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Die Atomwaage besteht aus fünf aneinander gereihten Ionenfallen (gelbe Säule in der Mitte). In diesen baugleichen Fallen lassen sich Ionen im angeregten Quantenzustand und im Grundzustand im Vergleich messen.

Präzisionsmessung : Wie viel wiegt ein Quantensprung?

Physiker haben die Massenzunahme eines geladenen Atoms gemessen, wenn es über einen Quantensprung Energie aufnimmt. Der Effekt ist winzig. Er entspricht dem relativen Gewichtszuwachs eines sechs Tonnen schweren Elefanten, auf dem eine Ameise herumkrabbelt.
Vom Forschungszentrum des European XFEL in Schenefeld zeichnen am 28.08.2017 grüne Laserstrahlen ihre Bahn in Richtung Hamburg. Sie läuten symbolisch den Start des hellsten Röntgenlasers der Welt ein.

60 Jahre Laser : Als das leuchtende Zeitalter begann

Vor 60 Jahren wurde der Laser erfunden. Die Entdeckung lag schon lange in der Luft. Ein junger amerikanischer Ingenieur hatte als erster das richtige experimentelle Gespür und zündete mit einem Rubinkristall die ersten Laserblitze.

Entgleister Klimawandel : Die Kurven der globalen Krise

Die Nachrichten über die Erderwärmung wurden zuletzt immer schriller. Unsere Grafiken, die aus den jüngsten Forschungsstudien erzeugt wurden, bezeugen den beschleunigten Wandel im Eis, in den Böden und in den Ozeanen.
Künstlerische Darstellung eines pionischen Heliumatoms angeregt von einem Laserstrahl.

Exotische Atome : Pionen umkreisen nun auch Heliumkerne

In den Atomen kreisen normalerweise Elektronen um die Kerne. Doch das muss nicht so sein. Forschern ist es gelungen, kurzlebige Pionen in Heliumatome einzuschleusen. Acht Jahre tüftelten sie an diesem Experiment.

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  • Sich teilende Zelle von Magnetospirillum gryphiswaldense mit Magnetitkristallen in ihrem Inneren (Transmissions-elektronenmikroskopische Aufnahme).

    Magnetische Bakterien : Nanomaterialien aus dem Bio-Baukasten

    Die kleins­ten Kom­pass­na­deln der Welt: Magnetische Bakterien produzieren winzige Partikeln mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Die Teilchen eignen sich als Kontrastmittel, magnetische Sensoren oder als Wirkstoff-Transporter.
  • Nanodrähte aus einer Germanium-Silizium-Legierung mit sechseckigem Querschnitt und hexaginalem Kristallgitter können Licht erzeugen. Für Photonik-Chips könnten die 400 Nanometer dicken Gebilde direkt in Silizium-Schaltkreise integriert werden.

    Strahlender Halbleiter : Silizium, das leuchten kann

    Ein Halbleiterlaser, der aus Silizium besteht und sich in Computerchips integrieren lässt, gilt als Heiliger Gral der Mikroelektronik. Mit leuchtenden Drähten aus Silizium und Germanium könnte diese visionäre Lichtquelle schon bald Wirklichkeit werden.
  • Der Focke-Wulf „Tragschrauber Fw 61“ schwebt auf dem Reichsparteitag in Nürnberg ein.

    Luftfahrt : Hanna Reitsch und das Flugsaurier

    Heute wäre die Testpilotin Hanna Reitsch 108 Jahre alt geworden. Sie flog auch auch den ersten funktionstüchtigen Vorläufer der Hubschrauber. Könnte sie die heutigen High-Tech-Helis fliegen?
  • Die Nobelpreisträger Eric Maskin (Wirtschaft, 2007) und Jerome Friedman (rechts im Bild) als Juroren bei der Ig-Nobelpreisverleihung an der Harvard University, am 12. September 2019.

    Jerome I. Friedman wird 90 : Entdecker der Quarks

    Ob Protonen und Neutronen elementar sind oder aus fundamentaleren Teilchen bestehen, war lange umstritten. Das klärte sich erst, als Jerome Isaac Friedman, Henry Kendall und Richard Taylor in einem bahnbrechenden Experiment die Quarks aufspürten. Heute feiert Friedman seien neunzigsten Geburtstag.
  • Einst ein Luxusgut, heute Massenware – und nach wie vor unverzichtbar: Seife

    Hygiene in Zeiten der Pandemie : Lob der Seife

    Seife ist die vielleicht wichtigste Chemikalie der menschlichen Zivilisation. Das wird besonders in diesen Zeiten deutlich, in denen es auf die Hygiene jedes einzelnen ankommt.
  • Das Chemielabor aus Potsdam führt alle Synthesen eigenständig durch. Bedienpersonal ist nicht erforderlich.

    Autonomes Chemielabor : Der Computer wird zum Chemiker

    Versorgungsengpässe von Arzneimitteln könnten künftig leichter vermieden werden. Forscher aus Potsdam haben ein autonom arbeitendes Chemielabor gebaut, das komplexe organische Moleküle schnell selbst herstellen kann. Die Synthesen steuert ein Computer.
  • Unkontrolliert wachsende Lithiumkristalle stellen für Lithium-Akkus ein ernstes Sicherheitsproblem dar.

    Batterieforschung : Lithium für den Superakku

    Der Lithium-Metall-Akku erlebt eine Wiedergeburt. Denn er ist leichter, günstiger und deutlich leistungsfähiger als die klassische Lithium-Ionen-Batterie. Auch das Sorgenkind, die Lithium-Anode, bekommt man immer besser in den Griff.

  • Gedrucktes Glas : Gläserne Welten aus dem 3D-Drucker

    Was mit Kunststoffen, Metallen und Stammzellen schon lange gelingt, lässt sich nun auch für Glas nutzen. Wie die additive Fertigung die Verarbeitung eines der ältesten Werkstoffe der Menschheit revolutioniert.
  • Leon N. Cooper bei der Verleihung der Rosenberger-Medaille im Jahr 2013 an der Brown University.

    Leon N. Cooper zum Neunzigsten : Elektronen im Duett

    Kaum 25 Jahre alt, hatte Leon N. Cooper den genialen Einfall, wie die klassische Supraleitung funktioniert. Dafür erhielt er mit zwei Kollegen 1972 den Physik-Nobelpreis. Heute wird der vielseitig interessierte Physiker neunzig Jahre alt.

  • Polarlichter : Das Licht der stillen Stürme

    Polarlichter entschädigen die Bewohner hoher Breiten für die langen Winter dort. Weiter südlich sind sie eher selten und haben ihren früheren Schrecken verloren. Nicht ganz zu recht.
  • Bunte Glasscherben – schillernde Kunstobjekte.

    Altglas : Auch Scherben müssen sterben

    Soll der Deckel vom Gurkenglas? Wie braun muss eine Flasche sein, um nicht mehr ins Grünglas zu dürfen? Und wohin mit der blauen Ginflasche? Trotz solcher Fragen: Beim Altglas funktioniert das Recycling.
  • Trinkbares Wasser aus dem Wasserhahn ist in vielen Ländern keine Selbstverständlichkeit.

    Effiziente Wasserreinigung : Klärwerke im Nanoformat

    Der Zugang zu sauberem Wasser ist in vielen Regionen nicht selbstverständlich. Abhilfe könnten magnetische Nanopartikeln schaffen. Unterschiedliche Schadstoffe lassen sich damit aus stark verschmutztem Wasser effizient entfernen.
  • Jeder dieser Knoten dient einem ganz bestimmten Zweck.

    Knotenphysik : Hält dein Seil?

    Knoten sind eine der ältesten Erfindungen der Menschheit. Doch das Geheimnis ihrer Festigkeit konnten amerikanische Forscher erst jetzt mit einem Computermodell lüften.
  • Sorgen um den Rohstoff Schwefel muss man sich bei Lithium-Schwefel-Akkus wohl keine zu machen. Große Schwefelfelder befinden sich meist am Kraterrand aktiver Vulkane, wie hier am Ijen-Vulkan im Osten Javas.

    Batterieforschung : Schwefel befeuert den Power-Akku

    Ein weiterer Schritt in die E-Zukunft: Lithium-Schwefel-Akkus bieten klare Vorteile: Sie sind leicht, günstig und enorm leistungsfähig. Sorgen bereitet noch die geringe Stabilität des Stromspeichers.

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