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Heisenberg und Dirac: Die Bedeutung des Schönen in der Naturwissenschaft
Authors: Smorodinski Yakov A.
Published: February 2013

Am 16. Oktober 1992 verstarb Yakov A. Smorodinski, der zu den führenden Theoretikern der Kernphysik zählte. Besonders fasziniert hat Smorodinski stets die Ästhetik des Schönen in der Naturwissenschaft. Diesem Thema war auch sein Vortrag auf der Leipziger Heisenberg‐Tagung im Dezember 1991 gewidmet, in dem er der Frage nachgeht, welchen Stellenwert Heisenberg und Dirac der „Schönheit”︁ in der Physik einräumten. Mit freundlicher Genehmigung des Verlags ist im folgenden Smorodinskis Beitrag aus dem dieser Tage erschienen Konferenzband

„Werner Heisenberg als Physiker und Philosoph”︁, Konferenzband Leipzig 1991, herausgegeben von B. Geyer, H. Herwig u. H. Rechenberg. Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 1993.

wiedergegeben.
Großflächige Leuchtdioden aus Polymeren?: Ein vergleichender Bericht über den aktuellen Stand der Elektrolumineszenz‐Forschung mit verschiedenen Materialien
Authors: Leising G.
Published: February 2013

In allen Bereichen der Technik und der Unterhaltungselektronik spielen optische Anzeigen und Bildschirme eine immer größere Rolle. Die Einführung von High‐Definition Fernsehen (HDTV) verlangt nach farbigen Bildschirmen mit hoher Auflösung. Da die neuen Computer‐ und Programmgenerationen immer häufiger auf eine Bild‐Benutzeroberfläche ausgelegt sind, gibt es auch in diesem Bereich eine große Nachfrage nach hochauflösenden farbigen Bildschirmen. Neben hoher Auflösung und naturgetreuer Farbwiedergabe spielen vor allem der Preis, das Gewicht, der Bedarf an elektrischer Leistung und die Lebensdauer eine entscheidende Rolle. Die neuen Bildschirme oder Anzeigeeinheiten sollen vor allem flach sein und wenig Leistung konsumieren, da sie für den Einsatz sowohl in portablen industriellen Einheiten (Computer, Lap‐Tops, Steuer‐ und Kontrollsysteme, Umweltanalytik u.v.a.m.), in der Kommunikationstechnik (Bildtelefon) als auch in portablen Fernsehgeräten und großflächigen Heimfernsehgeräten geplant sind. Aktive Leuchtelemente, basierend auf dem Effekt der Elektrolumineszenz, könnten in naher Zukunft in diesem Bereich zur Anwendung kommen.
Qualität der Physikausbildung sicherstellen!/Aus den Fehlern bei SSC und LHC gelernt?/Wissenschaftsrat empfiehlt Ausbau der Augsburger Physik/DPG hat jetzt 25000 Mitglieder/MPI für Physik komplexer Systeme kommt nach Dresden/Höchste Priorität für medizinische Forschung und Umweltforschung/Bald mehr Drittmittel als Grundmittel?/AUSTRON — von der Idee zur Machbarkeitsstudie/Variationen des Chaos/PIAFE — Experimente mit beschleunigten Spaltfragmenten/Quecksilberhaltige Kuprate — die neuen Stars unter den Supraleitern?/Einjährige Rechnung auf einem Parallelcomputer bestätigt QCD/Notizen
Authors: Ulbig S. , Von Egidy T. , Bleyer U. , Daab P. , Tschudi T. , Vollrath W.
Published: February 2013

Die folgende Resolution wurde auf der KFP‐Sitzung am 1./2. Juni in Bad Honnef erarbeitet und an alle Wissenschaftsminister sowie an die Kultusministerkonferenz und die Hochschulrektorenkonferenz verschickt.
Rauscharmes Licht: „Makroskopische”︁ Quantenphänomene in einem dissipativen System
Authors: Rempe G.
Published: February 2013

Rauscharmes Licht sorgt immer wieder für Überraschungen. So hat man kürzlich gefunden, daß Atome in einem kleinen optischen Resonator höchster Güte die Intensitätsfluktuationen eines Laserlichtstrahles glätten können. Beachtlich ist, daß dieses Phänomen in einem dissipativen System auftritt und von der Atomzahl unabhängig ist. Damit kann zum Beispiel die Frage, wie Quantenfluktuationen mit der Größe des Systems skalieren, experimentell untersucht werden. Die Effekte lassen sich mit dem Konzept der Interferenz von Wahrscheinlichkeitsamplituden und der Zustandsreduktion verstehen.
Wechselwirkung „zwischen den zwei Kulturen”︁: Zur Rolle der Naturwissenschaft in der (post‐?) modernen Gesellschaft
Authors: Weidlich W.
Published: February 2013

Nach einer längeren quasistationären Phase befinden wir uns seit dem Zusammenbruch des Kommunismus und der Wiedervereinigung in einem sozio‐ökonomischen Phasenübergang größerer Ordnung. Physiker und andere Naturwissenschaftler wissen durch Vergleich mit Beispielen aus ihrem Gebiet, daß bei solchen Nichtgleichgewichts‐Phasen‐übergängen mehr dynamisch wechselwirkende Variable zu berücksichtigen sind als im Gleichgewicht. Daher sind sie auch nicht verwundert, wenn sie es nun mit neuen, plötzlich dynamisierten Variablen zu tun haben, etwa mit der Umstrukturierung der Wirtschafts‐ und Wissenschaftslandschaft in den neuen Ländern oder dem — hoffentlich transienten — Geldmangel des Staates. Es gibt aber auch tieferliegende Probleme, verknüpft mit den eher langsam veränderlichen gesellschaftlichen Ordnungsparametern, die anläßlich des großen Phasenübergangs in unseren Blick geraten sollten. Sie betreffen die Selbsteinschätzung und Außenbewertung der Naturwissenschaft in der Gesellschaft. Um eine solche Rollenüberprüfung und ‐Zuweisung nicht allzu oberflächlich und situationsbezogen werden zu lassen, lohnt sich ein Strukturvergleich der Evolution im ganzen mit der menschlichen Zivilisation und Kultur als Teil und zugleich komplexer Emergente der Evolution.
Das Fusionsexperiment WENDELSTEIN 7‐X
Authors: Grieger G. , Milch I.
Published: February 2013

Ein neues Fusionsexperiment vom Typ Stellarator, WENDELSTEIN 7‐X, wird gegenwärtig am Max‐Planck‐Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching bei München geplant und vorbereitet. Es hat die Aufgabe, die Reaktoreignung des Stellarator‐Konzepts zu zeigen. Die wissenschaftliche Begutachtung im Rahmen des europäischen Fusionsprogrammes haben die Vorschläge inzwischen erfolgreich bestanden. Damit können die Planungen unter teilweiser europäischer Finanzierung weitergeführt werden. Vor Baubeginn ist eine zweite Begutachtung auf europäischer Ebene zu durchlaufen und die Genehmigung der deutschen Geldgeber einzuholen. Die vorläufige Kostenschätzung von 1989 geht von etwa 350 Millionen DM aus.
Quantenmechanische Phasenmessung
Authors: Paul H.
Published: February 2013

Die Phase eines monochromatischen Strahlungsfeldes zu messen, zählt zu den delikatesten Problemen der Quantenmechanik. Im folgenden werden die bis heute bekannten realistischen Verfahren zur Messung der Phase eines mikroskopischen monochromatischen Strahlungsfeldes geschildert. Überraschenderweise erweist sich deren Grundprinzip als das gleiche: Man mißt auf Kosten der Genauigkeit ein Paar kanonisch konjugierter Variabler (ähnlich Ort und Impuls). Aus der so erhaltenen Verteilungsfunktion ergibt sich dann speziell die Phasenverteilung durch Mittelung über die Feldamplitude.
50 Jahre Physikalische Blätter
Authors: Dreisigacker E. , Rechenberg H.
Published: February 2013

Im Kriegsjahr 1944 startete Professor Ernst Brüche das „Experiment Physikalische Blätter”︁. Das erste Heft – eine Doppelnummer Januar‐Februar – lag plangemäß zum Jahresbeginn 1944 zum Versand an einige hundert ausgewählte Empfänger bereit, als ein Luftangriff die komplette Auflage vernichtete. So erschien die erste Ausgabe der Zeitschrift tatsächlich erst im Mai 1944. Im Jahr 1945 kamen lediglich zwei Hefte zustande, die auch nur in wenigen Einzelexemplaren ausgegeben wurden. Dieser Jahrgang wird daher nicht mitgezählt. – Im folgenden soll an einige charakteristische Stationen der nunmehr 50jährigen Geschichte der „Blätter”︁ erinnert werden, unterstützt durch Bilder, Illustrationen und Erinnerungen von Wegbegleitern. Dazu wurde die Periode in zwei Abschnitte eingeteilt, deren erster die Zeit von 1944 bis 1972 und zweiter die Jahre ab 1973 behandelt. Stil und Inhalt der beiden Abschnitte – für den ersten ist H. Rechenberg, für den zweiten E. Dreisigacker verantwortlich – unterscheiden sich durchaus und mit Absicht: Die Jahre, in denen der Gründer Ernst Brüche die Geschicke leitete, stellen eine abgeschlossene Periode dar, die der Geschichtsschreibung im Prinzip zugänglich ist (daher das Imperfekt in der Darstellung); dagegen dauert die Periode nach Brüche noch heute an (und ihre Beschreibung wird im Präsens gehalten). Auch wird der erste Zeitabschnitt sozusagen von außen her betrachtet, aus der Sicht eines langjährigen Beraters, der zweite aus dem Blickwinkel und mit dem internen Wissen des arbeitenden Redakteurs. Die Autoren danken einer Reihe von früheren Beratern und Kuratoren sowie Herrn Karl Kromphardt für wertvolle Hinweise und Mitteilungen und wünschen den geschätzten Leserinnen und Lesern recht guten Appetit beim hier aufbereiteten Menü.
Neue Entwicklungen in der Atomoptik
Authors: Pfau T. , Mlynek J.
Published: February 2013

Klassische refraktive Optik beschäftigt sich mit der Beeinflussung von Lichtstrahlen mit Hilfe von dielektrischer Materie. In der refraktiven Atomoptik werden „dielektrische”︁ Atomstrahlen mit Hilfe von Lichtfeldern fokussiert, reflektiert und kohärent geteilt. Mit Hilfe dieser atomoptischen Elemente lassen sich optische Systeme realisieren, die vielfältige Anwendung finden können, beispielsweise als hochempfindliche interferometrische Präzisionsmeßgeräte, in der Atomlithographie oder in Grundlagenexperimenten der Quantenmechanik.
Komplexitätsanalyse in der Kardiologie: Fahndung nach Frühzeichen des Plötzlichen Herztodes
Authors: Morfill G. E. , Schmidt G.
Published: February 2013

Die Variabilität der Herzfrequenz ist Ausdruck der Komplexität des nichtlinear‐dynamischen Systems Herz. Einer Arbeitsgruppe aus Astrophysikern und Kardiologen ist es jetzt gelungen, ein quantitatives Maß für diese Komplexität zu formulieren, mit dem sich aus den EKG‐Messungen das Risiko für Plötzlichen Herztod zuverlässiger indizieren läßt, als das mit den gängigen Verfahren bisher möglich war.
Nähern wir uns einem Verständnis der Hochtemperatur‐Supraleitung?: Das Van‐Hove‐Szenarium bei den oxidischen Hochtemperatur‐Supraleitern
Authors: Huebener R. P. , Tsuei C. C. , Newns D. M.
Published: February 2013

Auch sieben Jahre nach der Entdeckung der oxidischen Hochtemperatur‐Supraleiter (HTSL) durch Müller und Bednorz ist der Wettbewerb der Theorien zur Beschreibung der HTSL noch offen. Die Anzeichen mehren sich, daß das sogenannte Van‐Hove‐Szenarium ein wichtiger Kandidat in diesem Wettstreit ist.
Supraleitende Fullerene: Eine kurze Zwischenbilanz drei Jahre nach ihrer Entdeckung
Authors: Lüders K.
Published: February 2013

Die Entdeckung der Supraleitung in dotierten Fullerenen (C60‐Verbindungen) mit überraschend hohen Übergangstemperaturen von mehr als 30 K hat die Forschungsarbeiten an dieser neuen Substanzklasse von Beginn an wesentlich stimuliert. Nach der ersten Veröffentlichung im April 1991 (Hebard et al., Nature 350 (1991) 600) überschlugen sich die Meldungen über immer höhere Übergangstemperaturen, wobei es zeitweise schwierig war, zwischen Gerüchten und wahren Mitteilungen zu unterscheiden. Inzwischen sind aber viele sorgfältige Untersuchungen mit zunehmender Reproduzierbarkeit durchgeführt worden, so daß eine Zwischenbilanz sinnvoll erscheint.
Einzelladungsphänomene in metallischen Nanostrukturen
Authors: Grabert H. , Devoret M. H.
Published: February 2013

Macht es einen Unterschied ob ein kleines Metallstück 7.536.582.976 oder 7.536.582.977 Elektronen enthält? Tatsächlich kann man für kleine Metallinseln im supraleitenden Zustand feststellen, ob die Gesamtzahl der Elektronen gerade oder ungerade ist. Es ist die Ladung des ungepaarten Elektrons, die zu makroskopisch beobachtbaren Effekten führt. Einzelladungsphänomene, die auch in nanostrukturierten normalleitenden Metall‐filmen auftreten, sind potentiell von technischem Interesse — auf jeden Fall jedoch ein sich rasch entwickelndes Gebiet, in dem Grundlagen‐ und angewandte Forschung eng zusammenwirken. Dieser Artikel vermittelt eine Vorstellung, warum Einzelladungsphänomene so interessant sind.
Energieabfuhr im Fusionsplasma durch „kalten Strahlungsgürtel”︁
Authors: Samm U.
Published: February 2013

Eines der Hauptprobleme auf dem Weg zur kontrollierten Kernfusion ist die Abführung der Energie in einem Fusionsplasma. Es können lokal außerordentlich hohe Leistungsdichten entstehen, die in einem stationären Betrieb nicht tolerierbar sind. Eine Methode, hier Abhilfe zu schaffen, ist der sogenannte kalte Strahlungsgürtel. Dieses Konzept besteht darin, die Energie des Plasmas über die Linienstrahlung von gezielt eingebrachten Verunreinigungen auf die gesamte Plasmagefäßwand zu transportieren. Zwar ist diese Idee nicht neu, aber erst in jüngster Zeit gelang in Experimenten am Tokamak‐Fusionsreaktor TEXTOR des Forschungszentrums Jülich der Nachweis, daß kalte Strahlungsgürtel machbar sind.
Brauchen wir einen neuen Mechanismus zur Erklärung der Hoch‐Tc‐Supraleitung?
Authors: Klein N.
Published: February 2013

Kann die Supraleitung in den oxydischen Hochtemperatur‐Supraleitern wie bei den konventionellen Supraleitern durch die Wechselwirkung der Ladungsträger mit Phononen erklärt werden? Oder führt eine Wechselwirkung mit Spinfluktuationen zur Supraleitung? Diese beiden möglichen Mechanismen bewirken unterschiedliche quantenmechanische Zustände der Ladungsträgerpaare. Die Messung der Absorption von Mikrowellen bringt neue Einsichten in die Frage nach dem Paarzustand.
Persönliches: Peter Kapitza zum 100. Geburtstag
Authors: Kozhevnikov A.
Published: February 2013

Vor zehn Jahren starb Peter (Pjotr Leonidovich) Kapitza, einer der bedeutendsten Physiker der Sowjetunion, und zugleich jährt sich sein Geburtstag zum hundertsten Mal. Als Wissenschaftler bewegte sich Kapitza in der Stalin‐Zeit auf einer schwierigen Linie des Kompromisses mit der politischen Gewalt im Lande, was ihm aber die Freiheit sicherte, konstruktive Arbeit zu leisten. Auf Anregung der Redaktion würdigt A. Kozhevnikov, ein junger Physikhistoriker aus Moskau, der sich seit Jahren mit der Aufarbeitung der Physikgeschichte der Sowjetunion zwischen den beiden Weltkriegen beschäftigt, Kapitza im Licht der inzwischen zugänglichen neuen Quellen. Damit klärt sich unser Bild von dem berühmten russischen Physik‐Nobelpreisträger des Jahres 1978. (E. D.)
Von kurzen zu ultrakurzen Laserimpulsen
Authors: Kaiser W.
Published: February 2013

Die Entwicklung ultrakurzer Lichtimpulse ermöglicht heute Experimente mit einer Zeitauflösung bis 10−14 sec. Drei Beispiele aus Physik, Chemie und Biologie sollen auf die vielfältigen Möglichkeiten hinweisen.
PHÄNOMENTA — durch Physik Denken lernen?
Authors: Fiesser L.
Published: February 2013

Auf der Empore des Audimax der Universität Hamburg präsentierten Lutz Fiesser und seine Mitarbeiter während der ganzen Tagungswoche der 58. Physikertagung in Hamburg eine eindrucksvolle Auswahl von „Experimenten zum Anfassen”︁. Kaum ein Tagungsteilnehmer ließ sich die Gelegenheit entgehen, dieses Erfahrungsfeld mit dem Namen PHÄNOMENTA kennenzulernen. Getragen von der Erkenntnis, daß Physik für die kognitive Entwicklung des einzelnen Menschen die gleiche bedeutende Rolle spielt, die sie bei der Entwicklung europäischer Kultur allgemein gespielt hat, hoffen die Initiatoren auf breite Unterstützung beim weiteren Ausbau des PHÄNOMENTA‐Konzepts. Im folgenden berichtet der Begründer der PHÄNOMENTA, Prof. Lutz Fiesser, über Hintergrund und Ziele der Initiative.
Hochauflösende Molekülspektroskopie mit neuen Methoden
Authors: Demtröder W. , Du M. , Eckel H. A. , Habib A. , Krämer H.‐G. , Manohar K. G.
Published: February 2013

Durch die Kombination von hochauflösender Laserspektroskopie in kalten Molekularstrahlen, isotopen‐selektiver Massenspektroskopie, optischen Doppelresonanzverfahren und Zeeman‐Spektroskopie gelingt es in vielen Fällen, selbst sehr komplexe Molekülspektren zu analysieren und die Kopplungen zwischen verschiedenen angeregten Zuständen eines Moleküls genau zu studieren. Diese Methoden sind in mancher Hinsicht komplementär zu zeitauflösenden Verfahren und geben, mit diesen zusammen, interessante Information über Struktur und Dynamik angeregter Moleküle.
Kernferromagnetismus von 115In in AuIn2: Erste Beobachtung eines kernferromagnetischen Phasenübergangs in einem Metall im thermodynamischen Gleichgewicht
Authors: Herrmannsdörfer T. , Pobell F. , Smeibidl P.
Published: February 2013

Da kernmagnetische Momente etwa drei Größenordnungen kleiner sind als elektronische magnetische Momente, liegen die kritischen Temperaturen für spontane kernmagnetische Ordnung extrem niedrig. Einen besonders günstigen Fall stellen die großen magnetischen Kernmomente von Indium dar, für die man einen kernmagnetischen Phasenübergang schon bei etwa 10 μK erwartet. Wir haben kürzlich in Messungen der kernmagnetischen Resonanz, der Kernmagnetisierung und der kernspezifischen Wärme von 115In in der intermetallischen Verbindung AuIn2 einen kernferromagnetischen Phasenübergang bei Tc = 35 μK beobachtet. Interessante zukünftige Aspekte des sich neu entwickelnden Gebietes des Kernmagnetismus sind das Wechselspiel zwischen Kernmagnetismus und Supraleitung sowie die Möglichkeit, alleine durch „Isotopenverdünnung”︁ Kernspingläser zu untersuchen und in Metallhydriden und ‐deuteriden große Isotopieeinflüsse auf magnetische Wechselwirkungen zu studieren.
Statistiken zum Physikstudium in Deutschland 1994
Authors: Reineker P.
Published: February 2013

Wie in den vergangenen Jahren hat die Konferenz der Fachbereiche Physik (KFP) auch in diesem Jahr Daten zum Physikstudium erhoben. Im einzelnen wurde die Entwicklung der Anfängerzahlen, die Zahl der abgeschlossenen Vordiplome, Diplome und Promotionen und die Studiendauern bis zum Diplom ermittelt. Die Zahl der Studienanfänger ist im Studienjahr 1993/94 erneut zurückgegangen auf nunmehr 6938. Das ist ein Rückgang um knapp 5% im Vergleich zu 1992/93 und um etwa 30% gegenüber 1990/91, dem Zeitraum mit der höchsten Anfängerzahl. Die Zahl der Absolventen ist weiter gestiegen. In den nächsten drei Jahren wird man von etwa 4000 Absolventen ausgehen müssen. Erfreulich ist, daß sich die mittlere Studiendauer bis zum Diplom weiter verringert. Der über die 3399 Absolventen (ohne DI‐Studiengänge) in den alten Bundesländern gemittelte Medianwert liegt mit 12,3 Semestern um 0,2 Semester unter dem Wert des Vorjahres.
Sechzig Jahre Fermi‐Theorie des Beta‐Zerfalls
Authors: Stech B. , Winter K.
Published: February 2013

Im Januar 1934 veröffentlichte Enrico Fermi in der Zeitschrift für Physik eine quantitative Theorie des bis dahin unverstandenen Beta‐Zerfalls der Atomkerne. Diese Arbeit war eine Pioniertat von größter Bedeutung. Sie legte den Grundstein zum Verständnis der Schwachen Wechselwirkung, deren weitere Untersuchung zu fundamentalen Entdeckungen über die Eigenschaften der Elementarteilchen und der zwischen ihnen wirkenden Kräfte führte. In der Tat brachten sowohl die weitere Aufklärung der Schwachen Wechselwirkung wie auch deren Nutzung als Instrument zur Untersuchung der Kerne und Elementarteilchen die wichtigsten Informationen über die grundlegenden Symmetrien und Eigenschaften, die dem heute vielfach bewährten Standardmodell der Teilchenphysik zugrunde liegen.
Exotische Kerne: Neue Beiträge der Laserspektroskopie
Authors: Backe H. , Bonn J. , Huber G. , Neugart R.
Published: February 2013

Mit Laserspektroskopie in atomaren Übergängen lassen sich auch bei geringsten Probenmengen wichtige statische Kerneigenschaften wie Spin, magnetisches Moment, Quadrupoldeformation und Änderung der elektrischen Ladungsverteilung bestimmen. Ein umfangreiches Untersuchungsprogramm dieser Kerneigenschaften aus der Hyperfeinstruktur und Isotopieverschiebung von kurzlebigen, radioaktiven Isotopen wurde von E. W. Otten vor mehr als 20 Jahren initiiert und maßgeblich gestaltet. Die wichtigsten Ergebnisse sind in einem Übersichtsartikel [1] dargestellt. Kürzlich wurden sehr exotische Kernzustände mit ganz unterschiedlichen Methoden der Laserspektroskopie untersucht.
Späte Ehrung für zwei Pioniere der Neutronenstreuung
Authors: Suck J.‐B. , Scherm R.
Published: February 2013

Der Nobelpreis für Physik wurde in diesem Jahr dem US‐Amerikaner Clifford Glenwood Shull vom Massachusetts Institute of Technology (MIT, Cambridge) und dem Kanadier Bertram Nevil Brockhouse von der McMaster University (Hamilton, Ontario) für ihre bahnbrechenden Leistungen bei der Entwicklung der Neutronenstreuung und die hiermit erarbeiteten Beiträge zur Untersuchung kondensierter Materie zugesprochen. Damit werden Pionierarbeiten auf dem Gebiet der Streuung thermischer Neutronen geehrt, einer Sonde, die sich im Laufe der vergangenen fast 50 Jahre zu der vielleicht wichtigsten bei der Erforschung der atomaren und vor allem der magnetischen Struktur und der atomaren Dynamik in der Physik, Materialforschung, Chemie und Biologie entwickelt hat.
Organische Supraleiter: Chemische Physik
Authors: Dressel M. , Schweitzer D. , Keller H. J.
Published: February 2013

Vor fünfzehn Jahren wurde erstmals Supraleitung in einem organischen Festkörper — dem quasi‐eindimensionalen Leiter (TMTSF)2PF6‐ nachgewiesen. Zehn Jahre ist es her, daß in ß‐(BEDT‐TTF)2I3 Supraleitung bei Normaldruck gefunden wurde, und diese Klasse der zweidimensionalen organischen Metalle mit dem Donor BEDT‐TTF erreicht heute eine Sprungtemperatur von 13 K. Was haben wir in diesen Jahren gelernt? Wo steht die Forschung auf dem Gebiet der organischen Metalle heute?
Persönliches: Wolfgang Paul zum Gedenken
Authors: Brix P.
Published: February 2013

Vor einem Jahr starb Wolfgang Paul. Zwei Monate vor seinem Tod führten H. Rollnik, G. Knop und E. Dreisigacker mit ihm ein langes Gespräch über den Wiederaufbau der Physik in der Nachkriegszeit. Mit W. Pauls Hilfe, die er bereitwillig anbot, sollte aus dem Tonbandprotokoll ein Beitrag für die Physikalischen Blätter werden, der Physikgeschichte aus erster Hand vermittelt hätte — so der Plan. Vor diesem Hintergrund ist die Redaktion Herrn Professor Peter Brix zu großem Dank verpflichtet, daß er seine Gedenkrede auf Wolfgang Paul, gehalten am 16. Juni 1994 im Großen Hörsaal des Physikalischen Instituts in Bonn, zum Abdruck zur Verfügung gestellt hat. Darin wird nicht nur der Mensch Wolfgang Paul in lebendige Erinnerung gebracht, sondern auch jene Zeit geschildert — von einem Freund und Weggefährten Pauls ‐, an die sich der Verstorbene so gern erinnert hat. Für die Ausarbeitung der Rede hat Herr Brix mit Gewinn auf das erwähnte Tonbandprotokoll zurückgegriffen. (E. D.)
Display‐Technik: Was kommt nach der Kathodenstrahlröhre?
Authors: Sietmann R.
Published: February 2013

Nicht, daß sie schon ausgedient hätte, doch intensive Forschung hat eine breite Palette alternativer Technologien hervorgebracht, die auf längere Sicht die sperrigen Kathodenstrahlröhren vom Markt verdrängen können.
Amplitudengesteuerte Beugungsgitter für die Großbildprojektion
Authors: Gerhard‐Multhaupt R.
Published: February 2013

Über der manchmal hitzigen politischen Diskussion um die Einführung des hochauflösenden Fernsehens (HDTV) in Europa, um den „richtigen”︁ HDTV‐Standard oder um die HDTV‐Konkurrenz zwischen Japan, den USA und Europa sind technisch‐physikalische Fragen wie das Problem der HDTV‐Großbilddarstellung oft in den Hintergrund gerückt. Dabei ist unbestritten, daß eine sinnvolle HDTV‐Wiedergabe bei entspanntem Sehen nur mit Bilddiagonalen von mindestens 2 m erreichbar ist. Über eine dafür geeignete Projektionstechnik mit sogenannten „Lichtventilen”︁, die in den Jahren 1985 bis 1993 gründlicher erforscht wurde, soll hier berichtet werden. Eine Weiterführung des erfolgversprechenden Ansatzes in geeigneten Industriefirmen wird zur Zeit diskutiert.
Klimamodelle — wo stehen wir?: Erreichtes und Probleme bei der Vorhersage und dem Nachweis anthropogener Klimaänderungen mit globalen Klimamodellen
Authors: Cubasch U. , Santer B. D. , Hegerl G. C.
Published: February 2013

Am 20. Februar 1995 meldeten es alle Nachrichtenagenturen: Mit 95prozentiger Wahrscheinlichkeit ist die in den Klimabeobachtungen verzeichnete globale Erwärmung um 0,7 °C seit Beginn der Industrialisierung anthropogenen Ursprungs. Dieses Ergebnis einer komplexen Analyse von Klimamodellrechnungen am Deutschen Klimarechenzentrum in Hamburg gab dessen Direktor Klaus Hasselmann an diesem Tag der Bundesregierung bekannt. Der folgende Beitrag von Mitarbeitern dieses Zentrums ist eine kritische Analyse der Methodik von Klimasimultationsrechnungen. Er beschreibt, wie man mit Hilfe von gekoppelten Ozean‐Atmosphäre‐Modellen zu einer solchen Aussage gelangt, welche Probleme dabei auftreten und wo die Grenzen der heutigen Modelle liegen. (Red.)
Ein FEL im weichen Röntgenbereich bei DESY
Authors: Roßbach J. , Möller T.
Published: February 2013

Der heutige Stand der Beschleuniger‐Technologie eröffnet die Möglichkeit, einen Freie‐Elektronen‐Laser (FEL) im Röntgenbereich zu realisieren. Beim Deutschen Elektronen‐Synchrotron DESY wird zur Zeit untersucht, ob man mit dem Elektronenstrahl des supraleitenden Test Linacs für TESLA (s. Abb. 1) eine solche hochintensive, durchstimmbare, kohärente Quelle im Vakuum‐Ultravioletten betreiben kann. Nach einem Zwischenschritt bei längerer Wellenlänge wird eine Photonen‐Wellenlänge von 6 Nanometern angestrebt. Das verwendete Konzept des sog. SASE FEL (s. u.) ist aber noch bei weit kürzeren Wellenlängen anwendbar und läßt für die Zukunft an kohärente Röntgenquellen im Ångström‐Bereich denken.
Physik mit ELFE: Ein Electron Laboratory for Europe zum Studium der Hadronen
Authors: Walcher Th.
Published: February 2013

Seit mehreren Jahren engagiert sich eine Gruppe von Kern‐ und Teilchenphysikern für ein „Electron Laboratory for Europe”︁ (ELFE). In europäischer Zusammenarbeit soll ein Dauerstrich‐Elektronenbeschleuniger im Bereich 15–30 GeV mit hoher Intensität errichtet werden. In diesem Energiebereich läßt sich die innere Struktur der Hadronen sondieren. Mit ELFE könnte auch das „Confinement”︁ — der Einschluß — von Quarks in Hadronen experimentell untersucht und damit eine zentrale Frage der Quantenchromodynamik (QCD) beantwortet werden. — Das Nuclear Physics European Collaboration Committee (NuPECC) hat vor kurzem den Bau eines solchen Dauerstrich‐Beschleunigers empfohlen. Die zur Zeit diskutierte Lösung des Beschleunigers befriedigt noch nicht voll. Daher erhofft man sich von der zukünftigen, stürmischen Entwicklung der Technik supraleitender Beschleunigerstrukturen eine noch bessere Lösung. In technischen Fragen legt NuPECC daher eine Zusammenarbeit mit Gruppen, die an ähnlichen Problemen arbeiten, nahe. Außerdem empfiehlt NuPECC den Befürwortern von ELFE, auch nach Anwendungen außerhalb der Teilchenphysik zu suchen. — Im nachfolgenden Artikel beschreibt Prof. Thomas Walcher, Mainz, welche neuen physikalischen Erkenntnisse von ELFE zu erwarten sind. (Red.)
Röntgenstrahlung von Supernova‐Überresten
Authors: Aschenbach B.
Published: February 2013

Supernova‐Überreste markieren das explosive Ende von Sternen. Dabei wird die Umgebung auf mehrere 106 K aufgeheizt, so daß die Explosionswolken intensive kosmische Röntgenstrahler mit Ausdehnungen von wenigen Bogenminuten bis zu 100 Grad sind. Viele von ihnen wurden in der ROSAT‐Himmelsdurchmusterung erstmalig vollständig abgebildet und spektroskopiert. Bei der Untersuchung der ROSAT‐Aufnahme des Supernova‐Überrestes im Sternbild Vela wurden dabei zum ersten Mal isolierte Trümmer aus der Explosion des Sterns entdeckt.
Matwej Bronstein und die Anfänge der Quantengravitation
Authors: Gorelik G. , Rotter H.
Published: February 2013

Die Geschichte der Physik in Sowjetrußland, insbesondere ihre Sozialgeschichte, gewinnt erst mit dem Zusammenbruch des „realsozialistischen”︁ Systems schärfere Konturen aufgrund zahlreichen, bislang unzugänglichen Quellenmaterials. Zurück ins Bewußtsein der Fachwelt kehren Namen und Leistungen russischer Physiker, die dem Stalinschen Terror 1936–1938 zum Opfer fielen, unter ihnen herausragende Begabungen der damaligen jungen Generation. Zu ihnen zählt der theoretische Physiker Matwej Bronstein (2. 12. 1906–18. 2. 1938). Vor sechzig Jahren (1935) analysierte er die durch die Quantenmechanik eingeschränkte Meßbarkeit der Gravitationsfeldgrößen und gelangte zu wesentlichen Aussagen über eine zukünftige Quantenfeldtheorie der Gravitation.
Proteinnachweis mit akustischen Sensoren
Authors: Dahint R. , Bender F. , Grunze M.
Published: February 2013

Die hohe Spezifität von Antigen/Antikörper‐Wechselwirkungen ist in den vergangenen Jahrzehnten intensiv genutzt worden, um präzise Nachweismethoden für Makromoleküle zu entwickeln. Hauptziel hierbei war der Nachweis von Krankheitserregern sowie infektionsspezifischer und Stoffwechsel‐bestimmender Proteine. Trotz ihrer hohen Empfindlichkeit besitzen diese Analysetechniken einige Nachteile. So sind sie in der Regel zeitintensive Mehrschrittverfahren, die für eine direkte Beobachtung von Prozeßabläufen nicht geeignet sind, und sie erfordern den Einsatz von Markierungsstoffen. Ein neuer Forschungszweig beschäftigt sich daher mit der Entwicklung alternativer Nachweistechniken, die — bei hoher Empfindlichkeit und Selektivität — eine on‐line Detektion unmarkierter Moleküle ermöglichen. Bisher gewonnene Ergebnisse zeigen, daß akustische Sensoren einen vielversprechenden Ansatz zur Realisierung eines derartigen Konzeptes bieten.
Statistiken zum Physikstudium in Deutschland 1995
Authors: Reineker P.
Published: February 2013

Wie in den vergangenen Jahren hat die Konferenz der Fachbereiche Physik (KFP) auch in diesem Jahr Daten zum Physikstudium erhoben. Im einzelnen wurde die Entwicklung der Anfängerzahlen, die Zahl der abgeschlossenen Vordiplome, Diplome und Promotionen und die Studiendauern bis zum Diplom ermittelt. Die Zahl der Studienanfänger ist im Studienjahr 1994/94 erneut zurückgegangen auf nunmehr 6232 (um gut 10,5 % im Vergleich zu 1993/94 und um etwa 36 % gegenüber 1990/91, dem Zeitraum mit der höchsten Anfängerzahl). Die Zahl der Absolventen im Diplomstudiengang ist im Vergleich zum Vorjahr nochmals etwas gewachsen, von 3616 auf 3636. Einschließlich der Absolventen in den Lehramtsstudiengängen beläuft sich die Absolventenzahl auf 4370, mit einem leichten Zuwachs im Vergleich zum vergangenen Jahr. Hier deutet sich eine Verschiebung von Diplom‐ zu den Lehramtsstudiengängen an. In den nächsten zwei Jahren wird man noch von etwas über 4000 Absolventen (Diplom und Lehramt) ausgehen müssen. Erfreulich ist, daß sich die mittlere Studiendauer bis zum Diplom weiterhin verkürzt. Der über die 3432 Absolventen (ohne DI‐Studiengänge) in den alten Bundesländern gemittelte Medianwert beträgt 12,2 Semester und liegt somit um 0,1 Semester unter dem Wert des Vorjahres. Die Medianwerte der Studienzeiten in den neuen Bundesländern liegen sämtlich unter 11 Semestern. (Stand aller Daten: 20. Juli 1995)
Mobilfunk und Elektrosmog: Biologische Wirkungen von elektromagnetischer Strahlung
Authors: Bernhardt J. H.
Published: February 2013

Die stürmische Verbreitung von Autotelefonen und „schnurlosen”︁ Telefonen hat die Frage nach möglichen gesundheitlichen Schäden durch Mobilfunk aufgeworfen. Zur Zeit sind nationale und internationale Strahlenschutzgremien damit beschäftigt, Belastungsgrenzwerte festzulegen. Wesentlich ist dabei, zwischen gut bestätigten biologischen Wirkungen und hypothetischen oder vorläufig unbestätigten Wirkungen zu unterscheiden.
Drachensteigen — wissenschaftlich
Authors: Bürger W.
Published: February 2013

Herbstzeit = Drachenzeit sagte sich die Redaktion, als sie davon erfuhr, daß sich Professor Bürger mit der Theorie des Drachensteigens beschäftigt. Der Einladung zu einem munteren Beitrag über diese windige Freizeitbeschäftigung, die seit eh und je Physiker ganz besonders reizt, folgte Herr Bürger gerne und termingerecht zum November‐Heft. (Red.)
HERMES — ein neues HERA‐Experiment zur Klärung des Spinrätsels
Authors: Düren M.
Published: February 2013

Im Jahre 1987 wurden von der Europäischen‐Myon‐Kollaboration (EMC) am CERN die Spinverteilungen der Quarks im Proton bestimmt [1]. Die Ergebnisse waren im Widerspruch zu den gängigen Vorstellungen und Vorhersagen und überraschten die Fachwelt dermaßen, daß von einer Spin‐Krise”︁ des Quark‐Par‐ton‐Modells gesprochen wurde [2]. In den letzten acht Jahren gab es große Fortschritte sowohl im theoretischen Verständnis der Spinverteilungen der Quarks im Rahmen der QCD als auch im experimentellen Bereich durch neue Experimente am CERN und am SLAC. Dennoch gibt es immer noch mehr offene Fragen als Antworten. Ein Experiment ganz neuer Art ist das HERMES‐Experiment am HERA‐Speicherring am DESY [3]. Sein Ziel ist es, mit Hilfe neuartiger Technologien umfassende und präzise Einblicke in die innere Spinstruktur von Proton und Neutron zu bekommen.
Superharte dünne Schichten: Große Fortschritte bei der Herstellung von superharten Materialien mit ionengestützten Verfahren
Authors: Richter F.
Published: February 2013

Diamant, die härteste bekannte Substanz und einige wenige andere Materialien, die ihm in ihrer Härte nicht allzusehr nachstehen, werden häufig unter der Bezeichnung superharte Materialien zusammengefaßt. Dies ist zunächst eine umgangssprachliche Bezeichnung, die populär wurde, als man gelernt hatte, Diamant, kubisches Bornitrid (c‐BN) und andere Hartstoffe synthetisch herzustellen. Es ist aber auch physikalisch nicht unbegründet, die härtesten bekannten Materialien in dieser Weise begrifflich zusammenzufassen, denn diese Substanzen haben neben der extremen Härte noch viele andere Gemeinsamkeiten, sowohl in ihren Eigenschaften als auch hinsichtlich der Gesetzmäßigkeiten ihrer Erzeugung.
Zellularautomaten simulieren Straßenverkehr
Authors: Schreckenberg M. , Schadschneider A. , Nagel K.
Published: February 2013

Die Modellierung von Straßenverkehr in der Begriffswelt der Physik hat sich in den letzten Jahren zu einem eigenständig Forschungszweig entwickelt. Wesentlich erweitert wurde unser Verständnis von Straßenverkehr durch einen neuartigen Zugang mit Zellularautomaten [1]. Dabei werden die Fahrzeuge als diskrete Objekte betrachtet, die sich nach einfachen stochastischen Regeln auf einem Gitter bewegen. Mit diesem Modellansatz ist es gelungen, erstaunlich gute Übereinstimmung mit an „realem”︁ Verkehr gemessenen Daten zu erzielen. Es ist sogar möglich, große Straßennetzwerke zu simulieren, und zwar in „mehrfacher Echtzeit”︁, d. h. so schnell, daß Verkehrsprognosen und ‐planungen in einer bisher nicht gekannten Größenordnung möglich werden. Die physikalischen Eigenschaften des Modells sind äußerst vielschichtig und offenbaren neue Einsichten in die Verkehrsproblematik.
Wandlung in Rossendorf: Das Forschungszentrum Rossendorf vier Jahre nach seiner Gründung
Authors: Dittes K.
Published: February 2013

Sieben Kilometer östlich von Dresden, eingebettet in die Wälder des Schönfelder Hochlandes, befindet sich der größte außeruniversitäre Forschungsstandort Sachsens (Abb. 1). Bis 1991 bestand hier das Zentralinstitut für Kernforschung (ZfK) der Akademie der Wissenschaften der DDR. Seit Januar 1992 ist Rossendorf Sitz zweier neu gegründeter Einrichtungen: des Forschungszentrums Rossendorf e.V. (FZR) und des Vereins für Kernverfahrenstechnik und Analytik Rossendorf e.V. (VKTA). Letzterer hat die inzwischen abgeschalteten Kernanlagen des ehemaligen ZfK übernommen und betreibt u. a. ihre Stillegung und Entsorgung. Das FZR dagegen widmet sich vor allem der angewandten Grundlagenforschung, wobei mit der Gründung auch die Forschungsziele neu definiert wurden. Unter Leitung seines ersten Wissenschaftlichen Direktors, Professor Wolf Häfele, konnten in den vergangenen Jahren tragfähige Strukturen geschaffen werden. Seit März 1996 steht Professor Frank Pobell an der Spitze des Zentrums.
Adhäsion mikromechanischer Strukturen
Authors: Biebl M.
Published: February 2013

Die Oberflächen‐Mikromechanik erlaubt es, miniaturisierte mechanische Bauelemente und monolithisch mit Elektronik integrierte Systeme herzustellen. Beispiele reichen von Sensoren und Aktuatoren bis hin zu miniaturisierten chemisch‐physikalischen Blutanalysesystemen und Inertial‐Navigationssystemen. 1983 erkannte man, daß sich das in der Halbleitertechnologie eingesetzte Polysilizium als Ausgangsmaterial für die mechanischen Elemente eignet. Seit dieser Zeit wurden eine Vielzahl von Prototypen verschiedener Sensoren und Aktuatoren und unlängst auch erste kommerziell verwertbare Sensoren entwickelt. Phänomene, die im Maßstab der Alltagswelt keine große Rolle spielen, können in der Mikrowelt drastische Konsequenzen haben. Adhäsionskräfte zwischen sich berührenden mikromechanischen Bauteilen beispielsweise können dazu führen, daß diese untrennbar aneinander haften bleiben. Für dieses konkrete Problem wird im folgenden eine Lösung beschrieben, die zu Halbleiterprozessen kompatibel ist.
„Schottky‐Massenspektrometrie”︁: Eine neue Methode, Massen von instabilen Nukliden präzise zu bestimmen
Authors: Bosch F. , Schlitt B.
Published: February 2013

Die genaue Kenntnis der Masse von Atomkernen ist unentbehrlich für das Verständnis ihrer Struktur und Stabilität. Vor allem ermöglichen es diese Daten, den Weg nachzuzeichnen, den die Natur bei der Synthese der Elemente im Innern heißer Sternplasmen gegangen ist. Das noch nicht erreichte Ziel solcher Bemühungen ist es, die Häufigkeitsverteilung der Nuklide quantitativ zu erklären. Der Ionenspeicherring ESR der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt ist, in Verbindung mit dem dortigen Fragmentseparator, ein ideales Werkzeug für die genaue Messung der Massen von Atomkernen. Mit der neuen Methode der Schottky‐Massenspektrometrie gekühlter Ionen lassen sich die Massen instabiler Nuklide effizient, präzise und mit großer Empfindlichkeit bestimmen.
Verbesserung der Lehre — Analysen und Anregungen
Authors: Kern W.
Published: February 2013

Unsere hochtechnisierte Gesellschaft verlangt nach breiter angelegtem und attraktiverem naturwissenschaftlichen Schulunterricht. Wie erreichen wir, daß sich Schülerinnen, Schüler und Studierende stärker für die Naturwissenschaften interessieren? Und wie können wir insbesondere den Physikunterricht in der Schule aus seiner Langzeitkrise herausführen? Anregungen auf der Basis von Umfragen.
Quantenchaos zum Anfassen — das Mikrowellenbillard
Authors: Stöckmann H.‐J.
Published: February 2013

Die mathematische Äquivalenz zwischen zeitunabhängiger Schrödinger‐Gleichung und Helmholtz‐Gleichung ermöglicht einen experimentellen Zugang zum Studium der Quantenmechanik klassisch chaotischer Systeme. In flachen quasi‐zweidimensionalen Mikrowellenresonatoren ist die Äquivalenz vollständig, einschließlich der Randbedingungen. Die experimentellen Möglichkeiten werden an drei Beispielen aus den Bereichen der Zufallsmatrizen, der Eigenwertdynamik und der Semiklassik demonstriert.
Stoßgeometrie direkt beobachtet
Authors: Großer J. , Hoffmann O. , Klose S.
Published: February 2013

Bei einem “klassischen” Streuexperiment erhält man die Information über den Stoßprozeß selbst “nur” indirekt aus der Analyse der Stoßprodukte. Ein Schritt in Richtung auf eine direkte, räumlich aufgelöste Beobachtung eines Stoßprozesses ist nun erstmals gelungen.
Ein neues Einstein‐Podolsky‐Rosen‐Experiment
Authors: Walther Th. , Fry E. S.
Published: February 2013

Das von Einstein, Podolsky und Rosen 1935 ersonnene Gedankenexperiment zur Quantenmechanik beschäftigt seither die Gemüter vieler Physiker, führt es doch zum Schluß, daß die Beobachtung eines Teilchens instantan den Zustand eines zweiten, weit entfernten Teilchens beeinflussen kann. Klassische Alternativtheorien zur Quantenmechanik lassen sich mit Hilfe der sog. Bellschen Ungleichungen testen, die in ihrer schärfsten Version allerdings noch nicht überprüft wurden. Dies wird mit einem neuen Experiment, das die Kernspinkomponenten zweier 199Hg‐Isotope analysiert, die bei der Photodissoziation eines 199Hg‐Dimeres entstehen, erstmals möglich.
Elektronische Oberflächenzustände an Metallen — Ursache und Bedeutung
Authors: Memmel N. , Bertel E.
Published: February 2013

Elektronische Oberflächenzustände sind bereits seit Anfang der dreißiger Jahre bekannt. Während schon in der Entdeckerarbeit über ihre Bedeutung für Isolatoren nachgedacht und ihre Relevanz auch für Halbleiter bereits früh erkannt wurde, maß man Oberflächenzuständen auf Metallen bis vor kurzem nur eine geringe Bedeutung bei. Der vorliegende Artikel versucht, den Einfluß elektronischer Oberflächenzustände auf verschiedene Prozesse und Phänomene an Metalloberflächen zu klären.
Atomlithographie
Authors: Haubrich D. , Meschede D. , Pfau T. , Mlynek J.
Published: February 2013

Großtechnisch angewandte optische Lithographieverfahren stoßen bei Auflösungen unter 100 nm auf eine prinzipielle Grenze. Die Lithographie mit neutralen Atomstrahlen bietet dazu insbesondere beim parallelen Schreiben periodischer Strukturen eine interessante, noch junge Alternative. Indem man die Wechselwirkung der Atome mit Lichtmasken ausnutzt, gelingt es, großflächig periodische Linienmuster und verschiedene zweidimensional periodische Strukturen mit einer Auflösung unter 100 nm zu erzeugen. Dabei werden Atome entweder direkt auf einem Substrat deponiert oder zur Modifikation organischer Resists genutzt. Der folgende Beitrag gibt einen Überblick über den Stand der Lithographie mit Atomstrahlen.
Meine vierzig Jahre mit Rückstoßspektrometern
Authors: Armbruster P.
Published: February 2013

Die Idee, den Rückstoß von Kernreaktionen zur Trennung der Reaktionsprodukte zu verwenden, hatten Otto Hahn und Lise Meitner bereits 1909. Zur Blüte gelangte diese Methode durch die Entwicklung von Rückstoßspektrometern seit den späten fünfziger Jahren, die maßgeblich von Prof. Peter Armbruster geprägt wurde. In diesem Beitrag läßt er die vergangenen vierzig Jahre, deren Höhepunkt die Erzeugung neuer überschwerer Elemente war, Revue passieren. (Red.)
Max Planck und Arnold Sommerfeld: Ein halbes Jahrhundert Physikgeschichte in Briefen
Authors: Eckert Michael
Published: February 2013

Sie gelten beide als Pioniere der Quanten‐ und Atomtheorie. Planck wurde als die „Autorität”︁, Sommerfeld als der „Lehrer”︁ der theoretischen Physik in Deutschland charakterisiert. Ihr Briefwechsel gibt Aufschluß über ein halbes Jahrhundert Physikgeschichte und über eine Freundschaft, die trotz gegensätzlicher Temperamente ein Leben lang andauerte.
Schrödingers Katze in die Falle gelockt
Authors: Leibfried D. , Monroe C. , Wineland D. J.
Published: February 2013

Im Jahre 1935 veröffentlichte Erwin Schrödinger einen langen Artikel über „Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik”︁ [1]. Im Rahmen einer detaillierten Gegenüberstellung von klassischer Mechanik und Quantenmechanik erläuterte er darin die Gründe seines Unbehagens mit der damals neuen Theorie. Der Artikel wäre wohl in Vergessenheit geraten, enthielte er nicht einen Absatz mit der Beschreibung eines Gedankenexperiments, das unter dem Namen „Schrödingers Katze”︁ weit über die Physik hinaus zu Kopfzerbrechen geführt hat. Über 60 Jahre nach Schrödingers Artikel ist es möglich geworden, quantenmechanische Zustände herzustellen, die die Essenz des Katzen‐Paradoxons ins Labor übertragen.
Erster schlüssiger Beweis für ein massives Schwarzes Loch?
Authors: Eckart A. , Genzel R.
Published: February 2013

Hochauflösende Abbildungstechniken und Spektroskopie im nahen Infrarotbereich haben es in den letzten Jahren möglich gemacht, Geschwindigkeiten von Sternen bis zu einem Abstand von weniger als 5 Lichttagen von der kompakten Radioquelle SgrA* (im Sternbild Sagittarius [Schütze]) im dynamischen Zentrum unserer Milchstraße zu messen. Diese Messungen beweisen jetzt klar, daß dort eine dunkle, nichtstellare Masse von 2.6 Millionen Sonnenmassen konzentriert ist. Einfache physikalische Betrachtungen zeigen, daß diese dunkle Masse nicht aus einem stabilen, kompakten Haufen von Sternen, Neutronensternen, stellaren Schwarzen Löchern, substellaren Kondensationen oder einem entarteten Gas von Elementarteilchen bestehen kann. Weiterhin deutet ein Energiegleichgewichtsargument darauf hin, daß mindestens 105 Sonnenmassen mit SgrA* selbst assoziiert und in einem Bereich von weniger als 8 Lichtminuten Durchmesser konzentriert sind. Wenn man alle diese Argumente zusammennimmt, ist es sehr wahrscheinlich, daß SgrA* ein massives Schwarzes Loch sein muß.
Der neue Freie‐Elektronen‐Laser in Darmstadt
Authors: Richter A.
Published: February 2013

Ein Freie‐Elektronen‐Laser (FEL) wird von einem Strahl relativistischer Elektronen aus einem Beschleuniger getrieben, der in einem periodischen, transversalen Magnetfeld eines Undulators kohärente Strahlung produziert. Eine Resonanzbedingung, die die Elektronenenergie, die Stärke des Magnetfeldes und dessen Periodizität enthält, definiert die Wellenlänge der Strahlung. Die Änderung der Elektronenenergie und der Undulatorfeldstärke erlaubt es, die Wellenlänge über einen weiten Bereich durchzustimmen. Da das Lasermedium aus Elektronen im Vakuum besteht, die auch für die Verstärkung der Strahlung in allen Spektralbereichen verantwortlich sind, können — im Gegensatz zu gewöhnlichen, materialbehafteten Lasern — in einem FEL auch sehr hohe Spitzenleistungen erzielt werden. Diese Eigenschaften verleihen ihm ein hohes Anwendungspotential in der physikalischen Grundlagenforschung, aber u. a. auch in der Chemie, Medizin, Materialwissenschaft und Technik. Der folgende Beitrag beschreibt Konzept, Inbetriebnahme und Eigenschaften des ersten in Deutschland realisierten FEL am S‐DALINAC, der sich noch besonders dadurch auszeichnet, daß er einen kontinuierlichen („continuous wave”︁) Laserstrahl liefert.
Physik granularer Lawinen
Authors: Gray J. M. N. T. , Hutter K.
Published: February 2013

Granulare Lawinen sind fluidartige, durch die Schwerkraft angetriebene Strömungen einer relativ kompakten Menge von festen Partikeln; sie sind ein häufiges Phänomen unseres Alltags und unserer Umwelt und treten überall dort auf, wo oberflächlich gelagertes Granulat instabil wird. Ihre Bewegung wird in hohem Maße durch die Partikelstöße am Leben erhalten und ist in vielen Situationen durch das wiederholte Stoppen und Wiederanfahren (Intermittenz) verantwortlich für in Schüttungen auftretende Korngrößentrennung und Strukturbildung. Man unterscheidet zwei dynamische Regimes: Fluktuieren die Teilchengeschwindigkeiten nur moderat, so tritt Intermittenz der Prozeßabläufe und Ordnung sowie Struktur der Schüttungen auf. Starke Fluktuationen hingegen glätten die globalen Prozesse, beseitigen die Intermittenz und geben Anlaß zu Chaos in der Struktur.
Bemerkungen anläßlich des Erscheinens der deutschen Übersetzung von John Horgans Bestseller „The End of Science”︁
Authors: Genz H.
Published: February 2013

Angesichts der großen Aufmerksamkeit, die das Buch „The End of Science”︁ (deutsche Ausgabe: An den Grenzen des Wissens. Siegeszug und Dilemma der Naturwissenschaften. Von J. Horgan. Luchterhand 1997. 464S., Gebunden, 48,‐ DM. ISBN 3–630–87992–6) erregt hat, hat die Redaktion Herrn Prof. Genz zu einem Essay über das „Ende der Naturwissenschaften”︁ eingeladen. (Red.)
Femtosekunden‐Dynamik in Metallen — das kurze Leben heißer Elektronen
Authors: Wolf M. , Aeschlimann M.
Published: February 2013

Die Dynamik elektronischer Anregungen hat fundamentale Bedeutung für viele physikalische Eigenschaften von Festkörpern. In Metallen relaxieren angeregte Elektronen über schnelle Streuprozesse mit Elektronen und Phononen innerhalb von nur wenigen Femtosekunden. Erst die jüngsten Fortschritte in der Ultrakurzzeit‐Laserspektroskopie ermöglichen es, diese Prozesse zeitaufgelöst zu beobachten. Der folgende Beitrag soll eine kurze Einführung in die zeitaufgelöste Photoemission geben und, anhand ausgewählter Beispiele, die vielfältigen Möglichkeiten zeigen, die diese Methode für die Untersuchung der Elektronendynamik verschiedener Metalle im Femtosekunden‐Bereich eröffnet.
TESLA: Ein supraleitender Elektron‐Positron‐Linearcollider mit integriertem Röntgen‐Laser
Authors: Schmüser P. , Wiik B. H.
Published: February 2013

Die Elektron‐Positron‐Annihilation im Energiebereich zwischen 500 und 1000 GeV ist wegen der Synchrotronstrahlung nicht mehr mit Speicherringen, sondern nur noch mit einem Paar gegeneinander gerichteter Linearbeschleuniger, d. h. mit einem Linearcollider zugänglich. Weltweit werden Studien und umfangreiche Vorarbeiten für diesen neuartigen Beschleunigertyp durchgeführt. Das hier vorgestellte TESLA‐Projekt zeichnet sich dadurch aus, daß zur Teilchenbeschleunigung supraleitende Hochfrequenzresonatoren verwendet werden. In internationaler Zusammenarbeit ist inzwischen ein “Conceptual Design Report” erstellt worden [1]. Bei DESY befindet sich ein Test‐Linearbeschleuniger (TESLA Test Facility TTF) im Aufbau, mit dem demonstriert werden soll, daß sich supraleitende Resonatoren mit sehr hohen Feldgradienten herstellen und mit Strahl betreiben lassen. In einer späteren Ausbaustufe wird dieser Testbeschleuniger als Treiberstufe eines Freie‐Elektronen‐Lasers für den Nanometerbereich dienen.