:: Physikalische Kleinigkeiten ::

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:: 21.3.03 ::

Atome beim Schwingen zusehen
Atome beim Schwingen zuzusehen ist gar nicht so einfach. Zwar kann man Atome mittlerweile mit vielen Methoden 'sehen', aber die sind nicht schnell genug, um die Schwingung direkt zu beobachten. Schnell genug wären Laserblitze mit einer Dauer von Femtosekunden (10-15 s), die heutzutage auch gut zu erzeugen sind, nur das Licht kann Atome nicht sichtbar machen. In Essen ist es nun gelungen das Problem zu lösen: mit einem Femtosekunden-Laserpuls wird ein Röntgenstrahlen-puls erzeugt. Damit konnte die essener Forscher in Zusammenarbeit mit Forschern aus Jena, Hannover und Berkeley die Bewegung der Atome beim Schmelzen eines Wismut-Kristalls beobachten. (Nature 422 (2003) 287)

:: Peter 18:13 :: link :: (0) comments ::
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Noch'n Chemielink
Der Spiegel hat eine richtig schöne Chemieseite besprochen:
Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie.
Viele tolle Sachen, wie brennende Bleistiftanspitzer, vieeeeele Chemie-Versuche (z.B. zum Kristallwachstum), Fullerene in der Schule, u.v.a.m.

:: Peter 12:48 :: link :: (0) comments ::
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:: 20.3.03 ::
Geburt eines schwarzen Loches beobachtet?
Der Satelliten HETE-II, der Gamma-Strahlen detektiert, hatte letztes Jahr am 4. Oktober Alarm gegeben: Gamma-Strahlen-Ausbruch detektiert! Buchstäblich in sekundenschnelle wurden dann rund um die Erde optische Teleskope auf die Stelle am Himmel gerichtet, wo der Ausbruch passierte. So konnte zum ersten mal das komplette Verblassen des Nachglühens der Quelle des Gamma-Ausbruchs aufgezeichnet werden. Die Ergebnisse wurden nun in Nature veröffentlicht. Nun kann überlegt werden, ob die gängigen Theorien über die Entstehung von Gamma-Strahlungs-Ausbrüchen (wie Sternexplosionen, Verschmelzungen von Neutronensternen und Schwarzen Löchern) mit den Beobachtungen vereinbar sind. (Nature 422 (2003) 284)

:: Peter 18:41 :: link :: (0) comments ::
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Wellen in Quasikristallen
Quasikristalle sind Kristalle, in denen die Atome regelmäßig angeordnet sind, diese Anordnungen sich aber nicht periodisch wiederholen. Eine Folge davon sollte sein, daß Elektronenwellen in solchen Quasikristallen ziemlich 'unordentlich' aussehen sollten.
Dazu haben nun spanische und mexikanische Forscher eine schöne Simulation gemacht. Sie habe in den Boden einer Wanne in einer quasiperiodischen Anordnung Löcher gebohrt und auf der Flüssigkeitsoberfläche dann Wellen angeregt. Ergebnis: die Wellen sind zwar nicht vollständig periodisch aber auch nicht völlig wirr. Das schöne an diesem Experiment ist natürlich, daß man Eigenschaften von Quasikristallen an an einem viel einfacher zu untersuchenden System studieren kann. ( Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 114501)
Waves of order

:: Peter 15:51 :: link :: (0) comments ::
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:: 19.3.03 ::
Forschung in Euroland
Die Europäische Kommission hat festgestellt, daß im Vergleich mit den USA und Japan in Europa zwar mehr Akademiker ausgebildet werden, aber weniger in der Forschung eingestellt werden. Darüberhinaus bevorzugen drei Viertel aller europäischen Doktoranden nach Beendigung ihrer Doktorarbeit in den USA zu bleiben. Auch ist der Rückgang der Rüstungsausgaben - im scharfen Gegensatz zu den USA - nicht an eine entsprechende Erhöhung der Forschungsausgaben gekoppelt. Allerdings produziert Europa mehr Veröffentlichungen als die USA oder Japan. Ob das nun eine Aussage über die Qualität der europäischen Forschung ist, sei dahingestellt.

:: Peter 19:02 :: link :: (0) comments ::
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:: 18.3.03 ::
Chemie ist's, wenn's knallt und stinkt...
Viele schöne Chemie-Experimente kann man bei chemieexperimente.de finden. Bei experimentalchemie.de gibt es noch mehr, viele Experimente auch mit kurzen Videos. Darunter auch eine oszillierende chemische Reaktion.(de.sci.physik)

:: Peter 15:23 :: link :: (0) comments ::
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Bessy leuchtet
Das Berliner-Elektronen-Speicher-Synchrotron (Bessy) leuchtet hell in einem Bereich des elektromagnetischen Spektrums, der bis jetzt nicht sehr gut zugänglich war: im fernen Infrarot. Das ist langwelliges Infrarotlicht - zu langwellig um mit 'normalen' Lichtquellen (Lampen, Laser,...) genügend hell erzeugt zu werden und zu kurzwellig um mit elektronischen Schaltungen erzeugt zu werden. Bei Bessy konnte nun zu ersten mal stationäre, kohärente Strahlung des fernen Infrarot erzeugt werden. Das ermöglicht Messungen z.B. an Halbleitern, aber auch biologischen Systemen, die bisher so nicht möglich waren. (Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 094801)

:: Peter 15:01 :: link :: (0) comments ::
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:: 17.3.03 ::
Laser und Fullerene im 19. Jahrhundert
Einen wunderbaren Link hat mir Rainer (Handakte WebLAWg) geschickt: lateral science. Viele interessante und skurile wissenschaftliche und technische Texte. Die meisten über 100 Jahre alt, und oft finden sich Faksimiles. Beispiel: The Young Man's Book of Amusement, eine Sammlung von 1854 von schönen und zum Teil höchst gefährlichen Experimenten aus Physik und Chemie.
Es finden sich auch viele Briefe von Ernest Glitch an Michael Faraday. Ob nun echt oder nicht '(E(a)rnest Glitch' heißt: 'Ernsthafter Störimpuls'), die Seiten machen Spaß.

:: Peter 17:42 :: link :: (0) comments ::
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Riss im Wassertröpfchen
Auf gut geglätteten Oberflächen findet man oft Bereiche in denen viele tausende Atome wunderbar gleichmäßig angeordnet sind. Umgekehrt hat man bei den Fullerenen - winzigen, hohlen Fußbällen aus Kohlenstoffatomen - ein Wechsel aus Fünfecken und Sechsecken an der Oberfläche. Wie sieht aber die Anordnung der Atome der Oberfläche einer großen Hohlkugel aus? In einem raffinierten Experiment haben Forscher der TU München Polymerkügelchen sich auf der Oberfläche von Wassertröpfchen in Öl anordnen lassen. Das Ergebnis: die Kügelchen ordnen sich fast überall gleichmäßig an, nur in einigen 'Rissen' in der Oberfläche sind die Fünf- und Siebenecke aneinandergereiht. (Science 299 (2003) 1716)
Auf dem Bild erkennt man die einzelnen, nur einen Mikrometer kleinen Polymerkugeln. (Quelle: TUM)

:: Peter 15:34 :: link :: (0) comments ::
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:: 14.3.03 ::
Etaterhöhung
Gerhard Schröder hat in seiner Regierungserklärung zugesagt, die Etats der Max-Planck-Gesellschaft und andere Forschungseinrichtungen im nächsten Jahr wieder um drei Prozent zu erhöhen.

:: Peter 18:15 :: link :: (0) comments ::
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Einstein
Das heutige Google-Logo:

Google=mc2

Warum? Einstein hat heute Geburtstag!

:: Peter 17:26 :: link :: (0) comments ::
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:: 13.3.03 ::
Das Ende des Weltalls: Finales Auseinanderfallen
Mittlerweile scheint klar zu seien, daß dunkle Energie kein Hirngespinst ist. Über die Natur dieser Energie kann derzeit nur spekuliert werden. Eine solche Spekulation haben nun Robert R. Caldwell, Marc Kamionkowski und Nevin N. Weinberg angestellt. In ihren Überlegungen steigt die Dichte dieser Energie im Universum mit der Zeit an, die dann Phantomenergie genannt wird. Die Folgen sind drastisch: in 22 Milliarden Jahren endet das Weltall. Vorher verschwinden erst die Galaxien vom Himmel, dann wird die Milchstrasse aufgelöst, dann das Sonnensystem. Drei Monate vor Ende des Universums scheint die Erde allein im All zu sein, dann löst sich die Erde auf, dann die Atome.(Caldwell et al., Phys. Rev. Lett., eingereicht; astro-ph/0302506; Danke Rainer für den Link)

Nachschlag
In seinem Artikel in Telepolis versteigt sich Harald Zaun leider am Ende in Thesen, die mit den Überlegungen von Caldwell nichts mehr zu tun haben. Die Folgerungen aus den Überlegungen von Caldwell und Mitarbeitern sind 'verrückt' - wie sie selber sagen. Die dahinterstehenden Fragen sind aber nicht minder mysteriös: Was ist die dunkle Energie, was bedeutet die kosmologische Konstante, steckt die Quintessenz dahinter.... Wenn die Grundannahme von Caldwell unsinnig ist, dann sind seine Folgerungen wertlos. Wenn sie aber vernünftig ist, dann werden die Folgerungen auch akzeptiert (ob Wurmlöcher dadurch möglich werden oder nicht - im übrigen steht in der Vorveröffentlichung dazu das genaue Gegenteil: However, it is hard to see how time machines and wormholes would arise with phantom energy.). Ausserdem ist ein finales Auseinanderfallen des Universums sicher reizvoller, als ein dunkles, kaltes Ende.

:: Peter 17:11 :: link :: (0) comments ::
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:: 12.3.03 ::
Chemische Elemente in Comics
Es tauchen fast alle chemischen Elemente in Comics auf. In welchem Comic Gold auftaucht ist ja wohl klar...

:: Peter 12:57 :: link :: (0) comments ::
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Supermann: Pflichtlektüre für Physiklehrer
Mit Comics kann man Schülern und Studenten viel besser Physik vermitteln, als mit 'akademischen' Lehrbuchbeispielen. Diese Erfahrung hat James Kakalios von der Universität Minnesota bei seinem Erstsemester Seminar Science of Comic Books gemacht. Viel Physik, von der klassischen Mechanik (Wie groß ist die Gravitationskraft von Krypton?) über Elektrizitätslehre, Quantenmechanik bis hin zur aktuellen Forschung (z.B. verschränkte Quantenzustände), kann man in Supermann finden. Dazu Kakalios: "Die Studenten sind so damit beschäftigt ihren Superhelden-Eiscremebecher zu genießen, daß sie nicht bemerken, wie ich sie dazu bringe gleichzeitig Spinat zu essen."
Literatur:
Gresh/Weinberg, The Science of Superheroes
Yaco/Haber, Science of the X-Men

:: Peter 12:40 :: link :: (0) comments ::
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:: 11.3.03 ::
Mini-Neutronenstern
Das Proton, Deuterium und Tritium sind als Wasserstoff-Isotope bekannt. 4H und das erst vor 2 Jahren entdeckte 5H haben sehr kurze Halbwertszeiten. Nun ist es wahrscheinlich auch gelungen 7H herzustellen. 7H hat ein Proton und sechs Neutronen als Kernbausteine - womit man ihn fast als Mini-Neutronenstern bezeichnen kann. Er macht auch wahrscheinlich einen sehr merkwürdigen Zerfall: er zerplatzt einfach in Tritium und 4 Neutronen. (Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 82501)

:: Peter 13:26 :: link :: (0) comments ::
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:: 10.3.03 ::
Pulsierende Dunkelwolke
Erst dachte man, das die Dunkelwolke Barnard 68 bald einen neuen Stern gebiert. Nun hat sich herausgestellt, daß die Wolke, die im Sternbild Schlangenträger steht, pulsiert. Ein schönes Bild des Nebels gibt es hier. ( Danke Rainer; Lada et al., Astrophys. J., in press)

:: Peter 15:54 :: link :: (0) comments ::
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Mikroskopie II
Ein australischer Mathematiker hat darauf hingewiesen, daß die Auswahl der Form eines wichtigen Bauteils des Atomkraftmikroskops auf einer falschen Annahme beruhte. Anstatt die Bildverzerrung zu verbessern, verschlechtert die in vielen - auch kommerziell vertriebenen - Atomkraftmikroskopen benutzte V-Form des Biegebalkens die Bildqualität. Atomkraftmikrokope tasten Oberflächen mit einer Nadel ab. Neben den Rastertunnelmikroskopen und den Rasterelektronemikroskopen liefern sie die besten Bilder aus der Nanowelt. (via slashdot; Sader, Rev. Sci. Instr., in press)

:: Peter 15:27 :: link :: (0) comments ::
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Mikroskopie I
Lichtmikroskope werden immer besser. Optische Nahfeldmikroskope funktionieren zwar mit Licht, sehen aber anders aus und arbeiten auch gänzlich anders als 'normale' Mikroskope. Amerikanische Wissenschaftler haben einen neuen Rekord mit optischen Mikroskopen aufgestellt: Sie fertigten mit einem optischen Nahfeld-Raman-Mikroskop Bilder von Carbon Nanotubes (Kohlenstoff Nanoröhren) mit bisher unerreichter Schärfe an. (Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 095503)
Kohlenstoff Nanoroehrenlinks: 'normales' Mikroskop, rechts: Neue Nahfeldmikroskopie-Technik

:: Peter 14:11 :: link :: (0) comments ::
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Geschichte der Astronomie
Nicht mehr ganz taufrisch (1877), aber voll fett (über 800 Seiten) und als Faksimile bei ALO einsehbar. (via das kollektiv)

:: Peter 11:27 :: link :: (0) comments ::
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:: 7.3.03 ::
48 Monde
Astronomen entdecken acht neue Monde beim Jupiter. Ob allerdings alle 'echt' sind, muß sich noch heraustellen. (Danke Rainer für den Planetenlink)

:: Peter 17:11 :: link :: (0) comments ::
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Erfinder-Biographien
Die Biographien von 36 wichtigen Erfindern gibt es hier zum durchstöbern. Von Richard Arkwright (Wegbereiter der modernen Großindustrie für Textilien), über Ada Byron (Wegbereiterin der modernen Computertechnik) bis zu den Gebrüdern Wright.

:: Peter 14:09 :: link :: (0) comments ::
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:: 6.3.03 ::
Periodensystem im Netz
Periodensystem.net ist eine Site mit ausführlichen Informationen zu den chemischen Elementen - ein gutes und nützliches Nachschlagewerk. Eine ähnliche Seite in englisch: Webelements. (via: Schockwellenreiter, Andrea)

:: Peter 16:21 :: link :: (0) comments ::
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Neuer Oxid-Supraleiter
Man weiß immer noch nicht, warum die sogennaten Hochtemperatur-Supraleiter, die alle Kupferoxid-Schichten enthalten, bei so hohen Temperaturen supraleitend werden (bei max. 138 K = -135 °C). Andere Metalloxide gibt es kaum, die supraleitend werden. Jetzt aber haben japanische Wissenschaftler entdeckt, daß auch Kobaltoxid-Schichten, wenn sie mit Natriumionen und Wassermolekülen auf Abstand gehalten werden, bei 5 K = - 268 ° C supraleitend werden. Nicht viel, aber der sehr ähnliche Aufbau (aber nicht identische - die Kobaltionen sind magnetisch frustiert) der beiden Metalloxid-Supraleiter macht Hoffnung auf eine Erklärung für die Supraleitung in den Kupferoxid-Supraleitern.(Nature 422 (2003) 53)
Kristallstruktur des neuen CoO Supraleiters

:: Peter 15:57 :: link :: (0) comments ::
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:: 5.3.03 ::
Geschüttelt, nicht gerührt
Amerikanische und russische Forscher haben eine neue Methode entwickelt, winzige Bronze-Kügelchen dazu zu bringen, sich selbst in regelmäßigen Mustern anzuordnen. Die Kügelchen befinden sich dazu in einer Flüssigkeit zwischen zwei Platten, an die eine Hochspannung angelegt ist. Durch die Hochspannnung fliegen die Kügelchen immer zwischen den Platten hin und her (genau so, wie es hier in einem Demonstrationsexperiment). Hier finden sich viele tolle Movies der Experimente. Interessant wird diese Entwicklung dadurch, daß man das mit immer kleineren Teilchen ("Nano") machen kann. (Sapozhnikov et al., Phys. Rev. Lett., in print)
 Tiny brass spheres only 120 microns across form a variety of patterns

:: Peter 17:25 :: link :: (0) comments ::
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:: 4.3.03 ::
Gedenktag verpasst
Gestern war der 300. Todestag von Robert Hooke (18.6.1635 - 3.3.1702). Bekannt ist Hooke durch das nach ihm benannte Gesetz über die elastischen Kräfte geworden (Federkraft). Hooke hat in England aber noch viele andere wichtige Dinge gemacht. Unter anderem war Hooke der erste, der den Großen Roten Fleck auf Jupiter beschrieben hat. Auch hat er mit Newton im Streit um die Urheberschaft des Gravitationsgesetzes gelegen. Er behauptete, als erster die quadratische Abstandsabhängigkeit der Gravitationskraft erkannt zu haben. Gefeiert wird Hooke dieses Jahr in Oxford und London. (via pro-physik.de)
Robert Hooke
Copyright: Rachel Chapman, 2002, Please credit the artist if reproducing the portrait

:: Peter 19:32 :: link :: (0) comments ::
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Unterdrückung des Quantenrauschens
Bei Gravitationswellendetektoren und anderen hochpräzisen Interferometern stören zwei Arten Rauschen des Lichts: das Phasenrauschen (unscharfe Phase des Lichts) und das Intensitätsrauschen (unscharfe Intensität des Lichts). Letzteres führt über den Strahlungsdruck zu einem Wackeln der Spiegel im Interferometer. Nun haben drei französische Physiker vorgeschlagen, durch ein zweites Interferometer die Position des Spiegels festzustellen. Sie haben berechnet, daß durch eine Rückkopplung die Position des Spiegels so aktiv korregiert werden kann, ohne daß das Phasenrauschen zunimmt. ( Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 083601 )

:: Peter 14:29 :: link :: (0) comments ::
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:: 3.3.03 ::
Riemann Hypothese bewiesen?
Ob das stimmt? In einer schwedischen Zeitung wurde berichtet, daß ein amerikanischer und ein kolumbianischer Physiker die Riemann Hypothese bewiesen haben; Quantenchaos, Freeman Dyson und Gutzwiller sei Dank. Die Riemann-Hypothese besagt, daß der Realteil aller nicht-trivialer Nullstellen einer bestimmten Funktion - der Zeta-Funktion - genau 1/2 ist. Wichtig ist die Riemannsche Zeta-Funktion aber bei den Primzahlen. Dann lautet die Hypothese: Von den (mit der Zeta-Funktion) berechneten Häufigkeiten der Primzahlen weicht deren tatsächliche Anzahl genauso oft ab, wie es beim wiederholten Werfen einer Münze zu einem Ungleichgewicht von Wappen und Zahl kommt. Naja, für die Lösung des Problems ist ein Preis von 1 Mio. US$ ausgesetzt! (via slashdot; Castro/Mahecha, Annals of Mathematics, submitted)

:: Peter 19:02 :: link :: (0) comments ::
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:: 28.2.03 ::
Laser zum selberbauen
Einen Laser zum selberbauen, Messung der Schallgeschwindigkeit mit einer Soundkarte, Computergenerierte Hologramme, das Lego-Interferometer und noch viel mehr gibt es der Seite des Fachbereichs Physik des Gymnasiums Korschenbroich.(Danke Hergen)
Interferenzbild des Michelson-Morley-Lego-Interferometers

:: Peter 15:23 :: link :: (0) comments ::
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Suche nach Superstrings fehlgeschlagen
Die Superstringtheorie, wenn sie denn richtig ist, verlangt sechs weitere Raumdimensionen, abgesehen von den drei uns bekannten. Diese sind kompaktifiziert, d.h. quasi zusammengerollt. Die Extradimensionen sollten bei kleinen Abständen eine Änderung der Gravitationskraft hervorrufen. Forscher der University of Colorado in Boulder haben nun in einem raffinierten Experiment danach bei Abständen unter 100 µm gesucht und keine Abweichungen vom Newtonschen Gravitationsgesetz gefunden. Damit wird es eng für die zusätzlichen Dimensionen der Superstringtheorie. Andere Änderungen der Gravitationskraft bei kleinen Abständen - die von verschiedenen anderen Theorien vorhergesagt werden - bleiben aber möglich. (Nature 421 (2003) 922)

:: Peter 15:05 :: link :: (0) comments ::
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:: 27.2.03 ::
Marmor Stein und Eisen bricht
Wenn Glas zerbricht entstehen eher glatte Oberflächen. Wenn Metalle bzw. Legierungen brechen sehen die Oberflächen ziemlich zerklüftet aus. Oberflächlich betrachtet ist der Bruchvorgang also anscheinend ein völlig anderer. Nun haben französische Forscher mit einem Atomkraftmikroskop das Brechen von Glas auf der Nanometerskala untersucht. Ergebnis: Glas bricht genauso wie Metall. Allerdings ist die 'Zerklüftung' auf der Nanometerskala. ( Phys. Rev. Lett. 90 (2002) 075504 )
Sequence of successive topographic AFM frames showing the crack propagation at the surface

:: Peter 13:07 :: link :: (0) comments ::
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:: 26.2.03 ::
Lorentz-Invarianz bestätigt
Die Lorentz-Invarianz besagt, daß der Ausgang eines Experiments unabhängig von der Geschwindigkeit ist. D.h. das Messergebnis ist immer das gleiche, egal ob ich das Experiment im Labor in der Uni oder im Flugzeug mache, das mit konstanter aber beliebig großer Geschwindigkeit fliegt. An der Stanford University wurde nun ein Mikrowellenexperiment durchgeführt, daß theoretisch mögliche Verletzungen der Lorentz-Invarianz stark einschränkt.(Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 060403)

:: Peter 17:36 :: link :: (0) comments ::
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:: 25.2.03 ::
Hat das Photon eine Masse?
Chinesische Wissenschaftler haben mit einer Torsionswaage festgestellt, daß die Masse des Photons kleiner sein muß als 10-54 kg. Zum Glück ist das so, denn wenn das Photon eine Masse haben sollte, würde das ziemlich viel Ärger bedeuten, z.B. für die Relativitätstheorie, die Maxwell-Gleichungen oder das quadratische Abstandsgesetz der Coulombkraft. (Luo et al., Phys. Rev. Lett., in print)

:: Peter 14:58 :: link :: (0) comments ::
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Bereuet, das Ende ist Nahe!
Ein kanadischer Forscher hat ein handschriftliches Manuskript von Sir Isaac Newton ausgegraben, in dem Newton den Weltuntergang für Ende 2060 vorhersagt. (via slashdot)

:: Peter 12:35 :: link :: (0) comments ::
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:: 24.2.03 ::
Deutsche Physikabsolventen sind Spitze
Die Durchschnittsnote aller rund 1800 im Studienjahr 2000 bestandenen Diplomprüfungen Physik lag bei 1,4. Das hat der Wissenschaftsrat in einer aktuellen Studie festgestellt und bemängelt: Notengebung an Hochschulen wenig differenziert. Etwas aus dem Rahmen fallen die TU Chmenitz mit einem Durchschnitt von 3,0 und die Uni Giessen mit 0,6.

:: Peter 18:29 :: link :: (0) comments ::
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10 kosmische Merkwürdigkeiten
Die 10 verrücktesten Dinge im All, gewählt von den Lesern bei Space.com. (Astronomische Kleinigkeiten)

:: Peter 13:31 :: link :: (0) comments ::
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