzipieren und zu bauen. Dadurch ist es erstmals möglich geworden, die Auflösungsgrenze eines 200‐kV‐Elektronenmikroskops von 0.25 nm auf ungefähr 0.13 nm zu reduzieren und nichtperiodische Strukturen in Festkörpern direkt atomar aufzulösen.
Tieftemperatur‐Rastertunnelspektroskopie an InAs(110): Streuung von Elektronenwellen an Dotieratomen und Spektroskopie an Landau‐Niveaus
Authors: Morgenstern M. , Dombrowski R. , Wittneven Chr. , Wiesendanger R.
Published: February 2013

Das Rastertunnelmikroskop (RTM) kann nicht nur zur Vermessung der Oberflächentopographie bis hinab zur atomaren Skala eingesetzt werden, sondern es ermöglicht im Spektroskopiemodus auch, die räumliche Verteilung von elektronischen Zustandsdichten zu bestimmen. Tiefe Temperaturen (T < 10 K) erlauben Energieauflösungen im meV‐Bereich. Dadurch läßt sich eine Zustandsquantisierung, wie sie zum Beispiel in nulldimensionalen Quantentöpfen oder als Landau‐Quantisierung im Magnetfeld auftritt, sichtbar machen. Am Institut für Angewandte Physik der Universität Hamburg existiert seit kurzem eine Anlage, die erstmalig Rastertunnelmikroskopie, tiefe Temperaturen (8 K), Magnetfeld (0–6,5 T) und Ultrahochvakuum kombiniert [1]. Mit dieser Anlage wurde an der Halbleiter‐Oberfläche InAs(110) die Streuung von energieselektierten Elektronen an einzelnen Dotieratomen studiert und die Landau‐Niveauaufspaltung im Magnetfeld spektroskopiert.
Rastertunnelspektroskopie auf Hochtemperatur‐Supraleitern: Ortsaufgelöste Tunnelspektroskopie und Abbildung des Flußwirbelgitters
Authors: Renner Ch. , Maggio‐Aprile I. , Fischer Ø.
Published: February 2013

Im Jahre 1986 wurde eine neue Klasse von Supraleitern entdeckt, die sich insbesondere durch ihre sehr hohen Sprungtemperaturen von den bis dahin bekannten Tieftemperatur‐Supraleitern unterscheidet. Der physikalische Mechanismus, der zur Hochtemperatur‐Supraleitung führt, ist noch weitgehend unklar. Einer der wichtigen Parameter zum Verständnis der Hochtemperatur‐Supraleitung ist die elektronische Zustandsdichte. Sowohl bei herkömmlichen als auch bei Hochtemperatur‐Supraleitern weist sie eine Energielücke bei der Fermi‐Energie auf, die in beiden Fällen mit einer Paarung der Ladungsträger verbunden ist. Bei den Hochtemperatur‐Supraleitern hat diese Energielücke jedoch völlig unkonventionelle Eigenschaften. Auch in bezug auf die Anordnung der magnetischen Flußwirbel und deren elektronische Struktur bieten die Hochtemperatur‐Supraleiter Überraschungen. In diesem Beitrag gehen wir einigen dieser Fragen nach, indem wir die Zustandsdichte und das Flußwirbelgitter mittels Rastertunnelspektroskopie untersuchen.
Kernphysik quo vadis?: Zum NuPECC‐Bericht „Nuclear Physics in Europe: Highlights and Opportunities”︁
Authors: Kienle P.
Published: February 2013

Der mit Spannung erwartete Bericht „Nuclear Physics in Europe: Highlights And Opportunities”︁*), des Nuclear Physics European Collaboration Committee, NuPECC, liegt jetzt vor. Sechs Jahre nach seinem ersten Bericht im Dezember 1991, hat NuPECC damit die Fortschritte und zukünftigen Schwerpunkte der Forschung auf dem Gebiet der Kernphysik analysiert und Empfehlungen zu zukünftigen Entwicklungen ausgesprochen. Der Bericht enthält auch einen ersten Versuch, ein Netzwerk von Kernphysik‐Laboratorien in Europa zu definieren, die in ihren Nutzungsmöglichkeiten komplementär sind und einen freien Zugang zu einem breiten und originellen Forschungsprogramm erlauben. Er hat zum Ziel, die lokalen, nationalen und internationalen Forschungsförderungsorganisationen und ‐ausschüsse in ihren Entscheidungen zu unterstützen und ein international abgestimmtes Forschungsprogramm zu fordern.
KFP für Beibehaltung des Diploms und Bescheinigung der Äquivalenz zum Master‐Grad/…kurzgefaßt/Castor‐Kontaminationen aus radiologischer Sicht/Zoo der pseudoskalaren Mesonen jetzt fast komplett/DPG‐Arbeitskreis Physik und Abrüstung gegründet/200. WE‐Heraeus‐Seminar — ein leuchtendes Beispiel/“Galileo Digitale”: Erstmals historisches Manuskript von Ga/Super‐Kamiokande weist Neutrinooszillationen nach/Wie schmelzen 139 Atome?/Silizium‐Miniaturen leuchten in allen Farben/Großbritannien: Physiker in die Umweltforschung/Blick in die USA/Frankreich: Auf dem Weg zur Hochschulreform/International Young Physicists' Tournament — ein Wettstreit der Superlative
Authors: Paretzke H. , Dreisigacker E. , Scharf R. , Lehn R.
Published: February 2013

Auf ihrer diesjährigen Vollversammlung Anfang Juni hat die Konferenz der Fachbereich Physik (KFP) unter anderem ausführlich über die Einführung von Master‐ und Bachelor‐Studiengängen beraten und dazu einen Beschluß gefaßt. Er ist im folgenden wiedergegeben ebenso wie ein weiterer Beschluß zum European Credit Transfer System ECTS.

In der aktuellen Diskussion um die Castor‐Transporte steht die Frage der Vertrauenswürdigkeit der Nuklearunternehmen und ihrer Aufsicht im Vordergrund. Dabei ist die politische Bewertung der Nichteinhaltung einmal gesetzter Grenzwerte vom politischen Standort nahezu unabhängig: Die Vorkommnisse haben das Vertrauen der Politik in die Nuklearindustrie erschüttert, die Kontrollmechanismen müssen verschärft werden. Erstaunlich wenig Beachtung fanden dagegen bislang die radiologischen Fakten. Ohne solche Fakten gegen die politische Bedeutung der Vorfälle aufrechnen zu wollen, hat die Redaktion zwei Experten um eine Stellungnahme gebeten. Dr. Herwig Paretzke vom Institut für Strahlenschutz des Forschungszentrums für Umwelt und Gesundheit (GSF, Neuherberg bei München), Mitglied der Deutschen Strahlenschutzkommission (SSK) und der Internationalen Strahlenschutzkommisssionen ICRP und ICRU, bewertet die Strahlenbelastung durch Castor‐Transporte aus Sicht des Strahlenschutzes. Prof. Klaus Heinloth, Universität Bonn, Mitglied der beiden Enquetekommissionen zum Schutz der Erdatmosphäre des 11. bzw. 12. Bundestages, quantifiziert die mögliche radioaktive Belastung von Menschen durch Castor‐Transporte und setzt die Werte in Relation zur Belastung durch natürliche Radioaktivität.
Nano‐Beben auf dem Chip: Akustische Oberflächenwellen als Photonen‐Förderband
Authors: Wixforth A.
Published: February 2013

Halbleiter‐Heterostrukturen haben in den letzten Jahren immer mehr Bedeutung sowohl für die Grundlagenforschung als auch für die Anwendung gewonnen. Neuartige Wachstumsmethoden wie die Molekularstrahlepitaxie ermöglichen es heutzutage, im Halbleiter nahezu beliebige Bandverläufe mit maßgeschneiderten exzellenten elektronischen und optischen Eigenschaften herzustellen. Neben diesen elektronischen und optischen Eigenschaften, die bereits vielfach für Anwendungen ausgenutzt werden, existieren jedoch noch weitere Freiheitsgrade zur gezielten Manipulation von Halbleiter‐Schichtsystemen, die bislang erstaunlicherweise noch wenig Beachtung gefunden haben.
Polyelektrolyte: Grundlegende Probleme bei der Beschreibung weitverbreiteter Substanzen
Authors: Holm C. , Kremer K. , Vilgis T. A.
Published: February 2013

In den letzten Jahren hat die Physik der weichen kondensierten Materie („soft condensed matter”︁) erheblich an Bedeutung gewonnen. Sie greift viele Probleme auf, die diese Materialien in der Chemie und der Biologie aufgeworfen haben. Besonders interessant sind in diesem Umfeld die sog. Polyelektrolyte: Diese Makromoleküle, die elektrische Ladungen dissoziieren können, spielen in der Biologie wie auch in der Chemie eine zentrale Rolle. Zu ihnen gehören fast alle Biopolymere (die DNA, die meisten Proteine, usw.). Auch aus der angewandten Chemie sind sie, z.B. bei Dispersionsfarben, Viskositätsmodifikatoren, Stabilisatoren oder als Absorber in Hygieneartikeln und im Umweltschutz, nicht mehr wegzudenken (s. Abb. 1). Wir wollen am Beispiel der Polyelektrolyte zeigen, wie die Physik hilft, bestehende Probleme klar zu formulieren, und wie sie mit ihren vielfältigen Verfahren zu deren Lösung beitragen kann.
Chemie‐Nobelpreis 1998: Walter Kohn: ein Pionier der Festkörperphysik
Authors: Hanke W.
Published: February 2013

Die Königliche Schwedische Akademie hat den Chemie‐Nobelpreis 1998 an Walter Kohn von der University of California in Santa Barbara und John A. Pople von der Northwestern University verliehen. Walter Kohn erhält die Auszeichnung für die Entwicklung der Dichtefunktional‐Theorie, John Pople für die Entwicklung von Computer‐Verfahren in der Quantenchemie. Die Dichtefunktional‐Theorie ist jedoch weit über die erst in den neunziger Jahren einsetzende Anwendung in der Quantenchemie hinaus von fundamentaler Bedeutung für die Festkörperphysik als die am meisten verwendete Methode zur Berechnung der elektronischen Struktur. Walter Kohn ist einer der Pioniere der modernen Festkörperphysik, mit dessen Namen zahlreiche Phänomene verknüpft sind, die im Rahmen einer Würdigung seines Lebenswerks nicht unerwähnt bleiben sollen.
Beratender Ausschuß Der Industriephysiker: Dünnschichtsysteme für passive Bauelemente
Authors: Klee M. , Mackens U. , Fleuster M.
Published: February 2013

In den letzten fünf bis zehn Jahren erzielte die Elektronikbranche bei tragbaren elektronischen Geräten, besonders in den Bereichen Datenverarbeitung und Telekommunikation, Wachstumsraten von 5 bis 10 % pro Jahr. Diesen Erfolg verdankt sie zu einem großen Teil der zunehmenden Miniaturisierung mikroelektronischer Schaltungen, die neben ICs zu über 70 % aus passiven Bauelementen wie Kondensatoren, Widerständen und Spulen bestehen. Um den Anforderungen an Kompaktheit und Funktionalität Rechnung zu tragen, entwickeln wir miniaturisierte passive Bauelemente auf der Basis von Dünnschichtsystemen. Mit modernen Verfahren lassen sich inzwischen passive Bauelemente mit kleinen lateralen Abmessungen sowie integrierte passive Module mit hoher Komponentendichte herstellen.
Vom „Ansprengen”︁ zum „Absprengen”︁: Smart‐cut und Smarter‐cut als elegante Methoden zum übertragen einkristalliner Halbleiterschichten
Authors: Kästner G.
Published: February 2013

Im Zuge der Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen und ‐Systemen sind entscheidende Funktionen auf Dünnschichten übergegangen. Bislang erzeugt man einkristalline Schichten auf hochgradig polierten Kristallscheiben (Wafern) hauptsächlich durch epitaktisches Wachstum. Da eine epitaktische Dünnschicht jedoch nahezu paßfähig zum Kristallgitter des Wafers wächst, bedeutet dies Einschränkungen in der Wahl des Schichtmaterials, seiner Gitterkonstanten und seiner kristallographischen Orientierung. Wesentlich flexiblere Möglichkeiten bietet das sog. Wafer‐Direktbonden: Gegen einen Substratwafer wird durch direkten atomaren Kontakt sauberer Oberflächen (also ohne Klebschicht) ein zweiter Wafer „angesprengt”︁. Er stellt — ganz unabhängig vom Substratwafer — das gewünschte Material der Dünnschicht zur Verfügung und wird bis auf die erforderliche Schichtdicke abgetragen. Dieses Verfahren ist allerdings aufwendig und opfert einen Wafer. Wirtschaftlicher und eleganter ist demgegenüber das „Absprengen”︁ des Wafers unter Zurücklassen einer vorherbestimmten Schichtdicke. Dies gelingt unter Vorgabe einer definierten Rißebene mit dem sog. Smart‐cut‐Verfahren.
Pläne für ein europäisches und ein nationales Hochfeldmagnetlabor/… kurzgefaßt/Zwei neue Studien zur Technikakzeptanz/Biowissenschaften: Synchrotrons besser nutzen/Kernwaffentests als Bewährungsprobe der seismischen Überwachung/Blick in die USA/Blick nach Frankreich und in die Schweiz/Großauftrag für Fusionsexperiment Wendelstein 7‐X vergeben/Tunneln im Takt: Josephson‐Effekt mit Bose‐Einstein‐Kondensat nachgewiesen/Kraft aus dem Nichts/Röntgenlaser auf dem Tisch/Dynamik des Wirtschaftswachstums/Freier Fall für „groß G”︁/Zur Nutzung von hochangereichertem Uran im Forschungsreaktor FRM‐II/Argumente der Kritiker des HEU‐Einsatzes/Erwiderung der Befürworter des HEU‐Einsatzes/Notizen
Authors: Jorda S. , Scharf R. , Otto Th. , Obert D. , Jelitto Ch. , Voit J. , Ackermann H. , Buckel W. , Fujara F. , Liebert W. , Richter D. , Springer T. , Schaper A. , Birkholz M. , Hügle S. , Rauner M.
Published: February 2013

Der Einsatz von hochangereichertem Uran (highly enriched uranium, HEU) in dem derzeit im Bau befindlichen Forschungsreaktor FRM‐II bleibt umstritten. Bereits 1994 haben die Physikalischen Blätter die gegensätzlichen Positionen einander gegenübergestellt (Juli/August 1994, S. 621 ff). Nach Einschätzung einer Gruppe von Physikern, die dem Garchinger Reaktorprojekt kritisch gegenüberstehen, liegen in der Zwischenzeit aktualisierte Argumente gegen den Einsatz von HEU vor, die im folgenden abgedruckt sind. Daran schließt sich eine Entgegnung von Befürwortern des HEU‐Einsatzes an, die dem FRM‐II nahestehen. (Red.)
Physik von Luftballons
Authors: Müller I. , Strehlow P.
Published: February 2013

Mit Luftballons lassen sich die fundamentalen physikalischen Prinzipien der thermodynamischen Stabilität und der spontanen Symmetriebrechung in besonders anschaulicher Weise demonstrieren. Die Berechnung der Materialgleichung für den Druck eines mit Gas gefüllten, kugelförmigen Gummiballons führt auf eine nicht‐monotone Druck‐Radius‐Beziehung. Einem gegebenen Druck können bis zu drei verschiedene Ballonradien entsprechen, deren Stabilität durch die Art der Belastung des Ballons bestimmt wird. Für ein System kommunizierender Luftballons gibt es eine formale Analogie mit Phasenübergängen und Hystereseeffekten, wie man sie auch in anderen physikalischen Systemen beobachtet.
Kernphysik: Fünfzig Jahre Schalenstruktur der Atomkerne
Authors: Grabmayr Peter , Mairle Gert , Schmidt‐Rohr Ulrich
Published: February 2013

Eine große Zahl von Untersuchungen verschiedenster Kernreaktionen hat in den letzten fünf Jahrzehnten das Schalenmodell der Atomkerne bestätigt. Die Messungen haben gezeigt, daß die Bindungsenergien der Nukleonen in den verschiedenen Schalen und die Spin‐Bahn‐Aufspaltungen einer einfachen Systematik folgen.
Innovationspotential Magnetoelektronik: Technologiefrüherkennung im Wissenschafts‐ und Technikfeld Magnetismus
Authors: Mengel Stefan
Published: February 2013

Die Magnetoelektronik spannt den Bogen zwischen Magnetismus und Halbleiterphysik und gilt als mögliche Basistechnologie von morgen. Seit der Entdeckung der zugrundeliegenden physikalischen Effekte ist dieses Gebiet durch eine rege Patentaktivität gekennzeichnet, und in Deutschland stehen die Chancen gut für eine erfolgreiche Umsetzung in Produkte. Aufgrund dieses Potentials wurde der Entdecker des Riesenmagnetowiderstands‐Effekts kürzlich mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet.
Rastersondenmikroskopie: Rastersondenverfahren in der industriellen Praxis: Eine Übersicht der Charakterisierungsmöglichkeiten aus der Anwendersicht
Authors: Pfau Andreas , Schrepp Wolfgang
Published: February 2013

In der Grundlagenforschung ist der „boom”︁ der Rastersondenverfahren ungebrochen. Wie steht es mit ihrer industriellen Nutzung? Dieser Artikel möchte die Möglichkeiten und Grenzen insbesondere der Rasterkraftmikroskopie anhand von Untersuchungen bei Polymerblends, Dispersionen, polymeren Hilfsmitteln usw. aufzeigen.
Mikrostrukturierung mit ultrakurzen Laserpulsen
Authors: Nolte Stefan , Momma Carsten , Chichkov Boris N. , Welling Herbert
Published: February 2013

Ultrakurze Laserpulse ermöglichen für nahezu alle Materialien eine extrem feine Mikrostrukturierung, gekennzeichnet durch sehr hohe Reproduzierbarkeit sowie minimale thermische und mechanische Schädigung. Während die Genauigkeit der mit dieser Technik im Fernfeld erzielbaren Strukturen nur durch das Beugungslimit begrenzt ist, erlaubt die Bearbeitung im Nahfeld, sogar noch kleinere Strukturen zu erzeugen.
Schneedeckenentwicklung und Lawinen: Die Modellierung der Schneedecke hilft bei der Einschätzung des Gefahrenpotentials
Authors: Lehning Michael , Bartelt Perry
Published: February 2013

Stehen wir dem Naturphänomen Lawine passiv und hilflos gegenüber? Oder lassen sich Lawinen vorhersagen und Lawinenkatastrophen wie im Februar grundsätzlich vermeiden? Um diese Frage zu beantworten, muß man die Schneedecke betrachten. Viele Prozesse der Ablagerung und lokalen Umwandlung von Schnee lassen sich inzwischen modellieren und helfen bei der Einschätzung des Gefahrenpotentials. Trotzdem ist die gleichzeitige Erfassung aller lawinenbildenden Faktoren und die Vorhersage ihrer Entwicklung derzeit noch nicht möglich. Dies gemeinsam mit der ausgeprägten Abhängigkeit von den lokalen Bedingungen führt dazu, daß Auftreten und Größe einer bestimmten Lawine (noch) nicht vorhergesagt werden können. Fortschritte in der Modellierung der Schneedecke und der Windverfrachtung von Schnee sind jedoch wichtige Meilensteine auf dem Weg zu einer solchen Vorhersage.
Tagungsnachlese Heidelberg
Authors: Sandner W. , Ding A. , Nolte E. , Leuchs G. , Seelig W. , Hoffmann D. H. H. , Dörr M. , Steiner Frank , Hilger Erwin , Kley Wilhelm , Hehl Friedrich W. , Roether Wolfgang , Kiefer Jürgen , Handel Kai , Neuneck Götz , Altmann Jürgen , Blum Walter
Published: February 2013

Atome, Moleküle, Quantenoptik und Plasmen Elementarteilchenphysik, Gravitation, und Relativitätstheorie, Theoretische und Mathematische Grundlagen der Physik, Umweltphysik, Strahlenphysik und Strahlenwirkung, Geschichte der Physik, Physik und Abrüstung, Energie
Quantenphänomene in Gläsern: Die Dynamik von Tunnelsystemen bei tiefen Temperaturen
Authors: Hunklinger Siegfried
Published: February 2013

Gläser weisen verglichen mit kristallinen Festkörpern ungewöhnliche thermische und dielektrische Eigenschaften bei tiefen Temperaturen auf. Anlaß hierzu geben noch nicht völlig verstandene Tunnelsysteme, die von der irregulären Struktur herrühren.
Quantencomputer: Wie sich Verschränkung für die Informationsverarbeitung nutzen läßt
Authors: Briegel Hans‐Jürgen , Cirac Ignacio , Zoller Peter
Published: February 2013

Die Quantenmechanik eröffnet faszinierende Perspektiven für die Kommunikation und die Informationsverarbeitung. Auf einen universell programmierbaren Quantenrechner wird man zwar noch längere Zeit warten müssen. Doch die beachtlichen Fortschritte in einigen Labors lassen elementare Quantenprozessoren realistisch erscheinen, die in einigen Jahren mit einer Anzahl von etwa zehn Quantenbits und einer Fehlerrate im Prozentbereich arbeiten könnten. Auch wenn man damit noch keine beeindruckenden Rechnungen durchführen kann, lassen sich solche Prozessoren für wichtige Aufgaben in der Quantenkommunikation einsetzen. Für ihre Vernetzung spielen die Teleportation und der “Quantenrepeater” eine zentrale Rolle.
Das kleine Einmaleins des Technologietransfers: Wenn Unis und Unternehmen gemeinsam forschen, sollten die Verträge stimmen
Authors: Pietruk Claus P. , Lauer Gerhard
Published: February 2013

Während für die klassischen Vertragsformen wie z. B. den Kauf‐ oder Mietvertrag zahlreiche gesetzliche Regelungen existieren, ist der Know‐how‐ und Technologietransfer vom Gesetzgeber bisher nicht zusammenhängend geregelt. Dies eröffnet Freiheiten bei der Vertragsgestaltung, birgt aber zugleich beachtliche Risiken. Es soll daher gezeigt werden, was der an Hochschulen und Forschungseinrichtungen tätige Forscher schon im Vorfeld unbedingt beachten muß, um bei Vertragsverhandlungen erfolgreich zu sein.
Hochzeitstorten und Zipfelmützen: Strukturbildung auf Platin
Authors: Michely Thomas , Kalff Matthias , Krug Joachim , Politi Paolo
Published: February 2013

Mechanismen des Schichtwachstums zu untersuchen ist ein zentrales Anliegen der modernen Oberflächenphysik. Motiviert von der Aussicht, technologisch relevante Schichten durch Eingriffe in den Wachstumsprozeß gezielt herzustellen, bietet das Gebiet gleichzeitig faszinierende Einblicke in die Selbstorganisation fern vom thermischen Gleichgewicht. In diesem Beitrag berichten wir von neuen Experimenten zum Wachstum von Platin auf Platin, in denen wir die Entstehung von regelmäßigen Pyramiden‐Strukturen beobachten konnten [1]. Die Ergebnisse lassen sich anschaulich erklären, wenn man das Zusammenwirken zufälliger atomarer Prozesse genauer analysiert.
Die Sprache der Eichfeldtheorie verständlich gemacht: Physik‐Nobelpreis 1999
Authors: Fritzsch Harald
Published: February 2013

Der Nobelpreis für Physik 1999 wurde von der Königlich‐Schwedischen Akademie der Wissenschaften an die holländischen Theoretiker Gerardus 't Hooft und Martinus J. G. Veltman verliehen. Entsprechend der Mitteilung der Akademie erhielten 't Hooft und Veltman den Preis für ihre entscheidenden, die Quantenstruktur betreffenden Beitrüge zur Theorie der elektroschwachen Wechselwirkungen in der Physik.
Entropische Kräfte: Warum sich repulsiv wechselwirkende Teilchen anziehen können
Authors: Bechinger Clemens , von Grünberg Hans‐Hennig , Leiderer Paul
Published: February 2013

Entropie, eine anschaulich schwer faßbare Größe, kann in Vielteilchensystemen zu direkt beobachtbaren Kräften führen. Taucht man zwei große harte Kugeln in ein Bad aus kleinen harten Kugeln, so läßt sich eine effektive Kraft zwischen beiden großen Kugeln feststellen, die anziehend ist, und dies, obwohl keine attraktiven Paarwechselwirkungen existieren. Schon 1954 vorhergesagt, lassen sich nun solche entropischen Kräfte direkt nachweisen und vermessen. Sie sind in der statistischen Physik und der Biophysik von grundlegender Bedeutung, etwa für die Entmischung binärer Hartkugelmischungen oder die Koagulation roter Blutkörperchen.
Nanotechnologie: Laserlicht aus Polymeren: Plastik als Lasermedium ist biegsam, billig und praktisch
Authors: Lemmer Uli , Kallinger Christian , Feldmann Jochen
Published: February 2013

Die organische Optoelektronik basiert auf einer Klasse neuartiger Materialien: „Plastik”︁ mit den elektronischen und optischen Eigenschaften von Halbleitern. Großflächige Leuchtdioden aus organischen Materialien halten zurzeit Einzug in verschiedene Bereiche der Bildschirmtechnologie. In den hierbei verwendeten dünnen organischen Schichten konnte nun auch optische Verstärkung und Lasertätigkeit nachgewiesen werden (Abb. 1). In diesem Artikel diskutieren wir die zugrunde liegende Photophysik und geben eine Übersicht über die bereits erzielten Erfolge auf dem Weg zu neuartigen organischen Laserbauelementen.
Auf dem Weg zur „Quanten‐Mechanik”︁: Nanomechanische Resonatoren dienen als schnelle Schalter und Frequenzgeber
Authors: Blick Robert , Erbe Artur , Tilke Armin , Wixforth Achim
Published: February 2013

Nanostrukturen lassen sich heute mit Größen von nur einigen 10 nm gezielt herstellen. Im Vergleich dazu betragen die typischen Abmessungen einzelner Proteine 1–10 nm. Man kommt folglich mit maßgeschneiderten Halbleiterstrukturen schon in den Größenbereich von funktionellen Makromolekülen, den kleinsten „Maschinen”︁, die in der Natur vorkommen. Zurzeit besitzen die Halbleiterelemente zwar noch keine vergleichbare Flexibilität und Funktionalität, gerade was die Kopplung mechanischer und elektronischer Eigenschaften betrifft. Doch neue Experimente zur 3D‐Strukturierung, Dotierung und Beschichtung von Nanoresonatoren könnten schon bald eine anwendungsreife Nanomechanik hervorbringen. Im Folgenden diskutieren wir, wie man nanomechanische Bauteile herstellt, in welcher Form sie charakterisiert werden und welche Anwendungen sie ermöglichen.
Skyrmionen in der Festkörperphysik: Ausgedehnte Spinstrukturen als neuartige Quantenteilchen
Authors: Apel Walter
Published: February 2013

Seit einigen Jahren bereichern neue „Elementarteilchen”︁ die Festkörperphysik, darunter „Composite Fermions”︁ und Skyrmionen. Von den letzteren soll hier die Rede sein. In welcher Art von Experimenten findet man sie? Wie kann man sie beschreiben, und wie kommen sie zu ihrem Namen? Was für Eigenschaften haben diese „Teilchen”︁?
Wem gehört die Hochschulerfindung?: Das Recht an einer Erfindung ist auch an der Hochschule klar geregelt
Authors: Weigelt Udo , Schramm Michael
Published: February 2013

Verstärkt werden in jüngster Zeit neue Unternehmen gegründet. In den Bereichen der Hoch‐ und Informationstechnologie beruht die Grundlage derartiger Start‐Ups häufig auf einer oder mehreren Erfindungen, die bereits an einer Hochschule oder einem Forschungsinstitut entstanden sind. Dem möglichen Firmengründer ist dabei oft nicht bewusst, wem die Rechte an einer solchen Erfindung zustehen. Im vorliegenden Artikel werden daher die wichtigsten Punkte bei der Beantwortung dieser Frage erläutert.
Eine fruchtbare Zusammenarbeit von Astrophysik und Teilchenphysik: Teilchen aus dem Kosmos liefern neue Erkenntnisse über ihre eigene Natur und über die kosmischen Objekte, in welchen sie erzeugt wurden
Authors: Völk Heinz
Published: February 2013

Das vorliegende Heft der Physikalischen Blätter ist dem Schwerpunkt Astroteilchenphysik gewidmet. Dieser einleitende Beitrag ordnet die Astroteilchenphysik — Teilchenastrophysik und Hochenergieastrophysik sind weitgehend synonym verwendete Bezeichnungen — in die Astrophysik ein und spannt den Bogen über die nachfolgenden Übersichtsartikel zur kosmischen Strahlung, zur Hochenergie‐Gamma‐Astronomie und zur Neutrinoastronomie. Zwei kürzere Artikel zu Ballonexperimenten sowie Dunkler Materie und Sonnen‐Neutrinos runden das Spektrum der behandelten Themen ab (Red.).
Festkörperphysik: Relaxationsdynamik in Gläsern: Der Übergang von der niederviskosen Flüssigkeit zum starren Glas ist eines der großen ungelösten Probleme der Physik
Authors: Lunkenheimer Peter , Schneider Ulrich , Brand Robert , Loidl Alois
Published: February 2013

Amorphe Materialien wie Gläser, Polymere oder Glaskeramiken sind aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Für das Verständnis des so genannten Glasübergangs, d. h. der Verfestigung einer Schmelze unter Umgehung der Kristallisation, spielen Relaxationsvorgänge der Moleküle eine herausragende Rolle. Dabei ist es wesentlich, die Dynamik dieser Vorgänge von der niederviskosen Flüssigkeit bis zum starren Glas zu untersuchen, also über einen möglichst breiten Zeit‐ bzw. Frequenzbereich. Die Messung der komplexen dielektrischen Permittivität mit der Methode der dielektrischen Spektroskopie erlaubt es; die Relaxationsdynamik über zwanzig Dekaden in der Frequenz zu studieren. Dabei zeigt sich, dass in glasbildenden Materialien eine Vielzahl an dynamischen Prozessen von Bedeutung sind.
Walter‐Schottky‐Preis: Physik mit kolloidalen Suspensionen: Kleine Kügelchen in Lösung eignen sich als maßgeschneiderte Modellsysteme
Authors: Bechinger Clemens
Published: February 2013

Kolloidale Suspensionen, d. h. wohldefinierte, mesoskopische Teilchen, die in einer Flüssigkeit dispergiert sind, werden bereits seit vielen Jahren erfolgreich als Modellsysteme für die Erforschung struktureller und dynamischer Eigenschaften kondensierter Materie, aber auch im Bereich der statistischen Physik eingesetzt. Insbesondere bei der Untersuchung von Systemen, in denen Vielteilcheneffekte eine wichtige Rolle spielen und Computersimulationen aufgrund der betrachteten Systemgröße an ihre Grenzen stoßen, bieten kolloidale Systeme eine vielversprechende experimentelle Alternative und sind daher zu einem wichtigen Forschungsgegenstand geworden.