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:: 20.12.04 ::
Supercooles Helium
Helium ist in der Kryophysik ("Kältephysik") fast ein Synonym für kalt. Viele Sachen macht man mit flüssigem Helium bei etwa - 269° C kalt. Richtig "superkalt" kann man andere Atome bzw. Ionen aber viel besser machen. Die kleinen, leichten Ionen kalt zu machen ist allerdings gerade interessant, weil man hier grundlegende Effekte der Quantenmechanik besonders gut untersuchen kann.
Physiker aus Düsseldorf haben es geschafft, immerhin 150 Helium-4 Atome auf 20 Milli-Kelvin zu kühlen, d.h. 0,02° C über dem absoluten Nullpunkt. Dazu haben sie erstmal andere Ionen kalt gemacht. Genauer gesagt, haben sie Beryllium-9 mittels Laserkühlung abgekühlt. Dann haben sie mit diesen Ionen das Helium gekühlt. Nun kann man anfangen, Laser-Untersuchungen am Helium-4 Ion zu machen, um die Eigenschaften dieses Systems mit nur einem Elektron "supergenau" zu untersuchen. (arXiv.org:physics/0412053 )
[Neuentwicklungen]
:: Peter 21:58 :: link :: (0) comments ::
...
TV-Tip
Fernsehtipps habe ich ja bis jetzt nicht gegeben, aber diese Wissenschaftsendung ist sehenswert: BRAINIAC ;-)
Und so merkwürdig die Methoden auch scheinen mögen, das Vorgehen ist in der 'richtigen' Wissenschaft nicht grundsätzliche anders.
[Nicht ganz ernst]
:: Peter 22:47 :: link ::
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Symmetry
Ein richtig schönes Online-Magazin gibt es vom Fermi-Lab und dem Stanford Beschleunigerzentrum. Jetzt ist die zweite Ausgabe da. Inhalt sind populärwissenschaftliche Artikel über Teilchenphysik, Kosmologie, Astrophysik und Physik und Gesellschaft.(via: David Harris' Science news)
[Sonstiges]
:: Peter 22:16 :: link ::
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Verrücktes Wasser
Wasser ist doch immer noch für eine Überraschung gut. Wenn man an eine nicht-magnetische Flüssigkeit ein Magnetfeld anlegt, sollte das die Eigenschaften der Flüssigkeiten eigentlich nicht ändern. Bei Wasser ist das anders. Hier haben japanische Forscher nun herausgefunden, daß ein starkes Magnetfeld die Schmelztemperatur erhöht. Allerdings nur um ein paar tausendstel Grad. Warum das allerdings so ist, weiß man noch nicht. Der nächste Schritt ist erst mal, bei anderen Flüssigkeiten noch einmal genau hinzusehen, ob sich ein ähnliches Verhalten finden läßt. (J. Appl. Phys. 96 (2004) 6127)
[Materialwissenschaft]
:: Peter 22:27 :: link ::
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Mathematische Basteleien
Die Kinder im Kindergarten sollen ja seit dem PISA-Schock mehr im Kindergarten lernen. Dabei hat schon der Begründer der Kindergärten, Friedrich Fröbel, einen schönen Stern zum Basteln aus vier Papierstreifen erfunden, um den Kleinen die Mathematik nahezubringen: den Fröbelstern.
Viel mehr mathematische Basteleien gibt es noch hier.
[Mathematik]
:: Peter 22:27 :: link ::
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Google-Forschung
Der neue Suchdienst von Google für wissenschaftliche Recherchen - Google Scholar - scheint mir ein vielversprechender Ansatz zu sein, um die Literatursuche effektiver zu gestalten. Natürlich gibt es schon lange Recherchemöglichkeiten über Datenbanken (z.B. PubMed, INSPEC, ...). Die Möglichkeit, kostenlos Zeitschriften und vor allem auch andere wissenschaftliche Informationsquellen im Internet zu durchsuchen, kann, denke ich, zu einer wesentlichen Erleichterung Verbesserung der Informationsbeschaffung führen.
[Meinung]
:: Peter 22:12 :: link ::
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Bulmahn katapultiert
Bundesforschungsministerin Edelgard Bulmahn startete am Donnerstag eine neue Katapultanlage im 146 Meter hohen Bremer Fallturm. Die Wissenschaftler schießen dabei eine Experimentierkapsel künftig zunächst nach oben, bevor sie wieder fällt. In den 10 Sekunden, die das Aufsteigen und wieder Herunterfallen dauert, herrscht in der Kapsel Schwerelosigkeit. Zeit genug, um Experimente in Mikrogravitation zu machen.
[Geräte]
:: Peter 21:16 :: link ::
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Hin und Her
Einen neuen Beweis für die Existenz von Neutrino-Ozillationen gibt es vom KamLAND in Japan. In dem Neutrinodetektor wurden Neutrinos aus 53 Kernkraftwerken in Japan registriert. Aus der Längen und Energieverteilung konnte mit 99,6 prozentiger Wahrscheinlichkeit gezeigt werden, dass die Neutrinos oszillieren. (The KamLAND Collaboration, Phys. Rev. Lett., eingereicht)
[Grundlegendes]
:: Peter 21:38 :: link ::
...
Hin und Her
Einen neuen Beweis für die Existenz von Neutrino-Ozillationen gibt es vom KamLAND in Japan. In dem Neutrinodetektor wurden Neutrinos aus 53 Kernkraftwerken in Japan registriert. Aus der Längen und Energieverteilung konnte mit 99,6 prozentiger Wahrscheinlichkeit gezeigt werden, dass die Neutrinos oszillieren. (The KamLAND Collaboration, Phys. Rev. Lett., eingereicht)
[Grundlegendes]
:: Peter 21:38 :: link ::
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Wackel nicht so
Das Gleichgewichtsorgan - sozusagen der 6. Sinn - sitzt im Ohr. Der Teil, der uns sagt ob wir unseren Kopf drehen, besteht aus drei gebogenen Röhren. Durch sie kann man zum Beispiel diese Schrift hier weiter lesen, auch wenn man den Kopf vor dem Bildschirm hin- und herbewegt. Wenn ein anderer aber am Bildschirm wackelt kann man nichts mehr erkennen. Erstaunlich ist, daß die drei Röhren bei allen Wirbeltieren in etwa gleich groß sind - von der Maus bis zum Elefanten. Ein amerikanischer Physiker hat nun herausgefunden, wieso. Er hat ausgerechnet, wie die Empfindlichkeit der Röhren von den Dimensionen der Röhren abhängt. Das Ergebnis war, daß die Röhren so wie sie sind, ziemlich optimal sind. D.h. der Optimierungsprozeß der Evolution war auch hier recht erfolgreich. ( Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 198106 )
[Biophysik]
:: Peter 23:01 :: link ::
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Spin rechts/Spin links
Elektronen haben eine Eigenschaft, die man etwas salopp als Drehung des Elektrons um seine eigene Achse bezeichnen kann - den sogenannten Spin. Mit Magnetfeldern Spins zu sortieren ist einfach - der Stern-Gerlach Versuch. Mit einem Magnetfeld Ladungen zu sortieren ist auch einfach - der Hall Effekt. Mit einem elektrischen Feld Ladungen zu sortieren ist noch einfacher - Plattenkondensator. Aber mit einem elektrischen Feld Spins sortieren? Vorhergesagt haben das zwei russische Physiker schon lange. Nur beobachtet hat das noch keiner. Die Hauptschwierigkeit war, die Spins zu detektieren. Mit einem sogenannten Kerr-Mikroskop haben amerikanische Physiker es nun geschafft - sozusagen ein Spin-Hall Effekt. Einem Halbleiter (Galliumarsenid und Indium-Galliumarsenid) haben sie in ein kleines elektrisches Feld gebracht haben und beobachtet, daß auf der einen Seite sich Elektronen sammelten, die sich rechtsherum drehen und auf der anderen Seite Elektronen, die sich linksherum drehen. Das tolle (aus der Sicht eines Physikers) ist, daß dabei kein Strom sondern nur der Spin fließt. Ein "Spinstrom" und damit ein Riesenschritt auf dem Weg zu einer Elektronik mit Spins - der Spintronik.( Sciencexpress 1105514 )
[Elektrizität]
:: Peter 21:33 :: link ::
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Blub-Blub
Nicht nur für den Kindergarten: Wie funktioniert eigentlich ein Flaschentaucher?(via: Schockwellenreiter)
[Physikalisches Spielzeug]
:: Peter 21:33 :: link ::
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Roentgenium
1994 wurde in Darmstadt in der GSI zum ersten Mal das Element mit der Ordnungszahl 111 erzeugt. Nun konnte die GSI vermelden, daß das neue Element den Namen Roentgenium (Symbol Rg) trägt. Die Halbwertszeit ist mit 6,4 ms allerdings verdammt kurz.
[Kernphysik]
:: Peter 22:08 :: link ::
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Sonne dreckig wie nie
Mit radioaktiven Elementen kann man sehr gut das Alter vieler Sachen bestimmen. Man kann aber auch die Anzahl der Sonnenflecken zählen. Dieses Kunststück haben Forscher aus der Schweiz, aus Finnland und aus Deutschland fertig gebracht. Sie haben alte Bäume und altes Holz untersucht und die 14C-Konzentation bestimmt. Diese schwankt hauptsächlich durch die Aktivität der Sonne, d.h. durch die Stärke des Sonnenmagnetfeldes. Dieses Magnetfeld kann nämlich die Kosmische Strahlung von der Erde fernhalten, die das 14C erzeugt. Das Magnetfeld ist aber dann stark, wenn es viele Sonnenflecken gibt. Wenn man nun die Daten aus den letzen 350 Jahren, in denen es Aufzeichnungen über die Anzahl der Sonnenflecken auf der Sonne gab, mit denen aus den Messungen an den Bäume abgleicht, hat man eine Methode die Anzahl der Sonnenflecken in den letzten 11 000 Jahren zu bestimmen. Herausgekommen ist, daß die Anzahl heute so hoch ist, wie in den letzten 11 000 Jahren nicht. Einen möglichen Zusammenhang mit der derzeitigen Erwärmung der Erdatmosphäre schließen die Forscher aber aus, da es in der Vergangenheit keine starke Korrelation zwischen der Anzahl der Sonnenflecken und der Temperatur der Erdatmosphäre gab. (Nature 431 (2003) 1084 )
[Geophysik]
:: Peter 23:10 :: link ::
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Einsteins Neuer
Über die Bestätigung eines von den österreichischen Physikern Josef Lense und Hans Thirring vorhergesagten Effekt, der Verwirbelung der Raum-Zeit in der Nähe sich drehender Körper, gibt es hier einige schöne Berichte:
Wirbel um die Raumzeit
Relativity passes latest test
Einsteins verdrehte WeltLaser-Messung bestätigt Einsteins Theorie
Nachgewiesen: Raum und Zeit verhalten sich wie Honig
(Nature 431 (2004) 958)
[Grundlegendes]
:: Peter 22:30 :: link ::
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Plasmakristall
Forscher aus Greifswald und Kiel haben einen Kristall bei 40 000° C erzeugt. Definitionsgemäß ist ein Kristall eine regelmäßige Anordnung von Teilchen. Die Physiker haben in einem Plasma, d.h. einem Mischmasch aus Elektronen und Ionen, beobachtet, wie geladene Polymerteilchen eine zwiebelschalenformige Anordnung einnehmen. Naja, die Elektronen hatten eine Temperatur von 40 000° C, die Temperatur der Ionen war mit rund 700° C doch etwas niedriger. Trotzdem ist es eine schöne Möglichkeit die Wechselwirkung von größeren geladenen Teilchen im Plasma zu untersuchen. (O. Arp et al., Phys. Rev. Lett. , im Druck)
[Elektrizität]
:: Peter 22:34 :: link ::
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Konstante Naturkonstante
An sich könnte es sein, daß die Naturkonstanten - wie z.B. die Lichtgeschwindigkeit, die Elementarladung oder die Planck-Konstante - sich mit der Zeit ändern. Besonders interessant ist die Frage natürlich, ob die Konstanten früher, d.h. am Anfang des Universums, andere Werte hatten als heute. Ein Experiment mit negativem Ausgang ist dann natürlich auch wichtig.
Ein solches Experiment haben Physiker von der Physikalisch-Technischen-Bundesanstalt (PTB) gemacht. Mit Atomuhren haben sie die sogenannte Feinstrukturkonstante in Abstand von drei Jahren gemessen und keinen Unterschied gefunden. Aber das mit sehr hoher Genauigkeit.
Untersuchungen an weit entfernten Sternen hatten widersprüchliche Ergebnisse geliefert, ob die Feinstrukturkonstante sich seit der Frühzeit des Universums geändert hat. Um so wichtiger also, auch auf der Erde mal nachzusehen, ob sie sich vielleicht nicht doch ganz ganz wenig ändert. ( E. Peik et al., Phys. Rev. Lett. 93 (2004), im Druck )
:: Peter 22:19 :: link ::
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Supraleitende Protonen
Theoretische Physiker haben einen neuen Zustand der Materie vorhergesagt. Dieser Zustand soll, wenn die Modellrechnungen (mit einem sogenannten Ginzburg-Landau-Ansatz) stimmen, Wasserstoff unter hohen Drücken und bei tiefen Temperaturen einnehmen. Der Wasserstoff wird demnach erst mal flüssig, metallisch und dann sogar supraleitend. Soweit so noch nicht so ungewöhnlich. Das wirklich bemerkenswerte ist aber, daß auch die Protonen supraleitend sein könnten. Sie bilden also Paare und fliegen ungehemmt, d.h. ohne Reibungsverluste umher. Das nennt man aber mit einem anderen Wort supraflüssig und war bisher nur von Heliumatomen bekannt, die bei tiefen Temperaturen jegliche innere Reibung verlieren. Man hat schon mal Anzeichen von Suprafluidität in Wasserstoff gefunden, aber eine supraleitende Supraflüssigkeit wär was ganz neues. Ganz verrückt wird es dann, wenn man noch Magnetfelder anlegt ... aber dazu sollte man vielleicht doch erst die experimentelle Verifizierung dieses neuen Zustands abwarten. (Nature 431 (2004) 666)
[Supraleitung]
:: Peter 22:30 :: link ::
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Forensische Physik
Wie entsteht das charakteristische Muster von Fingerabdrücken? Und haben geklonte Menschen den gleichen Fingerabdruck? Einen wichtigen Schritt zur Beantwortung dieser Fragen haben zwei amerikanische Angewandte Mathematiker gemacht. Sie haben an einem theoretischen Model simulieren können, wie die Grundmuster der Fingerabdrücke - die Schleife, der Wirbel und der Bogen - entstehen. Bis zum vierten Monat ist die Bildung der sogenannten Papillarleisten - der Hautfalten, die die Fingerkuppen bedecken - abgeschlossen. In ihrem Modell haben die beiden Wissenschaftler untersucht, welche Kräfte in der Oberhaut (Epidermis), der Lederhaut (Dermis) und der dazwischen liegenden Basalschicht im Finger eines Embryos wirken. Die Basalschicht wächst ab der zehnten Schwangerschaftswoche schneller als die Lederhaut und die Oberhaut. Dadurch entstehen mechanische Spannungen in der Basalschicht, die schließlich die charakteristischen Falten des Fingerabdrucks aufwerfen. Je nach Randbedingungen erhielten die Forscher die drei Grundmuster der Fingerabdrücke. Jetzt sind die Forscher dabei, in ihrem Modell die Bildung von Bifurkationen (Verzweigungen) und endende Papillarleisten zu erzeugen. (Europhys. Lett. 68 (2004) 141)
[Mathematik]
:: Peter 23:02 :: link ::
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Elektronenschleuder
Elektronen mit hohen Geschwindigkeiten bzw. hohen Energien kann man an vielen Stellen in der Physik sehr gut gebrauchen. Zuerst natürlich bei der Untersuchung von Elementarteilchen. Dann kann man mit energiereichen Elektronen aber auch Laser bauen oder Röntgen- oder Gamma-Strahlen erzeugen. Um hochenergetische Elektronen zu erzeugen, braucht man große Beschleuniger - manchmal Kilometer groß. Bisher wenigstens.
Eine herausragende neue Möglichkeit haben mehrere Forschergruppen nun gleichzeitig erfolgreich getestet. Ein Laserimpuls wird in ein Plasma (Gemisch aus Elektronen und Ionen) geschossen. Sozusagen in der Heckwelle des Pulses werden Elektronen mitgerissen, denen die Ionen folgen. Diese Elektronen und die Ionen schwingen in der Heckwelle hin und her und bilden so eine Plasmawelle.
Der Clou ist dann, daß diese Welle bricht - wie eine Wasserwelle, die an den Strand läuft. Unter ganz bestimmten Umständen bricht die Welle aber nicht unkontrolliert, sondern ein kleiner Teil der Elektronen des Plasmas werden auf wenigen Millimetern innerhalb der Welle auf hohe Energien beschleunigt.
Zum ersten mal ist es den Forschergruppen nun gelungen mit dieser Methoden einen Strahl zu erzeugen, der monoenergetisch ist - d.h. Elektronen nur einer hohen Energie enthält. Damit ist der Weg frei für "Elektronenkanonen" in Laborgröße. Nur einige kleine Probleme müssen noch aus dem Weg geräumt werden. So sind die Elektronenpulse zwar monoenergetisch, aber aufeinander folgende Pulse haben nicht die gleiche Energie. Auf jeden Fall werden aber durch die neuen Elektronenbeschleuniger Untersuchungsmöglichkeiten eröffnet, die viele, viele neue schöne Erkenntnisse bringen werden. (Nature 431 (2004) 535, 538 und 541)
[Ingenieurskunst]
:: Peter 22:39 :: link ::
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Cat-Content
Die Annalen der unwahrscheinlichen Forschung (Annals of improbable Research) - die den Ig-Nobelpreis vergeben - haben auch ein Weblog. Eine aktuelle Meldung daraus: Ein Überblick über wichtige Ergebnisse aus der Katzenforschung. Ein Beispiel ist das Ergebnis, daß Zähneputzen bei Katzen zwar vielleicht wünschenswert wäre, jedoch aus Gründen, die jedem Katzenhalter bekannt sind, nicht wirklich praktikabel ist.
[Reblogging]
:: Peter 21:04 :: link ::
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AmerikanischerNobelpreis
Beim diesjährigen Nobelpreis für Physik war die Frage, wie klein die Sachen sind, für die es den Preis gibt. Die Antwort war: ganz klein, die Quarks. Und damit gab es ihn für Erkenntnisse - über die sogenannte asymptotische Freiheit - die schon etwas zurück liegen. Aktuelle Sachen - wie die Kohlenstoff-Nanoröhren - ließen das Preiskomitee diesmal kalt.
[Sonstiges]
:: Peter 21:59 :: link ::
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Hula-Hoop
Die Ig-Nobelpreise 2004 sind vergeben worden.
In Physik sind die Wissenschaftler Ramesh Balasubramaniam (Universität Ottawa) und Michael Turvey (Universität Connecticut und Yale) für die Untersuchung der Physik des Hula-Hoop Reifen 'geehrt' worden.(Biol. Cybernetics 90 (2004) 176)
In Chemie hat Coca-Cola gewonnen. Die preiswürdige Leistung war, Leitungswasser als tolles Lifestyle-Wasser zu verkaufen und es dann auch noch wegen möglicher Gesundheitsrisiken wieder vom Markt nehmen zu müssen.
In den Ingenieurswissenschaften haben Donald J. und Frank J. Smith den Preis für die Patentierung vom "combover" gekriegt. Und das ist das kunstvolle drapieren von längeren Resthaaren über die Glatze. (U.S. Patent #4,022,227)
[Nicht ganz ernst]
:: Peter 22:20 :: link ::
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Schnell-Schnell
IBM meldet die Entthronisierung des amtierenden Weltmeisters im Schwergewichtsrechnen: ein Prototyp des Clusters »Blue Gene/L« mit 16.000 Prozessoren habe den Geschwindigkeitsrekord des japanischen Earth Simulator gebrochen.
Bleibt abzuwarten, wer am Ende bei der Top 500 Liste der schnellsten Rechner der Welt dann wirklich vorne liegt (Veröffentlichung Anfang November) (via: Industrial Technology and Witchcraft)
[Computer und Physik]
:: Peter 22:17 :: link ::
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Aufgeblasener Atomkern
Der Heliumatomkern (4He) ist der stabilste Atomkern, den es gibt. Physiker am Argonne National Lab in den USA haben 6He-Kerne erzeugt, indem sie Lithium-Atomkerne auf Kohlenstoff ballerten. Diese Kerne sind merkwürdig aufgebaut: da ist ein 4He um den quasi zwei Neutronen kreisen (ein Neutronen-Halo). Die 6He-Kerne werden in einer Falle gefangen und dann die Elektronenhülle mit Lasern untersucht. Aus den Ergebnissen kann dann rückwärts gerechnet werden, wie groß der innere Teil des Atomkerns ist, der die Ladung trägt (der 4He-Kern). Das Ergebnis war, daß er durch die zusätzlichen Neutronen aufgeweitet wird. Damit hat man - und das ist der Clou an der Sache - die Möglichkeit direkt Vorhersagen verschiedener Theorien (z.B. die Quantenchromodynamik ) und Rechnenmethoden der Kernphysik zu testen. Einige Theorien und Methoden schnitten nicht gut ab aber eine hat das Ergebnis ziemlich genau vorhergesagt (eine Quanten Monte-Carlo Rechnung). (Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 142501 )
[Kernphysik]
:: Peter 22:10 :: link ::
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Zähes Experiment
Manchmal gibt es langwierige Experimente in der Physik, aber so lange? Seit 1927 dauert ein Experiment um die Zähigkeit (Viskosität) von Pech zu bestimmen. Aus einem Trichter tropft das Pech. Genau acht Tropfen waren es bisher. Bisher hat aber noch niemand den Tropfen fallen gesehen. Manchmal braucht man eben etwas Geduld beim Experimentieren. (Telepolis)
[Sonstiges]
:: Peter 21:41 :: link ::
...
Nano-Antenne
Radioantennen bestehen (wenigstens beim UKW-Radio) aus einem Draht, dessen Länge in der Größenordnung der Radiowellenlänge liegt - d.h. im Meterbereich. Licht ist auch eine elektromagnetische Welle. Der Unterschied zu Radiowellen ist, daß die Wellenlänge rund zehn Millionen mal kleiner ist. Bis jetzt war es nicht möglich, Drähte in dieser Länge herzustellen. Aber jetzt gibt es ja die Kohlenstoff Nanoröhren (s.u.)!
Forscher aus Boston haben nun an Kohlenstoff Nanoröhren festgestellt, daß sie, wenn sie die passende Länge haben, wie Antennen wirken. Im Augenblick ist der Haken nur, daß es keine Elektronik gibt, die schnell genug für die hektischen Schwingungen des Lichts ist. (Wang et al., Appl. Phys. Lett., im, Druck)
[Nano ...]Kohlenstoff-Nanoröhren, der Strich ist ein tausendstel Millimeter lang.
:: Peter 22:11 :: link ::
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Frieren beim Heizen
Französische Physiker haben eine Flüssigkeit entdeckt, die fest wird, wenn man sie erwärmt. Die Flüssigkeit ist ein Gemisch aus α-Cyclodextrine (αCD, einer Zuckerart), Wasser und 4-Methylpyridin (4MP, eine Toluol -ähnliche Verbindung ). Dieser komische Effekt, des Gefrieren beim Erwärmen, kommt von einer Strukturänderung der einen Komponente des Gemischs. αCD stülpt OH-Gruppen ab einer bestimmten Temperatur nach außen, die dann für Wasserstoff-Brückenbindungen mit Wasser oder 4MP zur Verfügung stehen und dann wird das Ganze fest. Komisch, aber war. (J. Chem. Phys. 121 (2004) 5031)
[Chemische Physik]
:: Peter 21:18 :: link ::
...
Winzgitarre
Kohlenstoff-Nanoröhren sind schon was Erstaunliches. Sie sind Röhren aus Kohlenstoffatomen, deren Wände aus nur einer oder einigen wenigen Atomlagen bestehen und deren Dicke auch nur ein paar Dutzend Atomdurchmesser beträgt. Dabei können sie ziemlich lang werden - bis in den Mikrometer.
Forscher an der Cornell Universität haben es geschafft, eine solche Nanoröhre einzuspannen und zum Schwingen zu bringen - wie eine Gitarren-Saite. Schwierig ist es die Röhren einerseits gezielt zum Schwingen zu bringen und dann auch festzustellen, dass und wie sie schwingen. Geschafft haben sie das durch einen Trick indem sie einen Transistor aus der Nanoröhre gebaut haben. Die Nanoröhre ist dabei mit ihren Enden an zwei der drei Elektroden des Transistors angeschlossen. Die dritte Elektrode - das Gate - steuert den Stromfluss durch die Röhre. Mit diesem Stromfluss konnten sie feststellen, ob und wie die Röhre schwingt. Durch die Spannung am Gate konnten sie die (mechanische) Spannung der Saite einstellen - von schlabbrig durchhängend, über straff gespannt bis zu bretthart. Durch eine kleine Wechselspannung am Gate konnten sie dann die Saite zum schwingen bringen. Nur lange schwingen die Nano-Saiten nicht. Nach 80 bis 200 Schwingen ist Schluss. Zum Vergleich: eine normale Gitarrensaite, die 5 Sekunden beim Kammerton a schwingt hat über tausend Schwingungen gemacht. (Nature 431 (2004)284 )
[Nano ...]
:: Peter 21:56 :: link ::
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Die Schokoladenseite der Physik
Wie ist die Kristallstruktur von Schokolade? Dieser Frage, die sich wie eine Scherzfrage anhört, sind Kristallographen aus den Niederlanden nachgegangen. In Schokolade spielt die Kakaobutter eine sehr wichtige Rolle für die Konsistenz und Beschaffenheit. Die Umkristallisation von Kakaobutter ist einer der Gründe, warum Schokolade nach falscher oder zu langer Lagerung - ohne größere Geschmacksänderung - unansehnliche weiße Beläge kriegt. Mit Synchrotronstrahlung - Licht bzw. hier Röntgenstrahlung, erzeugt an einem Elektronenspeicherring - kann man sehr gut die Kristallstruktur von anorganischen und organischen Materialien bestimmen. Für einen Teil der Kakaobutter - dem Triglycerid 1,3-distearoyl-2-oleoylglycerol; C57H108O6 - konnten die Forscher von der Universität Amsterdam nun die Kristallstruktur bestimmen. Damit kann man besser die Entstehung des weißen Belags auf der Schokolade verstehen und erste kommerzielle Anwendungen gibt es auch schon. (Peschar et al., J. Phys. Chem., im Druck)
[Chemische Physik]
:: Peter 22:10 :: link ::
...
Kernchemie
Eigentlich sind die Eigenschaften der Atomkerne ziemlich unveränderlich, egal in welcher Umgebung sie sich befinden. Z.B. ist die Halbwertszeit immer die gleiche, egal ob das Atom in einer chemischen Bindung ist, ionisiert ist oder in der Gasphase. Bisher dachte man das wenigstens. Japanische Physiker haben nun untersucht, wie sich die Halbwertszeit von Beryllium-7 (7Be) ändert, wenn man es in ein Fulleren Molekül (C60) einbaut. Die spezielle Elektronenverteilung in C60 macht es möglich, die Halbwertszeit um fast 1% zu verringern. Möglich ist das durch den speziellen Zerfall den 7Be macht: Aus der Elektronenhülle fängt der Atomkern ein Elektron ein und sendet dafür ein Neutrino aus. Danach wird in 10% der Fälle ein Gamma-Quant ausgesandt. Die werden dann gezählt und daraus die Halbwertszeit bestimmt. Das schwierigste an dem Experiment war wahrscheinlich, das 7Be in den Fullerenkäfig reinzukriegen. (Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 112501)
[Kernphysik]
:: Peter 22:08 :: link ::
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Magnet im Fluss
Magnetfelder in rotierenden, elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten ist mit das Komplizierteste, was man in der Physik machen kann. In vielen physikalischen Systemen ist aber genau diese Magnetohydrodynamik wichtig. Z.B. dreht die Erde sich und im Inneren ist sie zum Teil flüssig und Magnetfelder gibt es auch. In Sternen und Gasplaneten sind auch Magnetfelder vorhanden und die Rotation der Gase in den Sternen und Planeten ist zudem auch kompliziert. Auch in Gaswolken um rotierende Sterne sind Magnetfelder da und das Gas ist oft ionisiert und dreht sich.
Physikern von der Universität Maryland ist dazu ein wichtiges Experiment gelungen, bei dem sie zum ersten Mal "magnetische Instabilitäten" in einer rotierenden Flüssigkeit beobachtet haben. In eine Hohlkugel haben sie flüssiges Natrium getan und darin eine weitere Kugel rotieren lassen. Dann haben sie ein statisches Magnetfeld angelegt. Bei bestimmten Verhältnissen der Rotationsgeschwindigkeit zum Magnetfeld zeigten sich charakteristische Magnetfeldmuster im Natrium. Mehr noch - die Strömung in der Flüssigkeit kann turbulent sein und die Muster entstehen trotzdem. Weitere Experimente dieser Art können helfen, besser zu Verstehen, wie z.B. das Erdmagnetfeld entsteht und stabil bleibt oder wie Gaswolken um Sterne herum durch die Ausbildung der magnetischen Muster in sich zusammenfallen. (Sisan et al., Phys. Rev. Lett. , im Druck)
[Magnetismus]
:: Peter 22:54 :: link ::
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Erde ein Gasplanet?
Im Erdmantel kann Methan auf völlig anorganische Art und Weise entstehen. Das haben Geophysiker in den USA experimentell nachgewiesen. In einer Diamanten-Stempel-Zelle haben sie Drücke von bis zu 110 000 Atmosphären und 1500° C in einem Gemisch aus Eisenoxid, Calciumcarbonat und Wasser erzeugt. Die Verhältnisse entsprechen denen im Erdmantel. Entstanden ist Methan. Nun kann man anfangen zu spekulieren. Erzeugt die Erde Methan in größeren Mengen selber? Kommt das Methan bis zu Erdkruste? Ist das vielleicht eine mögliche Energiereserve? Wird vielleicht sogar Erdöl in Erdmantel so erzeugt? (H. Scott, Proc. Natl. Acad. Sci., im Druck)
[Geophysik]
:: Peter 20:17 :: link ::
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Magisches Silber
Metallcluster sind Moleküle aus einigen wenigen bis einigen hundert Atomen. Herstellen kann man sie, indem man Metall verdampft. Im Metalldampf finden sich dann die kleinen Klumpen. Interessant sind sie, weil sie ein Zwischending zwischen Festkörper und Molekül sind. Experimentell sind sie schwierig zu untersuchen, weil man sie nicht 'festhalten' kann. Von der theoretischen Seite sind sie schwierig zu behandeln, weil sie viel zu viele Teilchen enthalten, aber zu wenig um die Methoden der Festkörperphysik oder der statistischen Physik anwenden zu können.
Eine schöne theoretische Vorhersage in der Clusterphysik haben Physiker aus It alien und Frankreich nun gemacht. Sie haben ausgerechnet, daß Cluster aus Nickel oder Kupfer, die eine Hülle aus Silberatomen haben besonders stabil sind - und die Nickelcluster sind zudem magnetisch. Nun sind die Experimentalphysiker an der Reihe, zu zeigen, daß die erst kürzlich erzeugten Cluster auch wirklich so stabil sind.(Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 105503)
[Nano ...]
:: Peter 21:00 :: link ::
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Grid-Computing
Elemtarteilchenphysiker brauchen nicht nur riesige Beschleunigeranlagen, sondern auch riesige Computerleistungen um die anfallenden Datenmengen zu bearbeiten. Supercomputer können zwar schnell rechnen, aber lösen nur ein Teil des Problems. Einerseits müssen die riesigen Datenmengen gespeichert werden, andererseits müssen die Daten für die überall in der Welt verstreuten Physiker zugänglich sein und die Rechnerleistung sollte möglichst immer zur Verfügung stehen.
Am europäischen Forschungszentrum CERN wird das Problem in ein paar Jahren besonders akut, wenn der große neue Beschleunigerring, der Large-Hadron-Collider, in Betrieb geht. Die Lösung die man CERN gewählt hat, ist ein Computer-Grid aufzubauen. Dazu werden mehrere zehntausend Computer zusammen geschaltet und der gesamte Speicher und die gesamte Rechnerleistung gemeinsam genutzt. Zudem kann der einzelne Wissenschaftler an einem Rechner auf diese Rechnerleistung und die gespeicherten Daten zugreifen.
Die britische Gruppe der Cern Grid-Computing Kollaboration hat nun einen wichtigen Meilenstein erreicht. 6000 Computer an 78 Standorten konnten zum ersten permanenten Grid zusammen geschaltet werden, das richtige Wissenschaft macht.
[Computer und Physik]
:: Peter 22:31 :: link ::
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Geht doch gar nicht!
Es gibt einen ziemlich komischen Zustand von Flüssigkeiten, den man suprafluid nennt. In einer suprafluiden Flüssigkeit haben die Atome alle den gleichen quantenmechanischen Zustand. Eine Konsequenz ist, daß man die Flüssigkeit viel schwerer in Rotation versetzen kann. Wenn man mit einem Löffel in einer Tasse mit suprafluiden Helium rührt, fängt des Helium sich nicht an zu drehen. Allerdings passiert das erst nahe dem absoluten Nullpunkt, d.h. bei fast -273° Celsius.
Komisch genug. Nun haben Physiker aus den USA eine Vermutung bestätigt, die sie schon Anfang des Jahres hatten: bei festem, also gefrorenem Helium tritt genau der gleiche Effekt auf. Zwar haben sie keinen Löffel genommen, sondern haben einen Behälter mit festem Helium in Rotation versetzt, aber der Effekt war der gleiche ein kleiner Teil des festen Heliums hat nicht an der Rotation teilgenommen. Wie das gehen soll, erscheint allerdings noch ziemlich schleierhaft. Eine Theorie aus den 60er besagte, daß Gitterfehlstellen (fehlende Kristallgitteratome) suprafluid werden können. Vielleicht ergibt sich daraus eine Erklärung für das Experiment. Und wie soll der neue Zustand genannt werden? Suprafest? Suprasolid? Supersolid? Superfest? (E. Kim und M. H. W. Chan Sciencexpress 02.09.2004)
[Bose-Einstein]
:: Peter 22:43 :: link ::
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Weltmarkt für 5 Computer
Eine schöne Sammlung von Zitaten von Wissenschaftlern, Technikern und aus Zeitungen über die Unmöglichkeit heute längst realisierter Erfindungen findet man hier (pdf). Das Zitat oben stammt von Thomas Watson, Chef von IBM, 1943. Am schönsten finde ich ja:
Flugmaschinen, die schwerer als Luft sind, sind ein Ding der Unmöglichkleit.
Lord Kelvin, Britischer Physiker und Präsident der britischen Royal Society, 1895.
Mehr Zitate findet man auch hier , hier , hier und hier.
[Wissenschaftler]
:: Peter 23:02 :: link ::
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BlogRoll aufgeräumt
Abgesehen von einigen (leider) toten Weblog-Links sind drei neue Weblogs dazugekommen und ein zusätzlicher RSS-Feed:
- Annette: ChemBlog mit viel Physik
- Archaeo-Log
- Physics Post
- The String Coffee Table
[Reblogging]
:: Peter 22:49 :: link ::
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Schneller als das Licht
Licht ist bekanntermaßen eine elektromagnetische Welle. Das elektrische Feld von Licht schwingt aber verdammt schnell hin und her. So schnell, daß es bisher unmöglich war, das sich ändernde elektrische Feld direkt zu beobachten. Ein Team aus Physikern aus Deutschland und Österreich haben jetzt einen extrem kurzen Laserpuls im weichen Röntgenbereich erzeugt, der kurz genug ist, um das elektrische Feld eines anderen kurzen, aber sonst normalen Laserpulses abzutasten. Sie haben den zeitlichen Abstand der beiden Laserpulse kontinuierlich verändert und es damit geschafft, buchstäblich ein Oszilloskop zu bauen, mit dem das elektrische Feld in Licht aufgezeichnet werden kann. (Science 305 (2004) 1267)
[Quantenoptik]
:: Peter 21:15 :: link ::
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Wetten dass?
Bei einem englischer Broker kann man nun wetten, ob das Higgs-Boson bis 2010 gefunden wird. Die Wette steht 7 zu 1. Mehr kann man holen, wenn ein Fusionsreaktor bis 2010 gebaut wird: 101 zu 1. Für die Entdeckung von Gravitationswellen mit dem Gravitationswellendetektor LIGO steht es 11 zu 1 und beim Verständnis der Kosmischen Strahlung 5 zu 1.
[Sonstiges]
:: Peter 21:55 :: link ::
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Lochfraß erklärt
Edelstahl gilt als Rostfrei. Allerdings rostet auch Edelstahl manchmal und leider nicht immer vorhersehbar. Wenn Edelstahl rostet, dann meist auch gleich richtig. Es war schon bekannt, daß der Lochfraß in winzig kleinen Punkten anfängt und sich dann schnell ausbreitet. Nun haben Forscher des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität Virginia ein neues optisches Mikroskopieverfahren entwickelt, um Filme von der Korrosion von Edelstahl aufzunehmen. Diese Filme haben sie mit Modellrechnungen verglichen und damit herausgefunden, daß der Lochfraß durch eine autokatalytische Reaktion entsteht. D.h. kleine Rostpunkte, die sonst vielleicht von selbst wieder verschwinden, erzeugen in ihrer Umgebung weitere Rostpunkte, die selber wieder Rostpunkte hervorrufen. So breitet sich der Rost Epidemie-artig - buchstäblich in Sekundenschnelle aus, wenn in der Umgebung des Stahl sich die korrodierenden Verhältnisse nur wenig ändern.
Durch die Möglichkeit Filme vom Rosten zu machen und zudem zu verstehen was passiert, kann nun in der Materialwissenschaft viel gezielter nach Möglichkeiten gesucht werden, Stähle noch resistenter gegen Rost zu machen. (Science 305 (2004) 1133)
[Materialwissenschaft]
:: Peter 22:52 :: link ::
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Slartibartfasts Geheimnis gelüftet
Es ist schon recht lange bekannt, daß Felsenküsten oft eine fraktale Struktur haben. D.h. vom Satelliten aus gesehen sieht eine Küstenlinie genauso aus, wie aus dem Propellerflugzeug. Warum das so ist, war bisher nicht klar. Französische und italienische Physiker haben nun mit einem einfachen Modell herausgefunden, daß das Wechselspiel zwischen zerklüfteten Küsten und der erodierenden Kraft der Meereswellen ausreicht, eine fraktale Küstenlinie zu erzeugen. Der Trick ist, daß eine Welle anfängt die Küste anzubohren. Die nächste Welle kommt in der entstandenen Bucht nur geschwächt an und bricht eine neue kleinere Bucht in die alte Bucht. In diese zweite Bucht kommt dann die nächste Welle noch schwächer an und bricht eine noch kleinere dritte Bucht rein,...( Sapoval et al., Phys. Rev. Lett., im Druck)
[Mechanik]
:: Peter 21:38 :: link ::
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Arbeitskreis Philosophie in der Physik
Physik (griech.: Natur) und Philosophie (griech.: Weisheitsliebe) gehörten eigentlich schon immer irgendwie zusammen. Das kann man z.B. beim großen Aristoteles sehen. Im Vergleich zu den Zeiten von Immanuel Kant ist das Verhältnis zwischen Physik und Philosophie etwas schwieriger geworden. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft hat nun einen neuen Arbeitskreis ins Leben gerufen der die Kommunikation verbessern soll und eine Grundlagendiskussion in Gang halten soll. Der neue Arbeitskreis Philosophie in der Physik wird sich primär mit erkenntnistheoretischen und naturphilosophischen Problemen beschäftigen. Der 'AK Phil' soll aber auch dabei helfen, die Kluft zwischen dem 'Weltbild der Physik' und den 'alltäglichen' Lebensumständen zu überbrücken. Ein wichtiger Diskussionspunkt soll aber auch das öffentliche Interesse an der physikalischer Grundlagenforschung sein.
[Sonstiges]
:: Peter 22:15 :: link ::
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Flambierter Saphir
Glas besteht zum überwiegenden Anteil aus Siliziumdioxid. Man hat schon lange versucht aus anderen Materialien Gläser herzustellen - d.h. amorphe Festkörper, die keine bzw. sehr geringe kristalline Ordnung der Atome aufweisen. Bei manchen chemischen Verbindungen ärgert man sich, daß das nicht geht. Ein solches Material ist Aluminiumoxid (Al2O3). Aluminiumoxid tritt in vielen Variationen auf: z.B. Korund, Saphir und Rubin. Gerade die mechanischen Eigenschaften sind so gut, daß man gerne Glas aus diesem Material hätte. Bisher ging das aber nicht. Nun haben Forscher der Firma 3M es geschafft, mit einer speziellen Technik Glas aus Al2O3 herzustellen. Sie sprühten Pulver von Al2O3 durch eine sehr heiße Flamme in kaltes Wasser. Die Körnchen preßten sie dann bei hohen Temperaturen zusammen. Heraus kam etwas trübes, aber richtiges Glas - nur eben aus Al2O3. Und das tolle ist, wenn das Material noch etwas höher geheizt wird, so daß noch kleine Kristallite in dem Glas entstehen, dann ist das Material genauso hart wie Korund. Physikalisch interessant ist das ganze auch noch, da verschiedene Al2O3 Strukturen zu Phasenübergänge zwischen verschiedenen Glasarten führen. Da heißt ein Glaskörper aus Al2O3 kann bei Temperatur oder Druckänderung seine physikalischen Eigenschaften plötzlich ändern - ein Glas-Glas-Phasenübergang. (Nature 430 (2004) 761)
[Chemische Physik]
:: Peter 22:26 :: link ::
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Oller Zausel
Ein internationales Team von Astronomen von der europäischen Südsternwarte in Chile haben am Sehr Großen Teleskop (Very Large Telescope) das Alter der Milchstraße gemessen. Sie haben dazu den Berylliumgehalt von schwachen Sternen in einem Kugelsternhaufen gemessen. Kugelsternhaufen sind Ansammlungen von sehr alten Sternen in unserer Milchstraße. Die kleinen Sterne dieser Kugelsternhaufen bestehen fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium. Andere Elemente gab es bei ihrer Entstehung noch nicht. Die wenigen schwereren Elemente, die es damals gab, waren durch die ersten Supernovae in die junge Milchstraße gelangt. Das Beryllium ist dann durch Kernspaltung dieser schweren Elemente enstanden. D.h. durch Messung des Berylliumgehalts dieser Sterne kann man zurück rechnen, wann die allerersten Sterne in der Milchstraße entstanden sind. Es ergibt sich 13,6 Milliarden Jahre. Damit ist die Milchstraße fast so alt wie das Universum, dessen Alter man auf 13,7 Milliarden Jahre schätzt. (L. Pasquini et al., Astr. Astrophys., im Druck)
[Astronomie und Astrophysik]Alte kleine Sterne in NGC6397
:: Peter 22:45 :: link ::
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Verzwirbelter Laser-Puls
Bisher waren die meisten Experimente zur Untersuchung von Atomen und Molekülen mit Lasern eher etwas grob. Man ballerte mit dem Laser auf die Atome und Moleküle und hoffte, daß das eine oder andere Teilchen einen Teil des Laserstrahls absorbiert. Nun ist es japanischen und deutschen Forschern gelungen, eine viel feinere Art der Untersuchung von Molekülen zu entwickeln. Dabei wir die Intensität und vor allem auch die Polarisation des Laserlichts während des Laser-Pulses so gesteuert, daß die Elektronen in Iod-Moleküle bzw. Kalium-Moleküle genau so einen Stoß kriegen, daß sie optimal aus dem Molekül heraus katapultiert werden, d.h. die Moleküle ionisiert werden. Interessant ist diese Art der Laserspektroskopie vor allem deshalb, weil damit Moleküle - oder sogar nur einzelne Teile von Molekülen - ganz gezielt in bestimmte Rotationszustände versetzt werden können, die sonst nur eher zufällig angeregt worden wären. (Phys. Rev. Lett. 92 (2004) 208301 Phys. Rev. Lett. 92 (2004) 208301)
[Chemische Physik]
:: Peter 22:26 :: link ::
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Öfter mal einen Stromausfall
Der große Stromausfall in den USA und Kanada letztes Jahr war ein Glücksfall für die Umweltforschung. Durch den Ausfall der Kraftwerke im Ohio-Tal konnte direkt gemessen werden, wo und wie die Luft schlecht war und wie sie schlagartig besser wurde. Der SO2-gehalt der Luft sank teilweise um 90 %, der Ozongehalt um die Hälfte und die Anzahl der Rußteilchen um 70 %. Das haben Untersuchungen von Meteorologen der Universität Maryland ergeben. Das die Kraftwerke soviel Dreck pusten war nicht erwartet worden. (Geophysis. Res. Lett. 31 (2004) L13106 )
:: Peter 22:52 :: link ::
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Pedal Hubschrauber update
Die größte Befürchtung der Konstrukteure des kanadischen, mit Muskelkraft angetriebenen Hubschraubers war leider berechtigt. Die Stabilität ihrer Fliegenden Kiste war gestern bei ihrem ersten Startversuch nicht groß genug. Ehe noch die zwei gegenläufig rotierenden Rotoren richtig in Fahrt kamen, berührten sie sich und ein Stück Styropor riß ab. Danach gab es Probleme mit der Kette, so daß der Startversuch abgebrochen werden mußte, ohne daß der Vogel auch nur einen Zentimeter vom Boden abhob. Der nächste Startversuch soll dann in einer Halle stattfinden, um die Stabilität nicht durch störende Winde zu gefährden. Es muß nur eine passende Halle gefunden werde, da der größere der beiden Rotoren einen Durchmesser von schlappen 36 m hat und damit eine größere Spannweite hat als eine Boing 737.
[Ingenieurskunst]
:: Peter 23:10 :: link ::
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Hub-Schraub-Schraub
Ist zwar nicht direkt physikalische Forschung, aber um physikalische Gesetze geht es aber auch. Alle Welt redet von dem Preisgeld für den ersten privat finanzierten Raumflug. Einer Nummer kleiner, aber dennoch ziemlich schwierig, ist die Aufgabe, einen Hubschrauber zu bauen, der alleine mit Muskelkraft eines einzelnen Menschen fliegt. Eine Minute lang drei Meter über den Boden muß das Fluggerät schweben. Der bisherige Rekord waren 20 Sekunden 20 Zentimeter hoch. Übermorgen will ein Team von Studenten der British Columbia University mit ihrem 'Donnervogel' abheben. Als Preisgeld winken $ 20 000. Allerdings hat das Projekt bisher schon ein mehrfaches dieser Summe gekostet. Die größte Angst der Konstrukteure ist, daß der Vogel zu früh auseinanderfällt. Na dann viel Glück! (via: Slashdot: Science )
[Ingenieurskunst]
:: Peter 22:46 :: link ::
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Ungleiche Brüder
Materie und Antimaterie sehen sich im allgemeinen zum Verwechseln ähnlich. Antimaterie ist dabei quasi das Spiegelbild der Materie - gleiche Masse, gleiche Erscheinung, nur die Ladungen und einige andere Eigenschaften sind genau entgegensetzt. Bisher waren nur ganz kleine Unterschiede bekannt. Überraschenderweise hat nun ein internationales Forscherteam in den USA herausgefunden, daß bei den sogenannten B-Mesonen ein bestimmter Zerfall bei den Teilchen etwa 30 % häufiger als bei den Anti-Teilchen ist. Und das nun wirklich kein kleiner Unterschied. Bedeutsam ist diese Entdeckung vor allem auch deshalb, weil man damit wieder einige Schritte näher zu dem Verständnis kommt, warum es im Weltall nicht gleichviel Materie wie Antimaterie gibt. (BaBar Collaboration, in Vorbereitung)
[Grundlegendes]
:: Peter 21:54 :: link ::
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Neutronentomographie
Gemeinhin werden frei herum fliegende Neutronen als gefährlich angesehen - und das ja auch nicht ganz zu unrecht. Auf die Idee zu kommen, Neutronen in der medizinischen Diagnostik anzuwenden, muß man daher auch erst mal kommen. Neutronen haben aber einige Vorteile, die sie prinzipiell für medizinische Untersuchungen interessant machen. Eine ist, daß man durch Kernreaktionen von hochenergetischen Neutronen die chemischen Elemente unterscheiden kann. Eine andere ist, daß die Neutronen ansonsten ziemlich ungehindert durch das Gewebe durchfliegen. Als Anwendung käme z. B. die Krebsfrüherkennung in Frage, da in Tumorzellen sich bestimmte Elemente anreichern. Amerikanische Medizinphysiker haben nun erste Testexperimente gemacht, bei denen sie dreidimensionale Bilder von Kupfer und Eisenstreifen gemacht haben. Für die Praxis muß natürlich die Frage geklärt werden, ob diese Neutronen-Stimulierte-Neutronen-Computertomographie mehr nützt als schadet. Erste Abschätzungen zeigen aber, daß die radioaktive Strahlendosis bei einer Untersuchung mit der neuen Methode geringer ausfällt, als bei herkömmlichen Röntgenuntersuchungen. (Floyd et al., in Vorbereitung)
[Biophysik]
:: Peter 23:37 :: link ::
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"Vater" des Mondstaubs gestorben
Der in Wien geborene Naturwissenschaftler Thomas Gold ist am 22.6. gestorben. Er hat zusammen mit Hermann Bondi und Fred Hoyle ein Gegenmodell zur Urknall-Hypothese entwickelt: die Steady-State-Theorie. In diesem Modell verändert sich das Weltall nicht - es hat keinen Anfang und kein Ende. Die in diesem Modell scheinbare Ausdehnung des Weltalls kommt durch ein laufendes Entstehen und Vergehen von Materie zustande - alles ist im Fluß. Zwar konnte sich die Theorie nicht durchsetzen, aber sie war ein wichtiger Beitrag zum Verständnis der Entstehung des Weltalls. Gold hat aber noch viele andere Sachen gemacht. So hat er richtig vorhergesagt, daß der Mond mit einer Staubschicht bedeckt ist. Deshalb hatten die Amerikaner auch Vorsichtsmaßnahmen ergriffen, daß die ersten Astronauten auf dem Mond nicht gleich im Mondstaub versanken. Er hat auch als erster erkannt, daß Pulsare winzige, aber schwere Sterne sind, die sich schnell um die eigene Achse drehen. Fast alle Thesen Golds waren umstritten - so auch seine letzten Arbeiten aus der Biologie.
[Wissenschaftler]
:: Peter 21:08 :: link ::
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Physik in einer Eierschale
Wie explodiert eine Rakete? Dieser Frage sind Forscher aus Stuttgart und Ungarn nachgegangen. Allerdings haben sie keine Tanks kaputt gemacht, sondern haben das an einem einfachen Modell untersucht. An ausgeblasenen Hühnereiern (kein Witz!). Sie haben die ausgeblasenen Eier sauber gemacht, in die Mikrowelle zum trocknen gelegt und dann mit Wasserstoff gefüllt. Das so präparierte Ei haben sie in eine Plastiktüte getan und angezündet (AVI 2.2 MB ). Die Krümel haben sie dann gezählt und ausgemessen, wie groß sie sind. Das physikalisch interessante Ergebnis ist aber, daß die Art der Größenverteilung unabhängig davon ist, wie die Eier kaputt gemacht werden. D.h. wie groß die Energie der Explosion war, wie groß das Ei war oder auch, ob es schlicht an die Wand geworfen wurde (AVI 10.5 MB). Und damit ist dieses universelle Gesetz auch übertragbar auf andere Systeme - eben z.B. auf explodierende Raketen. (Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 035504 )
[Mechanik]
:: Peter 22:43 :: link ::
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Krümelphysik
Atome kann man mittlerweile mit speziellen Mikroskopen - z.B. dem Rastertunnelmikroskop - sehr gut 'sehen'. Mit anderen Methoden, wie der Röntgenstreuung kann man die Struktur von Kristallen mit hoher Präzision bestimmen. Fast unmöglich war es aber bisher, wenn man die Struktur von winzigen Krümeln mit nur wenigen Atomen herausfinden will. Schwierig ist das vor allem deshalb, weil man diese Cluster nicht festhalten kann. Man kann sie zwar auf eine Oberfläche legen, dann sind sie aber heftig verformt. Frei herum fliegend kann man sie aber mit den Hochleistungsmikroskope nicht sehen. Außerdem kann man nicht genug gleichartige Cluster auf einmal herstellen, um sie mit Röntgenstrahlung zu untersuchen.
Einem internationalen Forscherteam ist es nun gelungen, die Struktur von Clustern aus Vanadium-Atomen aufzuklären. Dazu haben sie sehr helles Infrarotlicht benutzt, um die Cluster zum Schwingen zu bringen. Die Schwingungen haben sie mit theoretischen Modellrechnungen verglichen und so die Struktur der Cluster bestimmt. (Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 023401)
[Nano ...]
:: Peter 21:30 :: link ::
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Elektronenpinzette
Forscher am IBM-Forschungsinstitut in Rüschlikon/Schweiz haben in Zusammenarbeit mit schwedischen Physikern es geschafft mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops einem Goldatom ein Elektron zuzufügen und danach wieder zu entreißen. Das ionisierte Atom lag auf einer NaCl Oberfläche und zeigt einen deutlichen Graben um sich herum. Die neutralen Atome zeigen diesen Graben nicht. Ein weiterer großer Schritt auf dem Weg, ganz gezielt Atome auf Oberflächen zu bewegen und zu manipulieren. (Science 305 (2004) 493)
[Nano ...]
:: Peter 23:00 :: link ::
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Perowskit
Ein Nachtrag zur letzten Meldung:
Das Mineral des Erdmantels hat die gleiche Struktur wie Perowskit. Perowskit ist eine relativ seltene Titanverbindung, hier ein schönes Bild:
[Geophysik]
:: Peter 22:56 :: link ::
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Neues Mineral im Erdmantel
Vor kurzem wurde eine neues Mineral - bzw. eine neue Phase eines Minerals gefunden, das in der sogenannten D'' Schicht an der Grenze zwischen Erdmantel und Erdkern ziemlich häufig zu sein scheint. Nach der Entdeckung, haben nun japanische und schweizer Forscher in zwei theoretischen Arbeiten gezeigt, daß eine Reihe der bisher unverstandenen Eigenschaften der D" Schicht durch besonderen Eigenschaften der neuen Mineralphase erklärt werden können. Diese Mineralphase hat nämlich einer eher schichtförmige Struktur. Das würde eine Erklärung für die bisher ziemlich wenig verstandenen Eigenschaften dieser D" - Schicht liefern - wie zum Beispiel die merkwürdigen Eigenschaften von Erdbebenwellen, die durch die Schicht durchgehen. (Nature 430 (2004) 442 + 445 )
[Geophysik]
:: Peter 22:32 :: link ::
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Deutsche Physiker sind Spitze
Welche Nation macht die beste Wissenschaft? Geben wir genug für Wissenschaft aus? Ist Deutschland im internationalen Vergleich in der Wissenschaft in Physik oder in der Medizin besser?
Antworten darauf versucht David A. King in einer Studie zu geben, in dem er vergleicht, wie oft wissenschaftliche Veröffentlichungen zitiert werden. Neben einer ganzen Reihe von Vergleichen mit verschiedenen Gewichtungen und Zusammenstellungen, hat er auch einen Vergleich innerhalb verschiedener Fachrichtungen gemacht. In Physik ist bei der Summe der Zitierungen von wissenschaftlichen Veröffentlichungen Deutschland Spitzenreiter. Allerdings wurde nur mit Großbritannien, Frankreich, Japan, Kanada, Italien und Rußland verglichen - den USA nicht. Bei den anderen Fachgebieten (Ingenieurswissenschaften, klinische Medizin, vorklinische Medizin, Biologie, Umweltforschung und Mathematik) war Deutschland auch gut dabei, aber Großbritannien war immer besser. Eine Zusammenfassung der übrigen Ergebnisse findet man bei telepolis. (Nature 430 (2004) 311 )[Forschungspolitik]
:: Peter 23:05 :: link ::
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Einsamer Spin
Zum ersten mal ist es gelungen, einen einzelnen Spin zu lokalisieren. In Quarzglas sind fast alle Elektronen paarweise vorhanden. Dazwischen sind einige wenige Elektronen 'alleine'. Forscher von IBM in Almaden, Kalifornien, haben nun mit einer ganz neuen Technik ein Mikroskop gebaut, das feststellen kann, wo diese einzelnen Elektronen sind. Dazu haben sie den Drehimpuls des Elektrons - den Spin - benutzt. Das Mikroskop besteht aus der Verbindung von zwei high-tech Methoden: einmal dem Rasterkraftmikroskop und dann der Magnetresonanztomographie; d.h. einem schwingendem Balken mit einer Spitze an einem Ende und einer Spule, die ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. Wenn der Balken anfängt zu schwingen, weiß man, daß ein Elektron mit seinem Spin unter der Spitze steht. Wieder eine tolle Mikroskopie-Entwicklung bei 'Big Blue'. (Nature 430 (2004) 329)
[Ingenieurskunst]
:: Peter 22:35 :: link ::
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Neues von Feynman
Hier ist ein unterhaltsame Artikel über Richard Feynmans Arbeit an der Connection Machine bei Thinking Machines Corporation.(via: Schockwellenreiter)
[Wissenschaftler]
:: Peter 21:38 :: link ::
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Filme durchs Röntgenmikroskop
Dänischen Physikern ist es gelungen, mit einem Röntgenmikroskop einen Film von einem kristallinen Korn in Aluminium bei der Rekristallisation, d.h. bei der Umstrukturierung der Atome nach einer Verformung des Metalls, zu drehen. Der Film besteht aus dreidimensionalen Bildern, d.h. der Film ist (mit der Zeitdimension) also quasi vierdimensional. Abgesehen von der Tatsache, daß es schon erstaunlich ist, daß man jetzt solche Filme machen kann, gibt es auch das wissenschaftliche Ergebnis, daß die Umkristallisation sprunghafter und irregulärer erfolgt, als erwartet. (Science 304 (2004) 229)
[Nano ...]
:: Peter 23:06 :: link ::
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RSS-Feeds
Hoffentlich ist die Anzahl der Einträge streng monoton wachsend: SciencePort ist ein wissenschaftliches NewsFeed Verzeichnis. Mit einer deutschen, einer US-amerikanischen und einer weltweiten Version.
[Reblogging]
:: Peter 21:37 :: link ::
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Physik mit dem Vorschlaghammer
Kein Witz! Ein französischer Physiker hat in einem Experiment über Erdbebenwellen schlicht mit einem Vorschlaghammer auf eine auf dem Boden liegende Aluminiumplatte gehauen. Das Experiment hatte allerdings ein konkretes Ziel: Die sogenannte schwache Lokalisierung bei Erdbebenwellen nachzuweisen. Die schwache Lokalisierung ist ein Effekt, der bei anderen Wellen schon länger bekannt war. Wenn Wellen an einer Stelle erzeugt werden und danach an störenden Stellen in der Umgebung gestreut werden, kehren sie mit einiger Wahrscheinlichkeit an ihren Ursprungsort zurück und verstärken sich dort gegenseitig. D.h., die Intensität der Welle ist einige Zeit nach der Erzeugung am Ursprungsort wieder höher als in der Umgebung. Ein komischer Effekt, der insbesondere bei Elektronen in nicht sehr schönen metallischen Kristallen intensiv untersucht wurde. Bei Erdbebenwellen hatte man das bisher nicht beobachtet. Ist ja bei Erdbeben auch unschön: wenn man direkt über einem Erdbeben steht kommt es kurze Zeit später wieder zurück. ( E. Larose et al., Phys. Rev. Lett., im Druck)
[Geophysik]
:: Peter 22:32 :: link ::
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Rekord-Laser
Ein Team aus amerikanischen Wissenschaftlern hat einen neuen Rekord für die Energiedichte eines Laser-Impulses aufgestellt. Mit einem Titan-Saphir-Laser mit dem schönen Namen Hercules haben sie eine Energiedichte von fast 1022 Watt/cm2 erreicht. Möglich wurde das durch die Technik der adaptiven Optik, bei der ein deformierbarer Spiegel laufend nachkorregiert wird, um immer einen möglichst kleinen Laserpunkt zu erzielen.
Höchstleistungslaser mit ihren riesigen Energiedichten ermöglichen es, Phänomene zu untersuchen, die im Grenzbereich der Physik liegen. Beispiele sind die Kernfusion und die Elementarteilchenphysik . So können zum Beispiel sogar Positronen (Antielektronen) im Laserstrahl erzeugt werden. (S. Bahk, to be published)
[Optik]
:: Peter 23:13 :: link ::
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