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Zweidimensionale Kernresonanz‐spektroskopie fester Polymere
Authors: Spiess H. W. 
Published: February 2013

AbstractFeste Kunststoffe sind im allgemeinen amorph. Man könnte daher meinen, daß in ihnen die Kettenmoleküle vollkommen ungeordnet und unbeweglich vorliegen. Tatsächlich aber lassen sich die Polymerketten durch äußere Kräfte teilweise erheblich ausrichten. Auch molekulare Bewegungen sind möglich, sie sind lediglich verlangsamt, d. h. sie treten viel seltener auf als im geschmolzenen Zustand oder in Lösung, und sie sind räumlich eingeschränkt. Die unterschiedlichen Ordnungs‐ und Bewegungszustände sind für die makroskopischen Eigenschaften — mechanisch, optisch, elektrisch, Transport — von entscheidender Bedeutung. Will man das makroskopische Verhalten von Polymeren auf molekularer Ebene verstehen, um es letztlich besser kontrollieren und optimieren zu können, müssen molekulare Ordnung und Dynamik genau charakterisiert werden. Hier bieten neue Methoden zweidimensionaler Kernresonanzspektroskopie faszinierende Möglichkeiten.
Der Freie‐Elektronen‐Laser: Die Entwicklung seiner Technologie und die Möglichkeiten zur Verwirklichung dieses Laserprinzips in der Bundesrepublik Deutschland
Authors: Grill W. 
Published: February 2013

AbstractDer folgende Beitrag beschreibt zunächst das Funktionsprinzip des Freie‐Elektronen‐Lasers sowie den Stand der Entwicklung seiner Technologie und deren Anwendungsmöglichkeiten. Den Schwerpunkt bilden die Diskussion der unterschiedlichen Elektronenbeschleuniger, die zum Betrieb eines Freie‐Elektronen‐Lasers geeignet sind, und die geplanten Entwicklungen in der Bundesrepublik Deutschland. Der Autor ist federführendes Mitglied einer Kommission von interessierten Wissenschaftlern, die dem Bundesminister für Forschung und Technologie eine Studie vorgelegt hat, mit der eine Entscheidungshilfe bezüglich der Forschungsförderung auf dem Gebiet der FEL‐Technologie gegeben wird.
Schritte auf dem Weg zum absoluten Nullpunkt: Bayreuther Kernentmagnetisierungsanlage erreicht 12 Mikrokelvin!
Authors: Pobell F. 
Published: February 2013

AbstractIm Jahr 1980 habe ich in dieser Zeitschrift über die Entwicklung der Kühlmethoden von der Gasverflüssigung bis zu den damaligen Ergebnissen der kernmagnetischen Kühlung berichtet. Der Anlaß war die Erweiterung des zugänglichen Temperaturbereichs um fast eine Zehnerpotenz von 300 μK auf 38 μK, die mit der Kernentmagnetisierungsanlage an der Kernforschungsanlage Jülich gelungen war. Im vorliegenden Artikel sollen die inzwischen erzielten weiteren Fortschritte zusammengefaßt und insbesondere über die neue Kernentmagnetisierungsanlage berichtet werden, die an der Universität Bayreuth aufgebaut und in Betrieb genommen worden ist. Mit dieser Anlage können 17 kg Kupfer auf 15 μk und 130 g Kupfer auf 12 μK gekühlt werden.
Das LIGA‐Verfahren: Mikrofertigung durch Röntgentiefenlithographie mit Synchrotronstrahlung, Galvanoformung und Kunststoffabformung
Authors: Becker E. W. , Ehrfeld W. 
Published: February 2013

AbstractDie moderne Fertigungstechnik für mikroelektronische Schaltkreise gewinnt in zunehmendem Maß auch in anderen Technologiebereichen an Bedeutung. Integrierte optische und akustische Bauelemente, Mikrosensoren für die unterschiedlichsten Meßaufgaben, Düsen für Tintenstrahldrucker sind Beispiele für Produkte, bei deren Herstellung bereits heute Standard‐methoden der IC‐Fertigung eingesetzt werden. „Stand und Perspektiven der Mikromechanik”︁ war der Titel eines kurzen Beitrags im Januar‐Heft 1987 der Physikalischen Blätter, in dem A. Heuberger schwerpunktmäßig ein Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen beschrieb: das anisotrope Ätzen von Silizium. Ein anderes Verfahren ist das sog. reaktive Trockenätzen. Im folgenden wird das LIGA‐Verfahren, ein weiteres Verfahren der Mikrostrukturfertigung beschrieben. Es beruht auf einer Kombination von Lithographie mit Synchrotronstrahlung, Galvanoformung und Abformung und ermöglicht die Herstellung von Mikrostrukturen mit Strukturhöhen von mehreren hundert Mikrometern bei kleinsten Lateralabmessungen im Mikrometerbereich, d. h. das sog. Aspektverhältnis erreicht Werte von mehr als 100:1. Die mit dem LIGA‐Verfahren realisierbaren Kombinationen von Strukturhöhe und Aspektverhältnis liegen damit um etwa eine Größenordnung über den Werten, die man bisher mit Trockenätzprozessen erzielt hat und sind mit den Maximalwerten des anisotropen naßchemischen Ätzens von einkristallinem Silizium vergleichbar. Während man beim Siliziumätzen jedoch an vorgegebene Symmetrieebenen im Einkristall gebunden ist, was bereits die Herstellung kreiszylindrischer Mikrostrukturen ausschließt, kann man beim LIGA‐Verfahren die laterale Querschnittsform der Mikrostrukturen beliebig vorgeben, und es gibt vielfältige Möglichkeiten für eine optimale Werkstoffauswahl, angefangen mit Metallen und Legierungen über Kunststoffe bis voraussichtlich hin zu Glas und Keramik.
Die Supernova 1987A — der aktuelle Stand
Authors: Biermann P. 
Published: February 2013

AbstractDie Explosion des massereichen Sterns Sanduleak −69°202 in der Großen Magellanschen Wolke führte zu der hellsten Supernova seit 400 Jahren und ist die erste in moderner Zeit, die mit bloßem Auge sichtbar war. Sie erlaubt es, unsere theoretischen Vorstellungen von der Entwicklung massereicher Sterne zu prüfen. Bis heute ist dabei allerdings unklar geblieben, aus welcher Energiequelle sich die sichtbare Explosion speiste. SN 1987A markiert auch die Geburtsstunde der (extrasolaren) Neutrino‐Astronomie. Über diesen und weitere Höhepunkte der bisherigen Entwicklung haben die Physikalischen Blätter in mehreren Kurzberichten informiert (Jg. 1987, Heft 4, 9, 11; Jg. 1988, Heft 4). Im folgenden soll der heutige Kenntnisstand referiert werden.
SQUIDs und Bilder neuronaler Ströme
Authors: Dössel O. , Kullmann W. 
Published: February 2013

AbstractBei der Diskussion möglicher Anwendungen der neuen Hoch‐Tc‐Supraleiter fehlt ein Gebiet in keiner Liste: die Messung biomagnetischer Felder mit SQUIDs (Superconducting Quantum Interference Devices) für die medizinische Diagnostik. Dieses auch schon vor der Entdeckung der neuen Supraleiter faszinierende Thema soll am Beispiel der Magnetoenzephalographie beschrieben werden. Hierbei werden die von neuronalen Strömen erzeugten Magnetfelder außerhalb des menschlichen Kopfes gemessen, um so zu Bildern von der Aktivität im Gehirn zu gelangen (vgl. Abb. 1).
Fortschritte der Fusionsforschung mit magnetischem Plasmaeinschluß
Authors: Pinkau K. , Schumacher U. , Wolf G. H. 
Published: February 2013

AbstractVon der wissenschaftlichen Öffentlichkeit kaum bemerkt, haben die teilweise in enger internationaler Kooperation durchgeführten Arbeiten zum magnetischen Plasmaeinschluß zu erheblichen Fortschritten in Richtung auf die kontrollierte Kernfusion geführt. Die für ein thermonuklear brennendes Plasma notwendigen Temperaturen konnten erreicht und in zwei Anlagen sogar deutlich überschritten werden. Die Einschlußeigenschaften der toroidalen Magnetfeldsysteme wurden experimentell erheblich verbessert und durch theoretische Vorhersagen in bisher unzugängliche Bereiche hinein erweitert. Sowohl die Einschlußzeit der Plasmaenergie als auch der Plasmadruck konnten inzwischen so weit erhöht werden, daß man dem Zündkriterium bereits jetzt bis auf nahezu eine Größenordnung nahegekommen ist und sich mit den bestehenden Anlagen wohl weiter annähern wird. In diesen heißen Plasmen hat man sogar schon einige Eigenschaften der nuklearen Heizung (Alphateilchenheizung) und das Verhalten der thermonuklear erzeugten Reaktionsprodukte simulieren und bei deren Untersuchung weitgehende übereinstimmung mit den theoretischen Vorhersagen finden können.Diese neuen Ergebnisse haben zur Folge, daß nunmehr darüber diskutiert wird, in einem nächsten Schritt ein Gerät zu bauen, in dem das Plasma mit ausreichender Wahrscheinlichkeit thermonuklear brennen wird. Dieses Gerät – mit dem Namen NET, falls es ein europäisches Projekt wird, oder ITER, falls es ein Projekt der UdSSR, USA, Japans und Westeuropas wird – sollte in seinen Auslegungsdaten genügend Reserve aufweisen, um den für einen Reaktor geeigneten Arbeitsbereich ermitteln zu können. Der erreichte Stand der Fusionsforschung in Verbindung mit der Erkenntnis, daß aus dem gegenwärtig im Bau und Betrieb befindlichen Gerätepark aller Nationen zur Problematik eines stationär brennenden Fusionsplasmas zwar gültige Extrapolationen vorgenommen werden können, diese aber den Erfolg nicht mit letzter Sicherheit garantieren, führen zu der Überlegung, das verbleibende Risiko des nächsten Schrittes zu übernehmen und ihm mit Risikoteilung durch Internationalisierung zu begegnen. Die in diesem Beitrag geschilderten Fortschritte der Plasmaphysik müssen im nächsten Schritt mit den Entwicklungen der Fusionstechnologie zusammenlaufen.
Anthropogene Beeinflussung des Klimas
Authors: Graßl H. 
Published: February 2013

AbstractWenn mir vor nur drei Jahren jemand prophezeit hätte, daß ich, ein in die Geowissenschaften abgewanderter Physiker, anläßlich einer Festversammlung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) über Klimaforschung sprechen würde, hätte ich ihn ungläubig angestarrt. Welche Entwicklung hat das wahr werden lassen?– Erstens das gigantischste Experiment, das die Menschheit je unternahm;– zweitens der Versuch der DPG im Jahre 1986, die bundesrepublikanische Öffentlichkeit mit einer ersten Denkschrift (aus dem Arbeitskreis Energie) zum Thema dieses Vortrags aufzurütteln;– drittens die Proteste der „randständigen”︁ Deutschen Meteorologischen Gesellschaft (DMG);– viertens meine von der DMG gewünschte Aufnahme in diesen Arbeitskreis noch im Jahre 1986 und– schließlich die zweite, glücklicherweise sehr wirksame, auch von mir mitgestaltete Denkschrift: „Warnung vor drohenden weltweiten Klimaänderungen durch den Menschen”︁, die vor zwei Jahren anläßlich der Hauptversammlung der DPG gemeinsam von der DPG und der DMG vorgestellt wurde (Phys. Bl. 43 (1987) Nr. 8, S. 347–349).Ich möchte Ihnen heute den Stand der Erkenntnis, zu dem jeder von uns Wissenschaftlern nur Mosaiksteinchen hinzufügt, vorstellen, D. H. Ich werde im wesentlichen über die Arbeit von Kollegen berichten. Beginnen werde ich mit der Diskussion der beiden bedeutendsten Klimaparameter, danach stelle ich die Komponenten des Klimasystems vor, nenne die möglichen Pfade zur ungewollten globalen Klimaänderung durch den Menschen, um dann den wichtigsten davon, nämlich die Veränderung der Zusammensetzung der Luft, im Hauptteil des Vortrags ausführlicher zu behandeln.
Das ZEUS‐Präzisionskalorimeter für HERA
Authors: Klanner R. , Wolf G. 
Published: February 2013

AbstractAm Deutschen Elektronensynchrotron, DESY, in Hamburg wird gegenwärtig der Elektron‐Proton‐Speicherring HERA gebaut, in dem ab Herbst 1990 Elektronen von 30 GeV mit Protonen von 820 GeV kollidieren werden (vgl. z. B. [1]). Die Analyse der Reaktionsprodukte wird in zwei großen Detektoren, ZEUS und H1, vorgenommen, die zur Zeit aufgebaut werden. Darüber haben die Physikalischen Blätter im März 1987 berichtet [2]. Zu den zentralen Komponenten dieser Detektoren gehören Kalorimeter. Der folgende Beitrag beschreibt das Präzisionskalorimeter von ZEUS.
Kryotechnische Detektoren — Ein neuartiges Nachweisprinzip für radioaktive Strahlung
Authors: von Feilitzsch F. 
Published: February 2013

AbstractSchon bei den ersten Experimenten zum Nachweis radioaktiver Strahlung bedienten sich P. Curie und A. Laborde (1903) kalorimetrischer Detektoren. Hierbei wurde die Temperaturerhöhung eines Absorbers gemessen, nachdem er während einer gewissen Zeit der radioaktiven Strahlung ausgesetzt war. Dies bedeutet, daß in diesen Experimenten nicht die einzelnen Strahlungsquanten (α‐, β‐ oder γ‐Strahlung) nachgewiesen wurden, sondern die Summe der Energie der Teilchen, die während der Bestrahlungszeit im Detektor absorbiert wurden. Die Einschränkung ergab sich aus der hohen Wärmekapazität des Absorbers, der bei Temperaturen im Bereich der Umgebungstemperatur betrieben wurde.Mit der Entwicklung der Tieftemperaturphysik ergab sich die Möglichkeit, Systeme mit sehr kleinen spezifischen Wärmen zu untersuchen. Diese zeichnen sich dadurch aus, daß bereits sehr geringe zugeführte Energiemengen zu einer deutlichen Änderung der Eigenschaften des Systems, wie z. B. der Temperatur, der Leitfähigkeit und der magnetischen Suszeptibilität führen. Damit eröffnen sich völlig neue Perspektiven für deren Eignung als Kernstrahlungsdetektoren. Zusätzlich ist die technologische Entwicklung der Kryostaten soweit fortgeschritten, daß die Erzeugung von Temperaturen im Bereich einiger Millikelvin auch für längere Zeiträume kein größeres Problem darstellt und somit auch in dieser Hinsicht einer Anwendung dieser Technik keine wesentlichen Argumente entgegenstehen. Bereits 1944 stellten D. H. Andrews und Mitarbeiter bei der Untersuchung dünner supraleitender Schichten fest, daß mit diesen α‐Strahlung nachgewiesen werden kann, indem man die Änderung ihres elektrischen Widerstandes an der Phasengrenze zwischen Supraleitung und Normalleitung nach der Absorption eines α‐Teilchens mißt.Ganz analog begannen H. Bernas und Mitarbeiter 1967 eine Entwicklung, die den Phasenübergang supraleitender Mikrokugeln (mit Durchmessern von einigen Mikrometern) zur Normalleitung zum Nachweis von Röntgenstrahlung zu verwenden suchten.1975 beobachtete T. O. Niinikoski Anomalien im Verhalten von Thermometern bei tiefen Temperaturen, die er der Absorption von kosmischer Strahlungsenergie zuschrieb. Seither ist das Interesse an der Entwicklung von Tieftemperatur‐Detektoren für den Strahlungsnachweis in dem Maß gewachsen, wie das Potential dieser Methode, insbesondere bezüglich der Nachweisschwelle, der Energieauflösung und der Flexibilität der Wahl des strahlungsabsorbierenden Materials erkannt wurde.Im folgenden werden die wichtigsten Entwicklungen auf dem Weg zu kryotechnischen Detektoren beschrieben.
Vakuum‐Mikroelektronik: Nostalgie oder Technologie der Zukunft?
Authors: Grandke T. 
Published: February 2013

Abstract„Back to the Future”︁: Unter diesem Motto fand im Juli 1988 in Williamsburg (Virginia, USA) die „First International Conference on Vacuum Microelectronics”︁ statt. Auf diesem Forum wurde ebenso wie auf der zweiten Veranstaltung im Juli 1989 in Bath (Großbritannien) über die mittlerweile zahlreichen Projekte berichtet, die das Gebiet der Vakuumelektronik derzeit mit neuem Leben erfüllen. Beispielhaft wird oft die Realisierung altbekannter, heute schon vielfach vergessener vakuumelektronischer Bauelemente wie der Triode in miniaturisierter Form mit Hilfe moderner Mikrostrukturtechnologien genannt. Die eigentliche Attraktion liegt jedoch nicht so sehr in der bloßen Verkleinerung bereits bekannter Bauelemente, als vielmehr in der Möglichkeit zur Entwicklung völlig neuer Komponenten und Systeme mit bisher ungeahnten Eigenschaften.
Nobelpreis 1989: Laudatio auf Hans‐Georg Dehmelt
Authors: Brix P. 
Published: February 2013

AbstractDie Verleihung des Physik‐Nobelpreises an Hans‐Georg Dehmelt ist ein willkommener Anlaß, sich einer Laudatio zu erinnern, die Peter Brix am 27. Oktober 1986 gehalten hat. Damals verlieh die Naturwissenschaftliche Gesamtfakultät der Universität Heidelberg Dehmelt als einzigem Physiker im 600. Jahr der Ruperto Carola die Würde eines Doktors der Naturwissenschaften ehrenhalber. Ausgezeichnet wurde er „für seine bahnbrechenden Arbeiten auf dem Gebiet der hochpräzisen Spektroskopie von Atomen und Ionen und seine Untersuchungen der fundamentalen Eigenschaften des Elektrons”︁. Mit der freundlichen Erlaubnis von Professor Brix, dessen erster Diplomand Hans G. Dehmelt war, geben wir diese Laudatio hier auszugsweise wieder.
Quantengravitation — vom Schwarzen Loch zum Wurmloch?
Authors: Nicolai H. , Niedermaier M. 
Published: February 2013

AbstractDie klassische Theorie der Gravitation einer quantentheoretischen Beschreibung zugänglich zu machen gilt als eine der hartnäckigsten Herausforderungen der theoretischen Physik. Allerdings sind die zu überwindenden physikalischen und mathematischen Schwierigkeiten so beträchtlich, daß vielfach Skepsis überwiegt. Dieser Artikel beschreibt Versuche, auch ohne ausgereifte Theorie zu einem qualitativen Verständnis der zu erwartenden Effekte zu gelangen.
Ernst Abbe — ein Physiker und Unternehmer als Sozialreformer: Zum 150. Geburtstag von Ernst Abbe, der vor 100 Jahren die Carl‐Zeiss‐Stiftung gegründet hat
Authors: Freitag C. , Rechenberg H. 
Published: February 2013

AbstractWenn man im 16‐bändigen Brockhaus aus dem Jahre 1903 unter dem Stichwort: „Zeiß, Carl”︁ nachliest, so findet man dort die „Carl‐Zeiß‐Stiftung”︁ beschrieben mit folgendem bemerkenswerten Eintrag: „Die Carl‐Zeiß‐Stiftung zeichnet sich durch eine ganz eigenartige sociale Organisation aus. An socialen Einrichtungen sind hervorzuheben: achtstündige Arbeitszeit; Lohnzuschlag für Überstunden und Sonntagsarbeit; Garantie eines festen, nicht herabsetzbaren Zeitlohnes auch bei Accordarbeitern; Fortzahlung des Lohnes bei unverschuldeter Behinderung und bei Urlaub; Gewinnbeteiligung; Krankenunterstützung für ein volles Jahr, Krankengeld im Betrag von drei Viertel des festen Lohnes; Pensionsberechtigung nach 5 Jahren; Abgangsentschädigung bei unverschuldeter Entlassung. …„([1], Bd. 16, S. 933).Der Gründer dieser Stiftung war der Jenaer Professor Dr. Ernst Abbe (Abb. 1), der sich in der Gelehrtenwelt vor der Jahrhundertwende besonders durch seine Tätigkeit auf dem Gebiet der Theorie des Mikroskops einen Namen gemacht hatte ([2], Bd. 1); nach seinen Berechnungen wurden diese Geräte bei der damals bereits weltweit bekannten optischen Fabrik Carl Zeiss gebaut.
Der Excimerlaser in der Medizin
Authors: Steiner R. 
Published: February 2013

AbstractDer Excimerlaser hat in der Medizin in einigen Fachgebieten schon seine Tauglichkeit bewiesen, und mit den heute verfügbaren Lasersystemen, die den Auflagen der Medizinischen Gesundheitsverordnung entsprechen, wird seine Verbreitung weiter zunehmen. Zuvor gab es für diesen Lasertyp einige Hürden zu nehmen, die durch intensive Forschung und Entwicklung überwunden werden konnten.In Ergänzung der Marktübersicht über Excimerlaser in diesem Heft und des Einführungsartikels dazu von Martin Wehner und Lucia Hünermann referiert Professor Rudolf Steiner vom Institut für Lasertechnologien in der Medizin der Universität Ulm auf Bitte der Redaktion im folgenden kurz den aktuellen Stand der Einsatzmöglichkeiten von Excimerlasern in der Medizin.
Die „Annalen der Physik”︁ im Wandel ihrer Aufgabe
Authors: Hund F. 
Published: February 2013

AbstractDie „Annalen der Physik”︁ erscheinen jetzt seit zweihundert Jahren. In diesem Zeitraum haben sich Träger und Inhalte der Forschung und die Form der Übermittlung von Wissenschaft gewandelt. Der Beitrag überblickt das Wirken der Annalen in diesem Wandel.
Offene Systeme — die merkwürdige Welt des Nichtgleichgewichts
Authors: Haken H. 
Published: February 2013

AbstractDas Jahr 1990 bedeutet für mich ein besonderes Jubiläumsjahr, da ich vor genau dreißig Jahren anläßlich eines Forschungsaufenthalts bei den Bell Telephone Laboratories in den USA zum ersten Mal davon hörte, daß die dortigen Laboratorien eine völlig neuartige Lichtquelle, den Laser, bauen wollten. Dies sollte für mich zu einer dreißigjährigen Forschungsarbeit auf dem Gebiet des Lasers und damit, wie sich später zeigen sollte, vieler anderer damit eng verwandter Phänomene führen. Ich werde also diese Gelegenheit zum Anlaß für einen Rückblick nehmen, aber auch auf einige Zukunftsperspektiven eingehen.Was sind offene Systeme? Darunter versteht man solche Systeme, durch die ein Energie‐ oder Materiefluß hindurchgeschickt wird, wobei Energie und Materie Umwandlungen erfahren. Der Laser ist bereits ein hervorragendes Beispiel hierfür. Beim Gaslaser zum Beispiel wird einem System durch den elektrischen Strom Energie zugeführt, die Energieabfuhr erfolgt dann zum Teil durch das ausgestrahlte Laserlicht, zum Teil durch Wärme etc. Ist die Energiezufuhr bei einem solchen offenen System stark genug, so wird das System weit weg vom thermischen Gleichgewicht getrieben. Es kommt in einen sog. Nichtgleichgewichtszustand. Hier treten nun Erscheinungen auf, die deshalb so merkwürdig sind, weil sie oft unserer Intuition widersprechen, insbesondere wenn diese durch die Thermodynamik geprägt ist. Erhöhen wir bei einem solchen System die Energie‐ oder, präziser ausgedrückt, die Leistungszufuhr, so erwarten wir eine weitere Erwärmung und damit eine Erhöhung der Unordnung. Im Gegenteil dazu schlagen aber eine ganze Reihe von offenen Systemen plötzlich um: Makroskopisch geordnete Strukturen entstehen, kohärente Bewegungsvorgänge laufen ab, oder das System ist in der Lage, ganz neue Funktionen zu übernehmen. Nach der Thermodynamik sollte die Erhöhung von Ordnung mit einer Abnahme der Entropie verknüpft sein, wie man es z. B. bei der Kristallbildung kennt. Bei Systemen im Nichtgleichgewicht wird aber mit erhöhter Ordnung auch die statistische Entropie erhöht, wie wir an konkreten Beispielen im einzelnen nachweisen konnten. Außerdem verliert der Begriff der thermodynamischen Entropie, wie weiter unten zu sehen sein wird, in solchen Systemen seinen Sinn. Erhöhen wir die Leistungszufuhr weiter, so durchlaufen offene Systeme eine ganze Reihe von Instabilitäten, wobei jedesmal neue räumliche, zeitliche oder raumzeitliche Strukturen gebildet werden.
Das Einzelion — Quantenpräparat und Idealuhr
Authors: Toschek Peter E. 
Published: February 2013

AbstractEin einzelnes Ion, gespeichert in einer „Ionenfalle”︁, ist ein mikrophysikalisches Präparat: Es erlaubt die fast beliebige Wiederholung seiner Beobachtung und erhält damit Individualität. Wiederholte identische Präparation des Ionenzustands ermöglicht die Prüfung quantenmechanischer Aussagen an Einzelteilchen. Reproduzierbarkeit und die Freiheit von äußeren Störungen legen nahe, gespeicherte Einzelionen als Frequenznormale und damit als Primäruhren einzusetzen.
Knoten und ihre Verflechtungen mit Physik und Biologie
Authors: Schücker Th. 
Published: February 2013

AbstractDie Entdeckung von Zusammenhängen zwischen scheinbar unverwandten Gebieten zählt häufig zu den besonderen Höhepunkten in der Entwicklung der Naturwissenschaften. Eine ganze Welle solcher Entdeckungen, deren Konsequenzen heute noch nicht abzusehen sind, kam 1984 ins Rollen. Alles begann mit einem für Mathematiker sensationellen Brückenschlag zwischen der Theorie der von Neumann‐Algebren und der Theorie der Knoten: den sogenannten Jones‐Polynomen. Es dauerte kaum ein Jahr, bis Biologen die Nützlichkeit dieser Polynome zur Identifizierung von Enzymen, die den Umbau der DNS bewerkstelligen, erkannten. Etwa zur gleichen Zeit entdeckten Mathematiker einen höchst erstaunlichen Zusammenhang z wischen Knotentheorie und statistischer Mechanik. Auch hierbei spielte der neuseeländische Physiker und Mathematiker Vaughan Jones eine zentrale Rolle. 1988 schließlich gelang es Ed Witten, die Jones‐Polynome mit Techniken der Quantenfeldtheorie, zum Beispiel dem Feynmanschen Funktionalintegral, und der Eichtheorien abzuleiten.
Zur Fertigstellung von HERA
Authors: Schmüser P. 
Published: February 2013

AbstractAm 8. November 1990 feierte DESY in Anwesenheit zahlreicher Gäste die Fertigstellung der Elektron‐Speicherringanlage HERA nach 6 1/2jähriger Bauzeit. Ab Frühjahr 1991 wird die gesamte HERA‐Anlage mit den beiden Speicherringen und den sechs Vorbeschleunigern in Betrieb genommen. Das Forschungsprogramm mit den Detektoren H1 und ZEUS (vgl. Phys. Bl. 43 [1987] Nr. 3, S. 75) soll im Sommer 1991 beginnen.Konzeption und Bau von HERA bedeuteten für alle Beteiligten eine große Herausforderung. Zwei in ihrer Charakteristik ganz verschiedene Speicherringe, einer für Elektronen und einer für Protonen, waren zu bauen. Aus technischen Gründen und um die Kosten im Rahmen der geplanten rd. 1 Mrd. DM zu halten, mußten bei den Komponenten vielfach neue Konzepte angewandt werden.Im folgenden vermittelt Professor Peter Schmüser, der an der Entwicklung der supraleitenden Magnete maßgeblich beteiligt war, einen Eindruck vom Ausmaß der technischen Probleme und Anforderungen, die sich mit dem Großprojekt verbinden. (Red.)