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Realismus in der Philosophie und Realismus in der Physik
Authors: Putnam H.
Published: February 2013

Der folgende Aufsatz ist ein Beitrag zur Interpretation der Quantenmechanik. In ihm wird der Versuch unternommen, einer unter Quantenphysikern weit verbreiteten positivistisch geprägten ‚Beruhigungsphilosophie’︁ (dies ist ein Ausdruck Einsteins), die wissenschaftliche Theorien nur als Instrumente zur Vorhersage von Beobachtbarem ansieht und sich auf diese Weise den Umgang mit der Quantentheorie in gewisser Hinsicht leicht macht, eine ambitioniertere Deutung der Quantentheorie entgegenzusetzen. Nach einer längeren, rein philosophischen Einführung zeigt der Autor, wie einige zentrale quantenmechanische Interpretationsprobleme — vor allem das Problem der Nichtlokalität — im Sinne seines „internen Realismus”︁ behandelt werden können. Die physikalischen Grundlagen dieser Diskussion sind z. B. im Aufsatz „Nonseparability and the Tentative Descriptions of Reality”︁ von B. d'Espagnat, Physics Reports 110, No. 4 (1984) 201–264, ausführlich beschrieben. Ferner sei auf die Beiträge von B. S. De‐Witt „Quantum Mechanics and Reality”︁, Physics today September 1970, S. 30 und April 1971, S. 36 sowie von W. Mücken‐heim „Das EPR‐Paradoxon und die Unbestimmtheit der Realität”︁, Physikalische Blätter Oktober 1983, S. 331 hingewiesen.

Hilary Putnam ist einer der renommiertesten und scharfsinnigsten amerikanischen Philosophen der Gegenwart. Er bemüht sich zur Zeit darum, eine umfassende und konsistente Position des philosophischen Realismus zu entwickeln, die er „interner Realismus”︁ nennt.
Dielektronische Rekombination — eine Herausforderung für Atomphysiker
Authors: Müller A.
Published: February 2013

Dielektronische Rekombination (DR) ist ein atomarer Stoßprozeß, bei dem ein positives Ion unter gleichzeitiger Anregung eines Rumpfelektrons zunächst ein freies Elektron einfängt, worauf dann der so erzeugte doppelt angeregte Zustand durch Photonenemission zerfällt. Obwohl DR bereits vor fast fünfzig Jahren als ein möglicher Neutralisierungsprozeß für Ionen vorgeschlagen worden war und sich seither zahlreiche theoretische Arbeiten mit dem Phänomen befaßten, entzog sich der Prozeß bis vor wenigen Jahren einer direkten Messung. Die in jüngster Zeit durchgeführten Experimente förderten subtile Eigenschaften zu Tage. So wurde beispielsweise die Veränderlichkeit von Wirkungsquerschnitten für DR unter dem Einfluß äußerer elektrischer Felder beobachtet.
Neue elementare magnetische Dipolmoden in Atomkernen
Authors: Richter A.
Published: February 2013

Das Niederenergie‐Anregungsspektrum von Atomkernen, seit langem Gegenstand kernspektroskopischer Untersuchungen, birgt auch heute noch Überraschungen. Dieser Artikel beschreibt die Suche nach und die Entdeckung einer neuen elementaren magnetischen Dipol‐Anregungsmode in deformierten Atomkernen, deren Eigenschaften für das Verständnis der unterschiedlichen Rolle von Neutronen und Protonen bei der Deformation der Kerne große Bedeutung haben.
Suche nach Quark‐Materie: Elementarteilchenphysik mit Schweren Ionen
Authors: Gutbrod H. H. , Stock R.
Published: February 2013

Im Oktober und November des vergangenen Jahres begann im CERN, Genf, eine Reihe von Experimenten, die eine neue Idee zum Studium der fundamentalen starken Kraft, der Wechselwirkung von Quarks und Gluonen, verfolgen. Dies wurde möglich durch die erfolgreiche Beschleunigung von 16O‐Kernen in den Synchrotrons des CERN auf eine Gesamtenergie von 3,2 TeV. In vier parallelen Experimenten, von internationalen Kollaborationen ausgeführt, wurden mit verschiedenen Methoden die Reaktionen dieser hochrelativistischen 16O‐Projektile mit Targetkernen verschiedener Masse (Al, Cu, Ag, Au) untersucht. Die Grundidee des Experimentes ist es, extreme Energie‐ und Teilchendichten zu erzeugen, und zwar in einem Volumen von der Dimension schwerer Kerne (ca. 1000 fm3, [fm = 10−13 cm]), das viel größer ist als das Volumen von einzelnen Hadronen (Protonen, Neutronen oder Pionen, ca. 4 fm3). In diesem ausgedehnten Volumen könnte bei genügender Energiedichte eine Verschmelzung der Hadronen zustandekommen, deren mitgebrachte Quarks und Gluonen sich zusammen mit neu erzeugten Quark‐Antiquark‐Paaren und Gluonen in ein „Quark‐Gluon‐Plasma”︁ auflösen. Dieser Ansatz zum Studium der Quantenchromodynamik ist komplementär zu den Versuchen, einzelne Quarks zu isolieren.
Die kosmische Hintergrundstrahlung
Authors: Schmid‐Burgk J.
Published: February 2013

Die kosmische Hintergrundstrahlung wird seit ihrer Entdeckung im Jahre 1964 als Relikt des Urknalls, und zwar als Wärmestrahlung des ursprünglichen kosmischen Plasmas, gedeutet. Der genaue Nachweis ihrer physikalischen Eigenschaften stößt auf der kurzwelligen Seite des Strahlungs‐maximums (λ ≃ 1,6 mm) einer Temperaturstrahlung von ∼ 3K aber nach wie vor auf erhebliche experimentelle und fundamentale astronomische Probleme. Hier sind wesentliche Abweichungen von einer Planck‐Strahlung noch nicht auszuschließen.
Fundamentalkonstanten und Quantenmaße
Authors: Kose V. , Wöger W.
Published: February 2013

Fundamentalkonstanten lassen wichtige Aussagen über die Einheit der gesamten Physik zu, da sie unterschiedliche Theorien quantitativ miteinander verbinden. Sie werden in einem „Satz von Fundamentalkonstanten”︁ zusammengefaßt, wobei die zugehörigen Werte mit einem Ausgleichsverfahren ermittelt werden. Das Verfahren verknüpft experimentelle Ergebnisse und Theorien und liefert daher Hinweise auf deren Verifikation oder Falsifikation. Dabei spielt die genaue Kenntnis der physikalischen Einheiten eine besondere Rolle. Für die Darstellung der Einheiten werden heute verstärkt makroskopische Quanteneffekte wie der Josephson‐ und der von‐Klitzing‐Effekt ausgenutzt.

Quantenmaße, die unabhängig von Ort und Zeit reproduziert werden können, lösen bisher verwendete Prototypmaße ab und schaffen weltweit einheitliche Maße. Es wird auf die Frage eingegangen, inwieweit sich heute ein System physikalischer Einheiten auf der Grundlage von Fundamentalkonstanten realisieren läßt.
Rückblicke im Jubiläumsjahr: Anmerkungen zur Geschichte der Physik in Berlin
Authors: Lemmerich J.
Published: February 2013

Wie geschichtsträchtig das 750 Jahre alte Berlin auch für die Physik ist, davon legen zahlreiche Veranstaltungen im Jubiläumsjahr 1987 beredtes Zeugnis ab. Besucher der 51. Physikertagung konnten die Geschichte der Physik in Berlin „Von den Anfängen bis 1945”︁ in einer von Jost Lemmerich gestalteten Poster‐Ausstellung nachvollziehen, in der auf zahlreichen Tafeln bedeutende Wissenschaftler mit ihrem Lebenswerk vorgestellt wurden. Sie wurde in nächster räumlicher Nachbarschaft ergänzt durch die Ausstellung „Historische Versuche — funktionsfähig nachgebaut”︁ mit 28 fundamentalen Experimenten, von denen viele in Berlin ersonnen und durch‐geführt wurden (vgl. in diesem Heft S. 216). Wenige Tage zuvor feierte die Physikalisch‐Technische Reichsanstalt/Bundesanstalt ihren 100. Geburtstag. Die Geschichte dieser für die Physik bedeutenden Institution hat J. Lemmerich mit der Ausstellung „Maß und Messen”︁ schon dargestellt (vgl. Phys. Bl. Heft 3/1987, S. 87). Ein weiteres Jubiläum steht an: 1988/89 jährt sich die Entdeckung der Kernspaltung (in Berlin) zum fünfzigsten Mal. Auch hierfür bereitet J. Lemmerich zur Zeit eine Ausstellung vor.

Vor diesem Hintergrund hat die Redaktion der Physikalischen Blätter Herrn Lemmerich gebeten, einen kleinen kursorischen Überblick über die Geschichte der Physik in Berlin zu Papier zu bringen. Daß es kein Aufsatz sein sollte, der den strengen Maßstäben einer kritischen Geschichtsschreibung genügt, ergibt sich schon allein aus dem Verhältnis der Stoffülle, wie sie in den erwähnten Ausstellungen sichtbar wird, zum vorgegebenen Umfang dieses Beitrags. Der folgende Aufsatz will und kann nicht mehr als ein Anstoßen von Erinnerungen sein, wofür der Autor als roten Faden den Begriff der Energie und als Zeitspanne „von den Anfängen bis 1945”︁ gewählt hat. (E. D.)
EPS‐Workshop „Nuklearer Winter”︁
Authors: Parkinson D. , Schultze K.
Published: February 2013

Im Oktober 1986 trafen sich in Genf 33 Wissenschaftler zu einem Workshop über Klimaveränderungen, wie sie durch einen Atomkrieg ausgelöst werden könnten. Von den eingeladenen Teilnehmern kamen 14 aus Ost‐ und 13 aus Westeuropa. Darüber hinaus nahmen der EPS‐Präsident und fünf Mitglieder des EPS‐Advisory Committee on Physics and Society teil. Der Chairman dieses Komitees, hat im EPS‐Organ „europhysics news”︁ (Mai 1987) einen zusammenfassenden Bericht von diesem Workshop gegeben, der im folgenden abgedruckt ist (Übersetzung: E. Dreisigacker). Der Bericht wird durch eine Stellungnahme von Prof. Klaus Schultze, Aachen, dem deutschen Vertreter im Organisationskomitee des Workshops ergänzt, in der er aus seiner persönlichen Sicht zusätzliche Aspekte aufgreift.
Strom aus Licht — Photovoltaik, eine Herausforderung für Physik und Technik
Authors: Eisenbeiß G. , Goetzberger A.
Published: February 2013

Daß Energie einer der Hauptfaktoren unserer Industriegesellschaft ist, von dem Umweltbelastung und sogar ‐Zerstörung ausgeht, hat viele Menschen alarmiert. Vor diesem Hintergrund finden sogenannte alternative Energien bzw. regenerierbare Energiequellen in der Öffentlichkeit große Aufmerksamkeit. Physiker haben an der notwendigen öffentlichen Debatte mit Engagement und Kompetenz teilgenommen — zumeist auf der Seite der Verantwortlichkeit.

Dieser Artikel dokumentiert die Bedeutung, die der Bundesforschungsminister, als wichtige Instanz der Förderung von anwendungsorientierter Grundlagenforschung, und die der Verbindung zwischen Grundlagenforschung und praktischer Anwendung der Ergebnisse verpflichtete Fraunhofer‐Gesellschaft der Photovoltaik beimessen. Der Beitrag will nicht nur ein Arbeitsgebiet vorstellen, sondern er ist zugleich auch als Appell gemeint an Physiker, ihren Teil an interdisziplinärer Zusammenarbeit mit anderen Naturwissenschaftlern und Technikern beizutragen, so daß die Vision „Strom aus Licht”︁ Wirklichkeit wird. Das Forschungsprogramm des BMFT bietet hierzu viele Ansätze und Unterstützungsmöglichkeiten.
Ionenkristalle und Phasenübergänge in einer Ionenfalle
Authors: Diedrich F. , Peik E. , Chen J. M. , Quint W. , Walther H.
Published: February 2013

In den letzten Jahren haben Ionenfallen eine große Bedeutung für die Präzisionsspektroskopie erlangt. Mit ihrer Hilfe lassen sich mehrere und sogar auch einzelne Ionen speichern und als isolierte Teilchen spektroskopisch untersuchen; es ist ein großer Vorteil für die Spektroskopie, daß die Teilchen ohne Stöße untereinander und mit einer Wand beobachtet werden können. Die elektrischen oder magnetischen Felder der Fallen sind dabei so klein, daß sie keine nennenswerte Störung der Energiezustände bewirken. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Teilchen in einem sehr kleinen Volumen festgehalten werden können; ihre Aufenthaltsdauer im Wechselwirkungsraum ist deshalb viel größer als die Lebensdauer der betrachteten Übergänge, so daß die Linienbreite nicht zusätzlich vergrößert wird, wie dies z. B. bei Untersuchungen an frei beweglichen Teilchen der Fall ist. Hinzu kommt noch, daß es möglich ist, die eingefangenen Teilchen durch Photonenrückstoß im Laserlicht zu kühlen, so daß ihre kinetische Energie einer Temperatur im Millikelvin‐Bereich entspricht. Die Ionenfallen len und deren Anwendung sind in letzter Zeit in vielen zusammenfassenden Artikeln beschrieben worden; Details findet man an den unter [1] zitierten Stellen. Interessant in diesem Zusammenhang ist noch, daß der Photonenrückstoß auch dazu benutzt werden kann, Fallen für neutrale Atome zu bauen [2]. Diese Anordnungen werden in Zukunft sicherlich ebenfalls viele Anwendungen finden.
Neutronenbeugung bei 60 Nanokelvin ‐ ein Durchbruch für die Untersuchung spontaner Kernspinordnung
Authors: Steiner M.
Published: February 2013

Kürzlich ist es gelungen, die Ordnung der Kernmomente in Kupfer bei 60 nK mit Neutronenbeugung zu beobachten. Die Messungen beweisen die antiferromagnetische Ordnung der Kernspins in Cu. Dies ist nicht nur ein Tieftemperatur‐Weltrekord für Neutronenbeugung an Kernspinsystemen in Metallen, sondern auch die erste direkte Beobachtung von Kernspinordnung und die Bestimmung ihrer Translationsperiode in einem Metall.
Die wissenschaftlich‐technische Zusammenarbeit zwischen der Bundesrepublik und der UdSSR
Authors: König N. , Rembser J.
Published: February 2013

Das Rahmenabkommen über die wissenschaftlich‐technische Zusammenarbeit zwischen der Bundesrepublik und der UdSSR vom Juli 1986 ist eine bedeutende Zäsur in den Beziehungen zwischen bundesdeutschen Wissenschaftlern und ihren Kollegen aus dem gesamten Ostblock. 1987 und 1988 folgten entsprechende Regierungsabkommen mit der DDR, Ungarn und Bulgarien, weitere Vereinbarungen mit anderen Ostblockstaaten sind geplant. Der folgende Beitrag gibt einen Abriß über die gesellschaftlichen und historischen Hintergründe des Rahmenabkommens mit der UdSSR sowie einen Überblick über seine Struktur und seinen Inhalt. Daneben wird das Abkommen für Nuklearforschung und ‐technik zwischen dem Bundesministerium für Forschung und Technologie und dem sowjetischen Staatskomitee für die Nutzung der Atomenergie vorgestellt.
Proteinstrukturermittlung in Lösung mittels kernmagnetischer Resonanzspektroskopie
Authors: Wüthrich K.
Published: February 2013

Die Kenntnis der molekularen Strukturen von biologischen Makromolekülen, insbesondere von Proteinen und Nukleinsäuren, hat in der biologischen Forschung einen wichtigen Stellenwert. Sie bildet naturgemäß einen Teil der Grundlagen für jede Art von Untersuchung über die Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion. In neuester Zeit haben strukturelle Daten über natürlich vorkommende Proteine vor allem auch als Ausgangspunkt für die gentechnologische oder chemische Herstellung von neuen oder verbesserten Proteinen weiter erhöhte Bedeutung erlangt. Vom technischen Gesichtspunkt aus ist vor allem der große Aufschwung der computerunterstützten Modelluntersuchungen über Struktur und Funktion von Proteinen zu erwähnen, die natürlich auch immer von den experimentell ermittelten strukturellen Daten ausgehen müssen.

Seit rund dreißig Jahren sind dreidimensionale makromolekulare Strukturen der Untersuchung durch Röntgendiffraktionsmessungen an Einkristallen zugänglich. Die Röntgenkristallographie hat sich einerseits mit Erfolg immer größeren Systemen zugewandt und insbesondere auch mit Strukturermittlungen an Membranproteinen und multimolekularen Protein‐Nukleinsäurekomplexen schöne Erfolge erzielt. Andererseits bleibt vor allem bei kleineren Biopolymeren immer die Frage nach der Relevanz der Kristallstrukturen im Hinblick auf die funktionellen Eigenschaften im physiologischen Milieu offen, und viele Verbindungen lassen sich nicht in für Röntgenstudien geeigneter kristalliner Form erhalten. Die Kombination von magnetischen Kernresonanzmessungen (NMR) mit speziellen mathematischen Verfahren zur strukturellen Auswertung der NMR‐Daten ermöglicht es nun erstmals, die dreidimensionale Struktur von biologischen Makromolekülen in Lösung zu ermitteln. Damit ist eine wichtige Lücke in der Methodik, die der biochemischen und molekularbiologischen Forschung zur Verfügung steht, geschlossen worden. In diesem Aufsatz wird die NMR‐Methode zur Strukturermittlung an Proteinen kurz vorgestellt, und es werden einige erste Ergebnisse beschrieben.

(Anmerkung der Redaktion: Eine Einführung in die Grundprinzipien der Kernmagnetischen Resonanzspektroskopie [NMR‐Spektroskopie], insbesondere auch der Zweidimensionalen NMR‐Spektroskopie, findet der Leser in Phys. Bl. 42 (1986) Nr. 7, S. 225‐233 [Autor: K. H. Hausser], bzw. in Phys. Bl. 43 (1987) Nr. 7, S. 233‐239 [Autor: W. Spiess]. Abb. 5, 7‐9 sind Stereobilder.)
Flüssigkristalline Blaue Phasen: 100 Jahre Flüssigkristalle
Authors: Trebin H.‐R.
Published: February 2013

Vor hundert Jahren hat man erstmals Flüssigkeiten als eigenständige Phasen identifiziert, die wie ein Kristall das Licht doppelt brechen und daher flüssige Kristalle genannt werden. Noch besser trifft diese Bezeichnung zu auf die sog. Blauen Phasen, die ebenfalls schon vor hundert Jahren durch eine Lichterscheinung auffielen, deren Struktur aber erst in den letzten zehn Jahren aufgeklärt wurde. Die Moleküle der Blauen Phasen bilden nämlich mit ihren Anisotropieachsen ein dreidimensionales periodisches Orientierungsmuster. Die Einheitszelle von ca. 300 nm Durchmesser ist flüssig und faßt 107 Moleküle. Man beobachtet Phänomene wie bei atomaren Kristallen: selektive Lichtstreuung (aber im sichtbaren Spektrum), Facettenwachstum, Versetzungen.
Superdeformation in schnell rotierenden Kernen
Authors: Lieder R. M.
Published: February 2013

In dem Kern 152 Dy beobachteten Twin und Mitarbeiter kürzlich eine Rotationsbande bis zu einem Drehimpuls von 60 ħ [1], deren γ‐Spektrum in Abb. 1 wiedergegeben ist. Es zeigt 19 Übergänge mit einem nahezu konstanten Energieabstand von 47 keV. Das ist ein äußerst ungewöhnliches Resultat, weil es darauf hinweist, daß der Kern 152 Dy in diesen Rotationszuständen ein besonders großes und konstantes Trägheitsmoment von θ = 85 ± 2 ħ2/MeV hat und daß er eine stark elongierte Gestalt annimmt. Betrachtet man ihn als prolat ( „zigarrenförmig”︁ ) deformiertes Rotationsellipsoid, so entspricht dieses Trägheitsmoment einem Verhältnis der langen zur kurzen Halbachse von c/a ≈ 2. Dies wird als superdeformierte Kerngestalt bezeichnet. Im Vergleich dazu haben normal deformierte Kerne der Seltenen Erden im Grundzustand nur ein Achsenverhältnis von c/a ≈ 1, 3. Anhand eines gemessenen Quadrupolmoments von QO = 19 ± 3 eb (1 b = 100 fm2) für die neue Rotationsbande in 152 Dy konnte nachgewiesen werden, daß tatsächlich eine superdeformierte Kerngestalt vorliegt [2]. Bei Drehimpulsen unter 28 ħ nimmt die Intensität der γ‐Linien stark ab, da sich die superdeformierte Bande in Zustände oblater ( „pfannkuchenförmiger”︁) Deformation entvölkert. Dabei muß eine Potentialbarriere durchtunnelt werden.
Die dritte Dimension in der Mikroelektronik
Authors: Götzlich J.
Published: February 2013

Heutige mikroelektronische Bauelemente weisen z. T. bereits Strukturen von 1 μm und darunter auf. Dadurch werden in zunehmendem Maße Grenzen sichtbar, die sowohl von der Fertigbarkeit als auch der Halbleiterphysik vorgegeben werden. Um dennoch auf dem Weg zu höheren Integrationsgraden weiterzukommen, werden zunehmend dreidimensionale Strukturen und Anordnungen von Bauelementen untersucht und bei der Speicherentwicklung bereits angewendet.
Von den Quarks zur neuen Kosmologie: Eindrücke von der XXIV. Internationalen Konferenz über Hochenergiephysik Rochester‐Konferenz, München, 4.–10. August 1988
Authors: Rollnik H. , Wegener D.
Published: February 2013

Das in jedem zweiten Jahr stattfindende große internationale Treffen der Elementarteilchenphysiker, auch unter dem Namen „Rochester‐Konferenz”︁ bekannt (vgl. Phys. Bl. 42(1986) Nr. 11, S. 388–389), führte in diesem Jahr ca. 1000 Physiker aus allen Ländern der Erde nach München. Das lokale Organisationskomitee unter Leitung der Professoren G. Buschhorn und K. Pretzl vom MPI für Physik und Astrophysik, Werner‐Heisenberg‐Institut, hatte die Tagung optimal vorbereitet, so daß sich die Teilnehmer ohne Reibungsverluste dem wissenschaftlichen Programm widmen konnten. Für die deutschen Physiker war die XXIV. Rochester‐Konferenz ein Ereignis von besonderer Bedeutung, denn zum ersten Mal fand dieses herausragende Treffen der Hochenergiephysiker auf bundesdeutschem Boden statt. Im folgenden geben ein Theoretiker (Prof. H. Rollnik, Bonn) und ein Experimentalphysiker (Prof. D. Wegener, Dortmund) ihre Eindrücke von der Konferenz wieder.
Studie belegt deutlichen Lehrermangel
Authors: Weltner K. , Lochhaas H.
Published: February 2013

Im September‐Heft der Physikalischen Blätter hat Prof. Drechsel, der im DPG‐Vorstand für Bildung und Ausbildung zuständig ist, auf den drohenden Physiklehrer‐Mangel in den neunziger Jahren hingewiesen und eine entsprechende Resolution des Mathematisch‐Naturwissenschaftlichen Fakultätentages zitiert. Inzwischen liegt auch die von Herrn Drechsel erwähnte Studie der „Arbeitsgemeinschaft Fachdidaktik der Naturwissenschaften und der Mathematik”︁ (AFNM) und des „Deutschen Vereins zur Förderung des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts”︁ (MNU) vor, in der Konsequenzen und konkrete Gegenmaßnahmen beschrieben sind. Im folgenden ist diese von K. Weltner (AFNM) und H. Lochhaas (MNU) erarbeitete Studie in Kurzfassung wiedergegeben. Eine Langfassung (Titel: Künftiger Lehrermangel in den Naturwissenschaften und der Mathematik – Konsequenzen und notwendige Gegenmaßnahmen) kann auf Anfrage bezogen werden von: Institut für Didaktik der Physik, Universität Frankfurt, Postfach 11 19 32, 6000 Frankfurt/M. 11.
Aktive und adaptive Optik in der Astronomie: Neue Technologien für zukünftige Großteleskope
Authors: Merkle F.
Published: February 2013

Für den Bau zukünftiger Großteleskope spielen neue Technologien wie die sogenannte aktive und adaptive Optik eine entscheidende Rolle. Beide Techniken basieren auf der gezielten computergesteuerten Oberflächenkorrektion eines oder mehrerer Spiegel im Teleskop. Die aktive Optik wirkt dabei auf den großen Primärspiegel und ermöglicht, Teleskope mit Spiegeldurchmessern von 8 bis 10 Metern zu verwirklichen, deren optische Güte die von heutigen Teleskopen übertrifft. Mit Hilfe der adaptiven Optik lassen sich Bildstörungen durch die Atmosphäre korrigieren, so daß praktisch beugungsbegrenzt beobachtet werden kann. Die adaptive Optik arbeitet bei höheren Frequenzen als die aktive und kann deshalb nur an kleinen Spiegeln im optischen Strahlengang des Teleskops eingesetzt werden. Im folgenden werden die Methoden der aktiven und adaptiven Optik sowie ihre Auswirkungen auf den Teleskopbau beschrieben.
Risiko für somatische Spätschäden durch ionisierende Strahlung
Authors: Paretzke H. G.
Published: February 2013

Die Abschätzung des gesundheitlichen Risikos durch ionisierende Strahlung niedriger Dosis ist eine wissenschaftliche Problematik, die von der interessierten Öffentlichkeit aufmerksam verfolgt wird. Neu belebt wurde die Diskussion um Spätschäden durch den Reaktorunfall von Tschernobyl und die neuesten Ergebnisse bezüglich der Atombombenopfer von Hiroshima und Nagasaki. Nach wie vor ist die Extrapolation in den Bereich niedriger Dosen aus epidemiologischen Datensätzen, die bei Bestrahlung mit hoher Dosis gewonnen wurden, an Hypothesen gebunden und eine Quantifizierung des Risikos deswegen unsicher. Im folgenden Bericht gibt der Vorsitzende des DPG‐Fachausschusses Strahlenwirkung und Strahlenschutz, Dr. H. G. Paretzke von der Gesellschaft für Strahlen‐ und Umweltforschung (GSF), eine Übersicht über neuere Abschätzungen des strahlenbedingten Krebs‐ und Leukämierisikos. Noch vor dem Reaktorunfall von Tschernobyl hat die GSF neue Risikofaktoren für die deutsche Bevölkerung erarbeitet. Die wichtigsten Ergebnisse daraus werden vorgestellt und mit denen von sieben weiteren Risikoabschätzungen verglichen. Vor allem aufgrund von neuen Erkenntnissen bezüglich der zeitlichen Extrapolation der Gesundheitsrisiken schätzt man heute die Risikofaktoren allgemein höher ein als noch vor wenigen Jahren. Welche Konsequenzen daraus für den praktischen Strahlenschutz zu erwägen sind, ist am Ende des Beitrages angemerkt. (Für einen Überblick über die Strahlenarten, Dosisbegriffe und Dosiseinheiten sei der Aufsatz „Strahlenexposition und Strahlenrisiko der Bevölkerung Teil I und II”︁ von W. Jacobi, Phys. Blätter Mai und Juni 1982, Seite 122 bzw. 140, empfohlen).
Haben analytische Methoden in der Physik heute noch eine Chance?
Authors: Großmann S.
Published: February 2013

Die Frage drängt sich angesichts der explosionsartig wachsenden Computer‐Möglichkeiten und ihres sich schnell ausbreitenden Einsatzes mit immer eindrucksvolleren Methoden auf. Ich möchte in gebotener Kürze und dadurch unvermeidbarer Verkürzung Überlegungen vortragen, warum die Antwort nicht nur „ja, unbedingt”︁ lauten muß, sondern sogar „ja, erst recht”︁. Nach Darlegung des Hintergrundes (Abschnitt 1) werde ich exemplarisch verdeutlichen, warum ich so antworte (Abschnitt 2), und anschließend die Gedanken thesenartig kondensieren (Abschnitt 3). Selbstverständlich beleuchten reale Beispiele immer nur Teile der komplexen Wahrheit, über‐ (und unter‐) pointieren manches, sind I. A. Höchst unvollständig; ihre Auswahl reflektiert Vorlieben des Wählenden bzw. spiegelt wider, wo er sich (wenn überhaupt) am kompetentesten fühlt. Meine vier Beispiele stammen alle aus der Forschungsarbeit meiner Marburger Arbeitsgruppe der letzten Jahre. Für die unpoetische, telegrammartige Diktion gibt es eigentlich keine Entschuldigung; als Ausrede muß die unangemessen kurze Vortragszeit bzw. die begrenzte Drucklänge herhalten.
Willy Wien: Zur 125. Wiederkehr seines Geburtstages
Authors: Landwehr G.
Published: February 2013

Willy Wien war ein bedeutender Physiker, der zwischen 1900 und 1920 den Würzburger Lehrstuhl für Experimentalphysik innehatte. Schon in jungen Jahren erlangte er durch seine Arbeiten zur Wärmestrahlung Weltruhm, seine Verdienste wurden 1911 durch die Verleihung des Nobelpreises für Physik anerkannt. Die Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Würzburg hat die 125. Wiederkehr seines Geburtstages zum Anlaß genommen, des großen Gelehrten im Rahmen eines Festkolloquiums zu gedenken. Im Namen der Vorstände des Physikalischen Institutes berichtete Prof. Landwehr über das Leben und die Verdienste Willy Wiens. Die folgenden Ausführungen sind ein Abriß dieses Vortrags.
Ergänzung zu den „Verhandlungen der DPG”︁/Physiker und Physikerinnen im Beruf/Naurod‐Treffen 1989/Sitzung des Arbeitskreises Energie der DPG/Preisverleihungen der DPG 1989 Ehrenmitglieder
Authors: Poerschke R. , Daab P. , Herrmann R. , Schramm H. , Stichel P.
Published: February 2013

Die Deutsche Physikalische Gesellschaft verleiht 1989 die im folgenden genannten Preise: Die Max‐Planck‐Medaille, der deutsch‐britische Max‐Born‐Preis, der Robert‐Wichard‐Pohl‐Preis, der Stern‐Gerlach‐Preis und der Physikpreis werden auf der Festsitzung der 53. Physikertagung am 15. März 1989 in Bonn vom DPG‐Präsidenten, Herrn Prof. Dr. Otto G. Folberth, überreicht. Dort werden auch zwei neue Ehrenmitglieder der DPG gewürdigt.

Der Walter‐Schottky‐Preis wird am 5. April auf der Frühjahrstagung der Arbeitsgemeinschaft Festkörperphysik vom DPG‐Präsidenten überreicht. Die Verleihung des Didaktik‐Preises wird voraussichtlich am diesjährigen „Tag der DPG”︁ in Bad Honnef stattfinden.

Des weiteren vergibt die Physikalische Gesellschaft zu Berlin jährlich den Karl‐Scheel Preis. Er wurde Mitte Februar 1989 in Berlin vom Vorsitzenden des Regionalverbandes Berlin, Herrn Prof. Dr. G. Kaindl, überreicht.

Der gemeinsame Preis der DPG und der Societé Française de Physique (SFP), der Gentner‐Kastler‐Preis, wird im Herbst dieses Jahres in Lyon auf der Jahrestagung der SFP verliehen.
Das Gutachterwesen der DFG
Authors: Maier‐Leibnitz H.
Published: February 2013

Vor einigen Monaten veröffentlichte der Soziologe F. Neidhardt eine Untersuchung über das Gutachterwesen der Deutschen Forschungsgemeinschaft), die sich auf Daten aus den Jahren 1975–1979 stützt. Das Fazit ist erfreulich: Die Analyse hat keine gravierenden Bedenken gegen das DFG‐System der Begutachtung zutage gefördert. Die Redaktion hat das Erscheinen des Buchs zum Anlaß genommen, Herrn Professor Maier‐Leibnitz, der von 1974 bis 1979 Präsident der DFG war, um einen Meinungsbeitrag zum Gutachtersystem der DFG einzuladen. Bei aller Zufriedenheit über die Untersuchungsergebnisse weist Herr Maier‐Leibnitz auch auf potentielle Schwächen des DFG‐Systems hin.
Röntgenabsorption und ‐reflexion: Neue Sonden in der Festkörperforschung
Authors: Lengeler B.
Published: February 2013

Röntgenstrahlen spielen eine hervorragende Rolle bei der Charakterisierung der mechanischen, elektrischen, optischen und magnetischen Eigenschaften von Festkörpern. Mit der zunehmend besseren Verfügbarkeit von Synchrotronstrahlung sind auch die bestehenden Röntgentechniken verbessert und neue Verfahren entwickelt worden. Hierzu gehören die Röntgenabsorptions‐ und Röntgenreflexionsspektroskopie. In diesem Artikel sollen diese beiden Techniken besprochen werden. Ihr Potential wird jeweils an einem Beispiel illustriert: an Hoch‐Tc‐Supraleitern und an Schichtstrukturen aus dem Gebiet der Mikrofabrikation.
Erklärung des Vorstands der Physikalischen Gesellschaft der DDR
Authors: Röpke G.
Published: February 2013

Sekretariat der Physikalischen Gesellschaft der DDR (PG): Dr. Detlef Hommel, Kupfergraben 7, DDR‐1080 Berlin W8. Tel.: 0037‐2‐2080002
Tritium im Fusionsreaktor
Authors: Gulden W. , Raeder J.
Published: February 2013

Zwar ist die wirtschaftliche Energiegewinnung durch Kernfusion erst in ferner Zukunft zu erwarten, aber dennoch wird schon heute immer wieder nach deren Auswirkungen auf die Umwelt — und insbesondere auf den Menschen — gefragt. Dabei stehen die Auswirkungen des im Fusionsreaktor umlaufenden Tritiums im Mittelpunkt. Die Redaktion hat aus diesem Anlaß Experten der Fusionstechnologie vom Next European Torus (NET) Team gebeten, die möglichen Tritiumfreisetzungen im Normalbetrieb eines Fusionsreaktors bzw. bei einem angenommenen Unfall abzuschätzen. Dies ist Gegenstand des nachfolgenden Beitrages. Auf der Grundlage der hier genannten möglichen Tritiumfreisetzungen haben Mitarbeiter der Gesellschaft für Strahlen‐ und Umweltforschung München das daraus resultierende Strahlenrisiko für den Menschen ermittelt. Damit beschäftigt sich der zweite Teil dieses Doppelartikels. (Red.)
Deutsche Gesellschaft für Elektronenmikroskopie: Memorandum: zur Situation der Erforschung von Grundlagen und Anwendungen der Korpuskularstrahloptik in der Bundesrepublik Deutschland
Authors: Herrmann K.‐H. , Niedrig H.
Published: February 2013

Der Vorstand der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie e. V. (DGE) hat in einem an den Bundesminister für Forschung und Technologie, Dr. Heinz Riesenhuber, gerichteten Memorandum vom 16. Februar 1989 seine Sorge um die Erhaltung des Lehr‐ und Forschungspotentials der Korpuskularstrahloptik als einer Schlüsseltechnologie in Deutschland formuliert. Der Inhalt dieses Memorandums wird im folgenden ‐ teils gekürzt, teils aus neuerer Sicht ergänzt ‐ wiedergegeben. Als Vertreter der Physiker in der DGE, die großenteils auch Mitglieder der DPG sind, wollen die Autoren durch diese Veröffentlichung die Aufmerksamkeit der physikalischen Fakultäten auf die dargestellte Problematik lenken.
75 Jahre Allgemeine Relativitätstheorie
Authors: Ehlers J. , Schäfer G.
Published: February 2013

Acht Jahre nach dem „glücklichsten Gedanken seines Lebens”︁ — der Einsicht, daß Trägheits‐ und Gravitationskräfte lokal nicht unterscheidbar und sogar in jedem Raumzeitpunkt zugleich „wegtransformierbar”︁ sind (Äquivalenzprinzip) — gelang Albert Einstein im November 1915 die Vollendung seiner Feldtheorie der Gravitation. Der folgende Beitrag umreißt den reichen physikalischen Gehalt der „AR”︁, ruft die frühen und späteren Erfolge der Theorie in Erinnerung, nennt einige Beispiele der weiteren Ausgestaltung der AR in den vergangenen drei Jahrzehnten und geht auf einige gemessene Effekte und Anwendungen ein.
Gedanken zum Jahresende: Pensionierung als kritisches Phänomen
Authors: Simonsohn G.
Published: February 2013

Den folgenden Vortrag hielt Professor Simonsohn zum Abschluß eines Kolloquiums, das anläßlich seiner Verabschiedung aus den Diensten der Freien Universität Berlin veranstaltet wurde. Wir legen diesen amüsanten Brückenschlag zwischen der Thermodynamik und dem Menschlichen besonders unseren sub‐kritischen Lesern zur Erhöhung ihres persönlichen W‐Wertes ans Herz.
„Reanimation”︁ der Forschung tut not!: Zum Einigungsprozeß in den Wissenschaften im vereinten Deutschland
Authors: Bethge H.
Published: February 2013

Der deutsche Einigungsprozeß in den Wissenschaften war das Thema eines Kolloquiums, das die Vereinigung Deutscher Wissenschaftler (VDW) am 26. Oktober 1990 in Bonn veranstaltete. Mit freundlicher Genehmigung des VDW drucken wir hier das (geringfügig gekürzte) Referat von Heinz Bethge, dem langjährigen Präsidenten der Akademie der Naturforscher Leopoldina in Halle. Nach einem ausführlichen Rückblick, in dem er als Insider von den beklagenswerten Zuständen der Forschung in der DDR berichtet, stellt er seine Vorschläge und Anregungen zur „Reanimation”︁ der Wissenschaften vor. Behutsamkeit und Milde seien für den Wiederaufbau gefragt, aber auch ein langer Atem. Er schätzt, daß es sechs bis acht Jahre dauern wird, bis die reformierten Institute sich eingepaßt und ein neues Profil gewonnen haben. (Red.)
Neuartige Experimente am Heidelberger Test‐Speicherring TSR
Authors: Habs D. , Jaeschke E.
Published: February 2013

Nachdem am Heidelberger Max‐Planck‐Institut für Kernphysik der weltweit erste Schwerionen‐Kühlerring vor zwei Jahren in Betrieb gegangen ist, wird hier über Elektronen‐ und Laserkühlung sowie über erste Ergebnisse zur Atomphysik hochgeladener Ionen berichtet.
Der Karl‐Scheel‐Preis der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin
Authors: Hildebrandt G.
Published: February 2013

Wenn dieser Tage zum 33. Mal der Karl‐Scheel‐Preis an zwei junge Physiker aus Berlin verliehen wurde, dürfte wohl nur wenigen Teilnehmern der Festversammlung das bewegte Schicksal der Scheelschen Hinterlassenschaft vor Augen gestanden haben, die die Grundlage des Preises ist. Professor Hildebrandt, der erste Preisträger, ruft im folgenden dieses Kapitel der Geschichte der Physikalischen Gesellschaft in Erinnerung.
Kernfusion: Die Ascheabfuhr: Neues Kriterium für die Betriebsweise eines Fusionsplasmas formuliert
Authors: Dose V. , Wolf G. H.
Published: February 2013

Damit ein Fusionsplasma nicht nur zünden, sondern auch stationär brennen kann, muß bekanntlich die Energieeinschlußzeit τE ausreichend groß sein, um die Wärmebilanz des Plasmas auszugleichen. Andererseits aber darf die Aufenthaltsdauer τ*α der als Fusionsprodukt entstehenden Alphateilchen nicht so lang werden, daß die Beimischung von Heliumasche im Brennstoffgemisch intolerabel groß wird. Neben die bekannte Zündbedingung tritt daher ein neues, zusätzliches Kriterium: τ*α/τE < 10. Nach diesem griffigen Gütemaß verbieten sich Betriebsweisen, bei denen die im Plasma herrschenden Transportprozesse eine zu gute Teilcheneinschließung bewirken. Außerdem müssen die Auspuffsysteme wie Pump‐Limiter oder Divertor hinreichend effizient sein, um den Rückstrom des nicht abgepumpten Heliums von der Gefäßwand in die Brennzone zu begrenzen.
Der Zerfall des freien Neutrons
Authors: Dubbers D. , Mampe W.
Published: February 2013

Aus neuen Präzisionsmessungen zum Betazerfall des freien Neutrons lassen sich die schwachen Kopplungskonstanten für die erste Teilchengeneration bestimmen. Die Daten erlauben genaue Tests des elektroschwachen Standardmodells sowie die Berechnung verschiedener schwacher Wirkungsquerschnitte, die in anderen Fachgebieten von Nutzen sind.
Vom Ätherwind zu neuem Licht
Authors: Schleich W. P.
Published: February 2013

„Erst die Theorie entscheidet darüber, was man beobachten kann.”︁ Diese Bemerkung richtete Albert Einstein im Frühjahr 1926 an Werner Heisenberg im Anschluß an dessen Kolloquiumsvortrag in Berlin. Damals galt es einen scheinbaren Widerspruch zwischen Theorie und Experiment aufzulösen: Auf der einen Seite verbietet der Formalismus der Quantenmechanik und insbesondere die Kommutatorbeziehung zwischen Ort und Impuls eines Teilchens die Existenz einer Trajektorie. Andererseits beobachtet man diese in einer Wilson‐Blasenkammer. Die Auflösung dieses scheinbaren Widerspruchs gelang Heisenberg mit Hilfe der Unbestimmtheitsrelation. – Heute entscheidet die Unbestimmtheitsrelation zwischen elektrischem und magnetischem Feld, d. h. die Fluktuationen in der Amplitude und der Phase des elektromagnetischen Feldes in einem Michelson‐Interferometer über die prinzipielle Beobachtbarkeit einer winzigen Gravitationswelleninduzierten Phasenverschiebung. Dies hat die Entwicklung quantenrausch‐verminderter Zustände des Strahlungsfeldes, der gequetschten (engl. squeezed) Zustände, motiviert und ein neues Gebiet der Quantenoptik geschaffen. Ähnlich haben die Überlegungen, die Existenz von bevorzugten Bezugsystemen und von Mitführeffekten mittels des Sagnac‐Effektes nachweisen zu wollen, auf einen neuen Typ von Laser geführt, der frei von spontaner Emission ist. – In der vorliegenden Arbeit wollen wir diesen Weg vom Sagnac‐Effekt, der ursprünglich als Äthernachweis konzipiert war, zu squeezed Zuständen und zum rauschfreien Laser mit korrelierter Spontanemission, d. h. zu neuem Licht nachzeichnen. Die oszillierende Photonenstatistik eines gequetschten Zustandes und ihre Interpretation als Interferenz im Phasenraum bildet den Abschluß unserer Wanderung vom Ätherwind zu neuem Licht.
Phononenselbstenergien in Hochtemperatur‐Supraleitern
Authors: Thomsen C.
Published: February 2013

Auf der Suche nach einer Erklärung für die Hochtemperatur‐Supraleitung rücken die Phononen wieder ins Zentrum des wissenschaftlichen Interesses. Die bislang genaueste Bestimmung einer Bandlücke in YBa2Cu3O7‐δ, basiert auf Raman‐Streuexperimenten, mit denen eindeutig nachgewiesen wurde, daß die gepaarten Elektronen mit den Gitterschwingungen des Supraleiters wechselwirken. Ferner zeigen wir, daß sich die Bandlücke durch Dotierung mit Gold wesentlich verändert. Was jedoch letztlich die Ursache der Paarung der Elektronen ist, bleibt weiterhin ein Rätsel.
Stellungnahme zu Strukturfragen im Fach Physik an den Universitäten und Wissenschaftlichen Hochschulen der neuen Bundesländer
Authors: Mayer‐Kuckuk T.
Published: February 2013

Die Deutsche Physikalische Gesellschaft hat es stets als ihre Aufgabe angesehen, aus fachlicher, bildungs‐ und gesellschaftspolitischer Sicht zu Fragen der physikalischen Forschung und Lehre Stellung zu nehmen. Gegenwärtig liegt an den Fakultäten und Fachbereichen Physik der Universitäten und Wissenschaftlichen Hochschulen in den neuen Bundesländern eine besonders schwierige Situation vor, die eine weitgehende Neustrukturierung erfordert. Die Gesellschaft sieht sich daher herausgefordert, eine Stellungnahme zu den Zielen einer Strukturverbesserung in Forschung und Lehre sowie zu Änderungen der Personalstruktur vorzulegen. Die Empfehlungen sind unter dem Gesichtspunkt ausgewogener physikalischer Forschung und Lehre sowie unter Vorgabe internationaler Maßstäbe erarbeitet worden.
Sagnac‐Effekt mit Atomstrahlen
Authors: Riehle F. , Kisters Th. , Witte A. , Helmcke J.
Published: February 2013

Ein Kalziumatomstrahl, der nacheinander durch vier kohärente Laserwellenfelder läuft, zeigt bei der Drehung der Atomstrahlapparatur eine Frequenzverschiebung seines Absorptionsspektrums. Diese von der Rotationsgeschwindigkeit abhängige Frequenzverschiebung kann als Sagnac‐Effekt in einem Materiewelleninterferometer gedeutet werden, der damit erstmals an Atomen nachgewiesen wurde.
Stochastische Resonanz: Ein neues Verfahren, schwache verrauschte Signale zu verstärken
Authors: Jung P. , Hänggi P.
Published: February 2013

Dieser Artikel berichtet über einen kürzlich entdeckten, technisch sehr nützlichen Effekt: Mit ihm wird es möglich, schwache Signale bei Anwesenheit von Fluktuationen zu verstärken, indem ein Teil der Leistung des Rauschhintergrunds auf das Signal übertragen wird. Verbunden damit ist das paradox erscheinende Resultat, daß durch Vergrößerung der Fluktuationen eine Verbesserung des Signal‐Rausch‐Verhältnisses erreicht werden kann!
Geordnete Ionenstrukturen in einem Quadrupol‐Speicherring
Authors: Birkl G. , Kassner S. , Walther H.
Published: February 2013

Durch Laserkühlung ist es heute möglich, gespeicherte Ionen auf Temperaturen im Millikelvin‐Bereich und darunter zu kühlen. Dies ermöglicht neue Experimente an geordneten, stark gekoppelten Ionenstrukturen. In diesem Beitrag wird über Versuche mit einem Quadrupol‐Speicherring von 115 mm Durchmesser berichtet, in dem geordnete Strukturen aus lasergekühlten Mg+‐Ionen erzeugt werden können. Bei zunehmender Ionendichte wurden zunächst eine lineare Ionenkette, dann eine Zickzack‐Struktur und schließlich Helizes beobachtet. Eine weitere Erhöhung der Ionendichte führt zu mehrfachen konzentrischen Schalen. Die beobachteten Strukturen ähneln denen, die man auch bei der Kühlung in Hochenergie‐Speicherringen erwartet.
Spektakuläre erste Ergebnisse vom Compton‐Observatorium GRO
Authors: Schönfelder V.
Published: February 2013

Seit dem Start des Gammastrahlen‐Observatoriums GRO der NASA, das jetzt den Namen Compton‐Observatorium erhalten hat, gibt es in der Gammaastronomie eine Reihe aufregender neuer Ergebnisse: Es wurden neue Gamma‐Pulsare entdeckt; man fand zahlreiche Quasare und Blasare, deren Gammaemission sich bis in den GeV‐Bereich und darüber hinaus erstreckt und deren Leuchtkraftmaximum im Gammabereich liegt; es wurde das erste großräumige Bild der Milchstraße im Lichte der 1,8‐MeV‐Linie von radioaktivem 26Al erzeugt, aus dem hervorgeht, daß die Linienemission nicht nur im Bereich des galaktischen Zentrums, sondern mit vergleichbarer Intensität auch in anderen Gegenden stattfindet; schließlich hat die von GRO gemessene Verteilung der Gamma‐Burst‐Quellen am Himmel den Neutronenstern‐Ursprung für diese Objekte in Frage gestellt: Der Ursprung der kosmischen Gammaausbrüche ist rätselhafter denn je.
Fünfzig Jahre polarisierte Elektronen — Wege und Irrwege
Authors: Keßler J.
Published: February 2013

Experimente mit spinpolarisierten Elektronen erstrecken sich heute auf alle größeren Gebiete der Physik. Der Weg dahin war mühsam. Erst nach fünfzehn Jahren vergeblicher Versuche vieler Experimentatoren gelang es 1942, polarisierte Elektronen zu erzeugen und nachzuweisen. Auch der Weg zu den heute etablierten Techniken des Experimentierens mit polarisierten Elektronen war keineswegs geradlinig. Der folgende Beitrag schildert einige der Anfangsprobleme und gibt Beispiele für die neuen Möglichkeiten, die Untersuchungen mit polarisierten Elektronen eröffnet haben.
Von molekularen Modellen zu komplexen Strömungen
Authors: Laso M. L. , Öttinger H. C.
Published: February 2013

Schon seit Jahrzehnten verfolgen Ingenieure das Ziel, bei der Berechnung von Strömungen molekulare Modelle komplexer Flüssigkeiten einzusetzen. Mit der hier vorgestellten CONNFFESSIT‐Methode läßt sich dieses Ziel auf direktem Weg erreichen, und gleichzeitig eröffnet diese Methode eine Fülle vielversprechender neuer Möglichkeiten. Bei CONNFFESSIT gehen Ergebnisse aus Simulationen der molekularen Dynamik einer Flüssigkeit unmittelbar in die gleichzeitig durchgeführte Strömungsberechnung ein.
Physik an Proton‐Speicherringen und e+e−‐Linearkollidern
Authors: Zerwas P.
Published: February 2013

Die fundamentalen Fragen, die aus dem überwältigenden Erfolg des Standardmodells der Teilchenphysik resultieren, wie auch die gegenwärtig indirekten Hinweise auf die Physik jenseits dieses Modells zeigen an, daß der Bau von neuen Beschleunigeranlagen, den Proton‐Kollidern LHC/SSC und einem dazu komplementären e+e−‐Linearkollider, physikalisch notwendig und sinnvoll ist. Diese Experimentieranlagen, die an den gegenwärtigen Grenzen physikalischer Erkenntnismöglichkeit operieren, können entscheidende Beiträge auf dem Weg zu einer umfassenden Theorie der Materie leisten.
Wie schnell fällt das Antiproton?
Authors: Holzscheiter M. H.
Published: February 2013

Ziel des Experiments PS 200 am LEAR beim CERN ist, die Gravitationskonstante für Antiprotonen mit derjenigen für Protonen zu vergleichen. Hierdurch sollen Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie überprüft und der Einfluß einer Quantengravitationskraft untersucht werden. Im folgenden wird der Stand dieses Experiments beschrieben.
Mikrogravitation im freien Fall: Der Bremer Fallturm — ein Labor für die Forschung unter Schwerelosigkeit
Authors: Dittus H. , Rath H. J.
Published: February 2013

Das Funktionsprinzip von Falltüren ist die Kompensation der Schwerkraft durch die Trägheit. Falltürme erlauben es, Kurzzeitexperimente unter Schwerelosigkeit extrem kostengünstig durchzuführen und sind somit Einrichtungen, die die bestehenden oder geplanten orbitalen Laboranlagen für die Mikrogravitationsforschung ergänzen. Mit dem Fallturm Bremen wurde im September 1990 in Europa die erste Anlage dieser Art in Betrieb genommen. Inzwischen ist die internationale Nachfrage sehr groß.
STEP: Test des Äquivalenzprinzips im Weltraum
Authors: Blaser J. P.
Published: February 2013

Bis zu den Fallversuchen von Galilei, welche zeigten, daß die Fallgeschwindigkeit für alle Körper praktisch gleich ist, erschien es als selbstverständlich, daß schwere Körper schneller fallen müßten, als leichte. Newton unterschied dann erstmals klar die „Menge Materie”︁, d. h. die Masse, von der „Gewichtskraft”︁ und testete mit Pendelversuchen ihre Gleichheit auf besser als ein Prozent. Neu wurde die Frage dann Ende des letzten Jahrhunderts durch Eötvös, der in seinen berühmten Experimenten mit Drehwaagen zeigte, daß träge und schwere Masse auf 10−8 genau übereinstimmen. Heute ist diese Frage der Äquivalenz wieder sehr aktuell geworden und soll im Weltraumexperiment STEP (Satellite Test of Equivalence Principle) mit den neuen Supraleitungstechniken weitergetrieben werden.
Forschungsszene: BESSY II — Licht für die Forschung
Authors: Lahmer W.
Published: February 2013

Im Juli letzten Jahres hat das Bundesministerium für Forschung und Technologie zusammen mit dem Land Berlin dem Bau von BESSY II zugestimmt. Die mit modernster Technologie ausgestattete Hochbrillanz‐Synchrotronstrahlungsquelle der 3. Generation wird auf dem Gelände der ehemaligen Akademie der Wissenschaften in Berlin‐Adlershof errichtet werden und voraussichtlich Anfang 1998 ihren Betrieb aufnehmen. Der Bau der Anlage setzt nicht nur ein forschungspolitisch wichtiges Zeichen für die Forschung in Berlin, im vereinten Deutschland und für Osteuropa. Als bedeutendes Werkzeug für die Grundlagen‐ und anwendungsorientierte Forschung dürfte sich BESSY II im Umfeld von Hochschulinstituten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen auch zu einem wertvollen Kristallisationskeim im geplanten Technologiepark Adlershof entwickeln. Über die wissenschaftliche und politische Bedeutung des Großprojekts sprach W. Lahmer mit dem wissenschaftlichen Projektleiter von BESSY II, Prof. Wolfgang Gudat.
Magnetismus und Supraleitung: Konkurrenz, Koexistenz, Kooperation?
Authors: Steglich F.
Published: February 2013

Seit ihrer Entdeckung im Jahre 1979 üben die sog. Schwere‐Fermionen‐Supraleiter eine anhaltende Faszination auf die Festkörperphysiker aus. Bis heute ist es aber nicht gelungen, eine allseits akzeptierte mikroskopische Theorie dieser Systeme zu formulieren. Dies liegt u. a. daran, daß in den letzten Jahren zahlreiche neue Entdeckungen hinzugekommen sind. Von einem Verständnis der Schwere‐Fermionen‐Systeme erhofft man sich auch Rückschlüsse auf die Erklärung der Hochtemperatur‐Supraleitung.
Was ist ein Teilchen?: Bedeutungen eines fundamentalen physikalischen Konzepts
Authors: Falkenburg B.
Published: February 2013

„Wenn man die Erkenntnisse der heutigen Teilchenphysik mit irgendeiner früheren Philosophie vergleichen will, so könnte es nur die Philosophie Platos sein; denn die Teilchen der heutigen Physik sind Darstellungen von Symmetriegruppen, so lehrt es die Quantentheorie, und sie gleichen insofern den Körpern der platonischen Lehre”︁ [1] — so schrieb Heisenberg 1975. Das heutige Standardmodell der Elementarteilchen, dem er sehr kritisch gegenüberstand, hatte damals schon schlagende Erfolge: das punktförmige Streuverhalten von Nukleonen bei tief‐inelastischer Elektronenstreuung (1968); der Nachweis der neutralen schwachen Ströme (1973); und die Entdeckung der J/Ψ‐Resonanz (1974), die auf das „charm”︁‐Quark hindeutete [2]. Mit diesem Modell ist aber niemand glücklich, denn es enthält je nach Zählung mindestens 18 freie Parameter — Kopplungskonstanten, Massenwerte, Mischungswinkel für Quark‐Superpositionen. Die gegenwärtige Suche nach neuen Teilchen, die zur Physik „jenseits des Standardmodells”︁ führen, und die historische Distanz zu Heisenbergs Kritik am Quark‐Modell legen es nahe, erneut danach zu fragen, was ein Teilchen ist. Traditionellerweise verstand man unter Teilchen so etwas wie materielle Substanzen im Kleinen. Die Quantentheorie steckt jedoch gerade im Hinblick auf den Substanzbegriff voller philosophischer Probleme. Meine Sicht des Teilchenkonzepts orientiert sich darum vorrangig an den experimentellen Methoden der Teilchenphysik; und sie führt eher zu Kantischen Einsichten in die Vorläufigkeit aller Teilchenmodelle als zu Platos Ideenlehre.