Kunst und Kultur
Higgs Boson Blues
Higgs Boson Blues
Eine obskure musikalische Pilgerfahrt zum Genfer CERN Die meisten Songs handeln von Liebe oder Herzschmerz, darüber eine gute Zeit zu haben oder aber von den Irrungen und Wirrungen des Lebens. Physikalische Elementarteilchen werden dagegen äußerst selten besungen. Nichts so bei “Nick Cave and the Bad Seeds“. Der gebürtige Australier und singende Kult-Poet veröffentlichte 2013 mit seiner Band den “Higgs Boson Blues“ und setzte damit dem auch als „Gottesteilchen“ weit über die Grenzen der Physik medial bekannt gewordenen subatomaren Partikel sein eigenes musikalisches Denkmal. Dass die im Text erzeugten Bilder, die eine Pilgerfahrt zum Genfer CERN nahelegen, in sich genauso komplex erscheinen, wie für den Laien das physikalische Verständnis rund um das Higgs Boson, ist wohl Teil des poetischen Konzepts. Letztlich geht es um die Suche nach Erkenntnis und Wahrheit und den Sinn des Lebens, eingebettet in zeitgemäße Metaphern.
Physik
Eine Lichtspirale fotografiert
Eine Lichtspirale fotografiert
Seit Ende des 19. Jahrhunderts weiß man, dass Licht als elektromagnetische Welle Schwingungen ausführt, deren Frequenz die Lichtfarbe festlegt. Mit rund einer Billiarde Oszillationen pro Sekunde schwingt Licht so schnell, dass es bis zum Anfang des 21. Jahrhunderts dauerte, bis Methoden gefunden waren, um es direkt zu messen. Seitdem kommt man immer mehr Geheimnissen des Lichts auf die Spur. Jetzt haben Physiker aus der Gruppe für Ultraschnelle Elektronik und Nanophotonik um Dr. Boris Bergues und Prof. Matthias Kling vom attoworld-Team an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) eine neue Technik, die so genannte “nanoTIPTOE”-Technik, zur Messung des elektrischen Feldes von ultrakurzen Laserpulsen in Zeit und Raum vorgestellt. Dadurch werden „Fotografien“ von Lichtwellen mit bisher nicht erreichter räumlicher und zeitlicher Auflösung möglich.
Biologie
Forschung mit Biss
Forschung mit Biss
Wie stark können Insekten zubeißen? Wer über einen kräftigen Kauapparat verfügt, kann härtere Nahrung zerkleinern und auch besser im Kampf gegen Feinde bestehen. Biologen der Universität Bonn haben ein mobiles System (forceX) zur Messung der Beißkräfte von kleinen Tieren entwickelt. Damit erkunden die Forscher, wie sich Beißkräfte, zum Beispiel von Insekten, in Abhängigkeit von der Umwelt entwickeln.
Kunst und Kultur
Alice im Quantenland
Alice im Quantenland
Quantenphysik für 6-12 jährige – geht das? Aber klar! Mit dem Hörspiel „Alice im Quantenland“ bietet das Schülerlabor PhotonLab am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) in Garching bei München jetzt auch für Grundschüler sowie die Altersstufen aufwärts, ein ebenso unterhaltsames wie lehrreiches Vermittlungsangebot, um sich spielerisch mit Phänomenen der Quantenphysik vertraut zu machen. Die erste Folge des Hörspiels mit dem Titel „Eine Katze namens Schrödinger“ steht ab 26. Juni2022 auf dem youtube-Kanal des MPQ und der institutseigenen Webseite www.photonworld.de zum Anhören bereit. Sie wird im Anschluss auf den gängigen Streamingportalen veröffentlicht. Die Livepremiere als Lesung mit musikalischer Untermalung findet ebenso am Sonntag, den 26. Juni.2022 um 10.30 Uhr, auf der Jugendmesse „forscha“ in München (Verkehrszentrum des Deutschen Museums, Theresienhöhe / Alte Messe) statt.
Interview
„Wir alle spürten, wie klein wir sind“
„Wir alle spürten, wie klein wir sind“
Es sind fantastische Bilder des Universums, die die Mitglieder des Fotografennetzwerkes „ESO Ambassadors“ der Europäischen Weltraumorganisation ESO fast täglich der Allgemeinheit zur Verfügung stellen. Dafür arbeitet die ESO mit Fotografen aus aller Welt zusammen. Die meisten Bilder entstehen in Chile, rund um das Paranal- und das La Silla-Observatorium, sowie um das ALMA-Teleskop. Einer der ESO-Fotografen ist Petr Horálek. Im Interview spricht er über seine Leidenschaft – die Astrofotografie.
Physik
Vorstoß ins mittlere Infrarot
Vorstoß ins mittlere Infrarot
Infrarotlicht ist ein Türöffner für vielfältige technologische Anwendungen. Es schafft die Voraussetzungen, Moleküle gezielt zu Schwingungen anzuregen, sowie elektrische Signale in Halbleitern zu erzeugen. Physiker des attoworld-Teams der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), des Max-Planck- Instituts für Quantenoptik (MPQ) und des ungarischen Centers for Molecular Fingerprinting (CMF) ist es nun gelungen, ultrakurze Mittel-Infrarotimpulse zu erzeugen und die Wellenform, also deren elektrisches Feld, präzise zu steuern. Damit eröffnet sich eine ganz neue Möglichkeit der optischen Kontrolle für biomedizinische Anwendungen sowie für die Quantenelektronik. Die Grundlage für die neue Mittel-Infrarotquelle ist ein stabilisiertes Lasersystem, das Lichtpulse mit einer genau definierten Wellenform im angrenzenden nahen Infrarot erzeugt. Die Pulse bestehen aus nur einer Schwingung der Lichtwelle und sind damit nur wenige Femtosekunden lang (eine Femtosekunde ist ein Millionstel einer milliardstel Sekunde, 10-15).
Biologie
Mond-Gärtnerei
Mond-Gärtnerei
Ganz unfruchtbar scheint unser Erdtrabant nicht zu sein. Forscher der Universität Florida haben jetzt gezeigt, dass Pflanzen erfolgreich im Mondboden wachsen können. Sie untersuchten auch, wie Pflanzen auf den Mondboden reagieren, der auch als Mondregolith bekannt ist und sich grundlegend von dem Boden der Erde unterscheidet. Vielleicht ist das der erste Schritt, auf künftigen Mondmissionen die Versorgung mit Lebensmitteln lokal zu gestalten.
Biologie
Flüchtiges Leuchten
Flüchtiges Leuchten
Wenn ultraviolettes Licht das Fell verschiedener Säugetierarten trifft, leuchtet es in Rosa- und Rottönen. Eine internationale Gruppe von Forschenden unter der Leitung des Museums für Naturkunde Berlin und der Humboldt-Universität zu Berlin, hat das Molekül Porphyrin als Ursache für dieses Phänomen identifiziert. Der organische Farbstoff entsteht durch die körpereigene Entsorgung von Porphyrinen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass viele Säugetiere im Dunklen leuchten, die Tagaktiven aber nur kurz.
Biologie
Warnsignale aus dem Meer
Warnsignale aus dem Meer
Neuigkeiten aus den Tiefen des Ozeans: Insgesamt 18.668 Verbreitungsdaten bodenlebender Meerestiere haben Wissenschaftler:innen des Senckenberg-Forschungsinstituts und Naturmuseen ausgewertet und dabei herausgefunden, dass der wichtigste Faktor für viele Artengemeinschaften die Wassertiefe ist. In einer Studie im Fachjournal „Frontiers in Marine Science“ konnten sie außerdem nachweisen, dass weiterhin bekannte Faktoren wie Wassertemperatur, Silikatgehalt, Licht und Strömungen eine entscheidende Rolle für Muster von Gemeinschaftszusammensetzungen spielen. Diese Erkenntnisse sind ein wichtiger Meilenstein um zu verstehen, wie Artengemeinschaften auf Umweltveränderungen reagieren könnten. Die Forschenden halten dazu an, den Fokus mehr auf die Unterschiede zwischen den am Meeresboden lebenden Gemeinschaften bei der Reaktion auf künftige Klima- und Umweltveränderungen zu richten.
Biotechnologie
Zelldynamik unter blauem Laserlicht
Zelldynamik unter blauem Laserlicht
Wenn Großstädte sich in der Dunkelheit in eine Lichterwelt verwandeln, lassen sie nur noch Umrisse erkennen. Ähnlich einer Stadt bei Nacht werden in der Fluoreszenzmikroskopie biologische Zellen mit Fluoreszenzfarbstoffen per Lichtschaltung in bestimmten Bereichen zum Leuchten gebracht. Allerdings ist dieses Leuchten für kleine, schnelle Objekte meist zu dunkel oder erlischt nach einiger Zeit. Mit einem neuen, im Labor für Bio- und Nano-Photonik der Universität Freiburg von Prof. Alexander Rohrbach entwickelten Ansatz haben er und sein Team einen Weg gefunden, kleinste Objekte ohne Fluoreszenz äußerst scharf sichtbar zu machen. Hierbei können zelluläre Strukturen oder virenartige Partikel 100- bis 1.000-mal länger, zehn- bis 100-mal schneller und mit nahezu doppelter Auflösung beobachtet werden als mit Fluoreszenzmikroskopie. Während Fluoreszenzmikroskopie „Nachtbilder“ von Strukturen aufzeichnet, nimmt die von den Freiburger Wissenschaftlern entwickelte Mikroskopie die „Tagbilder“ auf – Gegensätze, die sich gut kombinieren lassen. 
Kosmologie
Änderungen in der Temperatur des Neptun
Änderungen in der Temperatur des Neptun
Ein internationales Team von Astronomen und Astronominnen hat mit bodengestützten Teleskopen, darunter das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO), die Temperaturen in der Atmosphäre des Neptun über einen Zeitraum von 17 Jahren verfolgt. Sie fanden einen überraschenden Rückgang der globalen Temperaturen des Neptun, gefolgt von einer dramatischen Erwärmung an seinem Südpol.
Physik
Antiprotonen in Superflüssigkeit
Antiprotonen in Superflüssigkeit
Ein Team von Wissenschaftlern am CERN unter der Leitung des Max-Planck-Physikers Masaki Hori hat bei hybriden Atomen aus Antimaterie und Materie ein überraschendes Verhalten entdeckt, wenn diese in supraflüssiges Helium eingetaucht werden. Das Ergebnis könnte einen neuen Weg eröffnen, um mit Antimaterie die Eigenschaften von kondensierter Materie zu untersuchen – oder um Antimaterie in kosmischer Strahlung aufzuspüren.
Kunst und Kultur
Wer hat an der Uhr gedreht?
Wer hat an der Uhr gedreht?
Alle Jahre wieder und das gleich zweimal, stellen wir unsere Uhren im Zuge der Zeitumstellung um. Am kommenden Wochenende steht erneut der Wechsel von der Winter- auf die Sommerzeit an. 2018 wollte die Europäische Union diese geltenden Regelungen der saisonalen Zeitverschiebungen auf ihre Zweckmäßigkeit überprüfen und letztlich mit dem Jahr 2021 abschaffen. Bislang herrscht jedoch nach wie vor Uneinigkeit bei den einzelnen Mitgliedsstaaten. Und so ticken nicht nur unsere Zeitmesser, sondern auch wir und unser Biorhythmus ab der nächsten Woche wieder anders.
Kunst und Kultur
Schöne Bilder – halbe Wahrheit
Schöne Bilder – halbe Wahrheit
Mal ehrlich! Wer hat nicht schon mal seine Bilder so lange nachbearbeitet, bis sie den eigenen Vorstellungen und nicht mehr unbedingt der Realität entsprachen? Aber keine Sorge. Jeder der schon mal Filter, Stempel oder andere Werkzeuge bei seinen Fotos eingesetzt hat, reiht sich ein in eine lange Tradition. Die nachträgliche Bearbeitung von Fotografien ist so alt wie das Medium selbst. Das zeigt die Online-Ausstellung „Bildmanipulationen in der Fotografie“ des Kunsthistorischen Instituts der Max-Planck-Gesellschaft. Anhand historischer und moderner Verfahren der Bildbearbeitung erzählt die Ausstellung die Technikgeschichte der fotografischen Retusche. Sie enthüllt, wie „konstruiert“ selbst Dokumentarfotografien sein können.
Biotechnologie
Tomaten aus dem Eis
Tomaten aus dem Eis
Mitten in der Antarktis kultivieren Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt Tomaten, Paprika und allerlei anderes Gemüse. Sie testen innovative Anbaumethoden, um die Lebensmittelversorgung von Langzeit-Weltraummissionen unabhängiger von der Proviantmitnahme zu machen.
Technologie
Diana F+ auf dem Prüfstand
Diana F+ auf dem Prüfstand
Als Anhängerin der analogen Fotografie, ist es fast eine logische Konsequenz, dass Susanna Fischerauer irgdenwann mit der Lomographie in Berührung kommt. Schon im Besitz eines alten Rollfilms, legte sich die Studentin jetzt eine äußerst rudimentäre DianaF+ Kamera aus China zu. Die Geschichte der Diana Analogkamera geht zurück bis in die 1960er-Jahre. Heute ist sie Kultsymbol für verträumte und strahlende Aufnahmen. Doch wie sieht die Praxis mit diesem schicken Vintagegerät aus? Mit der federleichten Kamera steigt Susanna in das fotografische Genre der Lomographie ein. Der kleine Apparat stellt ihre Begeisterung für analoge Fotografie auf den Prüfstand.
Kosmologie
Ein neuer Lichtfänger im All
Ein neuer Lichtfänger im All
Mit großer Spannung hat der Astroteilchenphysiker Dr. Nils Haag den Start des James-Webb Teleskops ins All verfolgt. Heute ist Haag zwar in der Laserphysik, im attoworld-Team der Ludwig-Maximilians-Universität tätig, jedoch begeistern ihn die Weiten des Weltraums immer noch. Er freut sich auf die neuen Entdeckungen, die das Teleskop seinen ehemaligen Kollegen weltweit ermöglichen wird.
Medizintechnik
Early BIRD
Early BIRD
Mit Hilfe der Infrarotspektroskopie lassen sich molekulare Spuren, die Gewebetumore in unserer Blutbahn hinterlassen, ohne invasive Gewebebiopsien aufspüren. Das ist das Ergebnis einer Studie, die das Forschungsteam Broadband Infrared Diagnostics (BIRD) in der Arbeitsgruppe attoworld des Lehrstuhls für Laserphysik der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) im Oktober 2021 durchgeführt hat. Im Wissenschaftsmagazin eLife stellen die Wissenschaftler den Ansatz, den Forschungsstand und die individuellen Verdienste dieser Studie zur diagnostischen Erkennung von Krebs vor. Begleitend zu dieser Veröffentlichung berichtet Dr. Kosmas Kepesidis in diesem Video in englischer Sprache über die bisherigen Forschungsergebnisse.
Biologie
Korallen in der Zwielichtzone
Korallen in der Zwielichtzone
Eines der größten Korallenriffe der Welt hat eine von der UNESCO unterstützte Expedition vor der Küste von Tahiti entdeckt. Der unberührte Zustand und die ausgedehnte Fläche, die von außergewöhnlichen Korallen bedeckt ist, machen diese Entdeckung zu einer besonderen.
Interview
„Die Gesamtheit der Sammlung hat mich beeindruckt“
„Die Gesamtheit der Sammlung hat mich beeindruckt“
Mit ihrem neuen Bildband „Sachverstand“ öffnet die Justus-Liebig-Universität (JLU) Gießen die Pforten zu ihren mehr als 50 Sammlungen. Zum Vorschein kommen u.a. antike Skulpturen, globige Rechenmaschinen, Knochenpräparate, historische Vermessungsinstrumente oder auch orthopädische Hufeisen. Die wertvollen Sammlungsstücke und ihre Geschichten dazu haben Dr. Alissa Theiß und Prof. Michael Lierz, in dem Kompendium zusammengestellt und für die Öffentlichkeit spannend aufbereitet. Fotografiert hat den gesamten Bildband die Gießener Fotografin Katrina Friese. Sie hat sich durch die Vielzahl von Sammlungsstücken gearbeitet und diese gekonnt in Szene gesetzt. Das Besondere daran: Die Fotografin hat die meisten Objekte direkt dort fotografiert, wo sie lagern. Im Interview erzählt sie von dem Projekt.
Physik
„Ich lerne einfach gerne“
„Ich lerne einfach gerne“
Einen der jüngsten Hochschulabsolventen weltweit hatte das attoworld-Team die letzten sechs Wochen zu Gast. Nach seinem Bachelor-Abschluss hat der elfjährige Laurent Simons an der Fakultät für Physik der Ludwig-Maximilians-Universität und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik ein Praktikum absolviert. Hier erzählt der hochbegabte Junge aus Antwerpen, was ihn besonders begeistert hat.
Kosmologie
Der Stern von Bethlehem
Der Stern von Bethlehem
Ein zentrales Ereignis in der biblischen Schilderung von Christi Geburt ist das Aufscheinen des Sterns von Bethlehem. Sein helles Licht wies einst den Weisen aus dem Morgenland den Weg zur Geburtsstätte Jesu. Um das biblische Geschehen zu bekräftigen, versuchten schon die Sternengucker und Astronomen der Vergangenheit nach wissenschaftlichen Beweisen und einer Erklärung für dieses Phänomen. Doch manchmal ist es vielleicht förderlicher, den Inhalt und die Aussage einer metaphorisch angelegten Erzählung auf sich wirken zu lassen, als deren Details bis in die Tiefe ergründen zu wollen.
Interview
„Ich möchte verstehen, wie sich Ladungsträger an Grenzflächen verhalten“
„Ich möchte verstehen, wie sich Ladungsträger an Grenzflächen verhalten“
Die Umwandlung von elektrischer Energie in Licht – und umgekehrt die Umwandlung von Licht in Solarstrom – kommt ohne optoelektronische Bauelemente nicht aus. Sie sind die Schnittstelle zwischen elektrischen und optischen Komponenten. Und sie werden immer kleiner. Mit den Prozessen, die in solchen Bauteilen ablaufen, befasst sich der Oldenburger Physiker Dr. Jan Vogelsang: Der junge Forscher arbeitet daran, die physikalischen Mechanismen im Nanobereich sichtbar zu machen. Jetzt ist er in das renommierte Emmy Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) aufgenommen worden und baut seine eigene Nachwuchsforschungsgruppe auf. Mit seinem Projekt „Attosekunden-Ladungsträgerdynamik an nanoskaligen Grenzflächen“ macht er Prozesse sichtbar, die zu klein sind und zu schnell ablaufen, um für das menschliche Auge erkennbar zu sein.
Kunst und Kultur
Ins rechte Licht gerückt
Ins rechte Licht gerückt
Die Darstellung von Licht und seinen atmosphärischen Stimmungen ist seit jeher ein zentrales Thema in der bildenden Kunst. Von der Umsetzung mythologischer Vorstellungen der Antike über die ausgefeilte, technisch anspruchsvolle Lichtführung der Alten Meister bis hin in die Gegenwartskunst, wo zunehmend echte Leuchtquellen zum Einsatz kommen: Immer wieder geht es darum, Motive Szenerien und Orte buchstäblich in das rechte Licht zu rücken. Im „Impressionismus“, einer Stilepoche des ausgehenden 19. Jahrhunderts, hat die facettenreiche Wiedergabe von Licht im Zuge des Bestrebens, die Eigentümlichkeit und Stimmung eines speziellen Augenblicks im Bild auf Dauer festzuhalten, einen Höhepunkt erfahren. Und so kam es, dass der weltberühmte Maler Claude Monet (1840-1926) auf dem Höhepunkt seines Schaffens sich ereiferte, eine ganze Serie von 33 Bildern der Kathedrale von Rouen im Licht unterschiedlicher Tageszeiten zu widmen.
Interview
Neues Land, neue Arbeit
Neues Land, neue Arbeit
Viola Zóka hat einen großen Schritt gewagt. Sie ist aus ihrer ungarischen Heimat nach Garching, in die Nähe von München gezogen. Die biologisch-technische Assistentin ist seit Oktober 2020 Mitarbeiterin des ungarischen „Center for Molecular Fingerprinting“ (CMF). CMF arbeitet eng mit der attoworld-Gruppe am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) zusammen. In einem Videoporträt stellen wir sie und Ihre Arbeit vor.
Biologie
Aerodynamik unter Laserlicht
Aerodynamik unter Laserlicht
Mit Hilfe von Fluoreszenz haben Paläontologen von der Uni Hong Kong die wenigen Reste von Weichteilen eines Flugsauriers aus dem Jura sichtbar gemacht. Sie geben Aufschluss über ihre Flugtechnik.
Medizintechnik
Krebs in Ihrem Blut aufspüren
Krebs in Ihrem Blut aufspüren
Krebs kann an zahlreichen Stellen in Körpergeweben wachsen und stellt eine enorme Bedrohung für unsere Gesundheit dar. Könnte man Krebswachstum jedoch frühzeitig erkennen, wären die Chancen, ihn zu besiegen, realistischer. Das Broadband Infrared Diagnostics (BIRD) Forschungsteam in der attoworld-Gruppe des Lehrstuhls für Laserphysik der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) berichtet in seinem neuesten Artikel im Wissenschaftsmagazin eLife, dass Infrarot-Spektroskopie nutzbar gemacht werden kann, um molekulare Spuren nachzuweisen, die Gewebetumore in unserem Blutkreislauf hinterlassen. Eine frühzeitige Erkennung von Krebs rückt damit in greifbare Nähe.
Kunst und Kultur
Sonnenkult in den Alpen
Sonnenkult in den Alpen
Die Bewohner der Alpen haben wohl schon vor rund 3000 Jahren die Sonne verehrt. Das bestätigt ein außergewöhnlicher Fund, den Archäologen um Dr. Michał Sip von der Uni Wien gemacht haben. Bei Ausgrabungsarbeiten in einer Kultstätte bei Ebreichsdorf in Österreich, fanden sie eine Goldschale mit einem Sonnenmotiv aus der Urnenfelderkultur. Bisher gibt es kaum Hinweise darauf, dass die Menschen in den Alpen damals einen Sonnenkult betrieben.
Physik
Weniger als Nichts
Weniger als Nichts
Die Dinge des Alltags kennen wir nur als positive Größe. Das Gewicht eines Gegenstands zum Beispiel. Warum Materie grundsätzlich positive Masse zu haben scheint, ist eines der ungelösten Rätsel der Physik. Was aber wären die Konsequenzen einer negativen Masse? Wie negative Masse im Mikrokosmos aussieht, hat ein internationales Team um Dr. Kai-Qiang Lin und Prof. Dr. John Lupton vom Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der Universität Regensburg jetzt herausgefunden.
Kunst und Kultur
Rolex der Antike
Rolex der Antike
„Was kostet die Welt? Geld spielt keine Rolex!“: Uhren sind schon längst nicht mehr nur Instrumente zur präzisen Zeitmessung. Sie gelten mitunter als etwas Besonderes, als ein Distinktionskriterium, das den eigenen Habitus untermauert. Sie sind modisches Accessoire, Ausdruck technischer Raffinesse, kostbare Antiquität oder schlichtweg Statussymbol, dessen Wert heutzutage gerne mal den Preis einer Limousine überschreiten kann. Mal protzig, mal auf Unterstatement setzend. Dass das nicht erst seit der Neuzeit so ist, beweist ein Beispiel aus der römischen Antike: das Horologium des Kaisers Augustus. Was das im Kontext von photonworld mit Licht zu tun hat? Nun ja, es handelt sich dabei um eine Art Sonnenuhr.
Geologie
Geburt in der Hölle
Geburt in der Hölle
Ausgerechnet bei der ersten Atombombenexplosion im Jahr 1945 entstand der älteste von Menschenhand geschaffene Quasikristall.
Physik
Schnellste Vorgänge im Mikrokosmos: Von der Neugier bis zur Krebsbekämpfung
Schnellste Vorgänge im Mikrokosmos: Von der Neugier bis zur Krebsbekämpfung
Wie unfassbar kurz sind eigentlich Attosekunden? Und wie können derartige ultrakurze Laserpulse schon jetzt im Bereich der Grundlagenforschung wie auch zukünftig in der praxisnahen Anwendung auf dem Feld der medizinischen Diagnostik innovative Ansätze ermöglichen? Diesen Fragen geht Prof. Ferenc Krausz, Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik und Lehrstuhlinhaber für experimentelle Physik an der Ludwig-Maximilians-Universität München, in seinem hier zu sehenden Online-Vortrag nach, den er anlässlich der Jubiläumsveranstaltung „10 Jahre PhotonLab“ am 23. Juli 2021 gehalten hat.
Physik
Was ist ein Photon?
Was ist ein Photon?
Anlässlich der digitalen Jubiläumsveranstaltung „10 Jahre PhotonLab“, dem Schülerlabor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, stellte der Quantenphysiker Prof. Gerhard Rempe, Direktor am MPQ und Physik-Professor an der TU München, in seinem populärwissenschaftlichen Vortrag die Frage: „Was ist ein Photon?“ 
Physik
Synthese unter Laserlicht
Synthese unter Laserlicht
Eine neue Methode zur Bildung von protoniertem Wasserstoff (H3+) hat die attoworld-Forschungsgruppe „Feldaufgelöste Nanospektroskopie“ unter der Leitung von Prof. Matthias Kling von der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik (MPQ), in Zusammenarbeit mit der American University Sharjah, entdeckt. Durch starke Laserpulse lösten die Forscher eine sogenannte bimolekulare Reaktion zwischen Wassermolekülen aus, die an Nanopartikeloberflächen angeheftet waren. Mit diesem Szenario haben die Laserphysiker die Verhältnisse im Weltraum nachgestellt, wo Eis/Staubpartikel hochenergetischer Strahlung ausgesetzt sind und sich dadurch protonierter Wasserstoff bildet.
Physik
100 Trilliarden Watt pro Quadratzentimeter
100 Trilliarden Watt pro Quadratzentimeter
Südkoreanische Laserwissenschaftler haben Licht so stark gebündelt wie noch niemand zuvor. Ein Meilenstein in der Laserphysik.
Physik
Happy birthday, laser!
Happy birthday, laser!
Am 16. Mai 1960 wurde der Laser geboren. Das Gerät, das Theodore Maiman damals baute, existiert noch immer. Zusammen mit dem Laborbuch von Ted Maiman ist der historische Laser am Max-Planck-Institut für Quantenoptik ausgestellt. Wir fühlen uns geehrt, den Laser im Haus zu haben. Wir haben den Geburtstag zum Anlass genommen, das kleine Gerät in einem Video vorzustellen. Dr. Matthew Weidman, Gruppenleiter des Teams attosecond metrology 2.0 im attoworld-Team, erklärt die einzelnen Komponenten und das Prinzip, wie ein Laser funktioniert.
Technologie
Sauerstoff auf dem Mars
Sauerstoff auf dem Mars
Erstmals ist es gelungen, auf dem Roten Planeten Sauerstoff aus der Atmosphäre zu extrahieren. Damit haben NASA-Forscher eine wichtige Grundlage für interplanetarische Weltraum-Reisen gelegt.
Kosmologie
Röntgenlicht vom Uranus
Röntgenlicht vom Uranus
Der Uranus sendet Röntgenstrahlen aus. Das haben Astronomen mit dem Chandra-Röntgenobservatorium der amerikanischen Weltraumbehörde NASA entdeckt. Die Strahlung könnte helfen, mehr über diesen rätselhaften Eisriesen in unserem Sonnensystem zu erfahren.
Kunst und Kultur
Unter Polarforschern
Unter Polarforschern
Der Polarwind ist gnadenlos, er schlägt dem Betrachter förmlich entgegen. Man glaubt die eisige Kälte zu spüren, die der Logistik-Expertin Verena Mohaupt und dem Eisbärenwächter Audun Tholfsen entgegenschlagen, während die beiden schwere Forschungs-Ausrüstung durch die arktische Nacht in der Nähe des Nordpols tragen. Die Eisscholle unter ihnen hat sich dramatisch verschoben, Risse tun sich auf, Menschen und Material müssen in Sicherheit gebracht werden. Die Fotografin Esther Horvath hat die beiden bei ihrer gefährlichen Arbeit mitten in der Arktis fotografiert. Im Hintergrund des Bildes leuchtet schemenhaft, hell und in warmen Licht der deutsche Forschungseisbrecher „Polarstern“.
Kosmologie
Flüchtiges Paradies
Flüchtiges Paradies
Der Sauerstoff in unserer Atmosphäre ist ein flüchtiges Element. Er war nicht immer vorhanden und wird es wahrscheinlich auch in ferner Zukunft nicht sein.
Technologie
Analogfotografie hat Suchtpotenzial!
Analogfotografie hat Suchtpotenzial!
Als ich auf die Welt gekommen bin, hatte die Analogfotografie ihren Zenit schon lange überschritten. Gerade bin ich 27 geworden. Meine ersten Schritte in der Fotografie machte ich mit digitalen Kameras. Doch als mir eine Freundin eine analoge Kamera schenkte, brach für mich eine neue Ära an. Seitdem heißt es „back to the roots“ für mich. Ich bin aus der digitalen Welt ausgebrochen und habe die Analogfotografie lieben gelernt.
Interview
Magie in fünf Millisekunden
Magie in fünf Millisekunden
Seine Fotos geben faszinierende Einblicke in die Welt des Mikrokosmos, und Dr. Igor Siwanowicz weiß ihn uns in seiner ganzen Schönheit näher zu bringen. Siwanowicz ist Neurobiologe am Janelia Research Campus des Howard Hughes Medical Institute in Ashburn, Virginia (USA), seine Leidenschaft aber ist die Naturfotografie. Auf spektakuläre Weise präsentiert er Insekten, Pflanzen oder Mikroorganismen, wie zum Beispiel Algen. Dazu nutzt er entweder die konventionelle Makrofotografie oder aber auch ein Konfokalmikroskop, das feinste Strukturen sichtbar macht und ein Farbenfeuerwerk entzündet. Siwanowicz hat bereits mehrere Preise für seine Fotografien gewonnen. Auf Photonworld zeigt er uns ein paar seiner schönsten Bilder und erzählt von seiner Arbeit.
Kunst und Kultur
Können Pferde schweben?
Können Pferde schweben?
Was haben Laser mit Kameras und Elektronen mit Pferden gemeinsam? Vordergründig nicht allzu viel. Und dennoch verbirgt sich hinter dieser Frage die trickreiche Lösung eines Problems: Wie lassen sich Bewegungsabläufe mit hohen Geschwindigkeiten, die für das bloße Auge nicht mehr fassbar sind, detektieren?
Biologie
Neon-Grün im Mondschein
Neon-Grün im Mondschein
Der afrikanische Gecko Pachydactylus rangei leuchtet unter UV-Licht. Seinen bisher unbekannten Fluoreszenzmechanismus haben Münchner Zoologen entdeckt.
Kosmologie
Mit dem Laser die Urerde erkundet
Mit dem Laser die Urerde erkundet
Neue Erkenntnisse über die Erdatmosphäre vor 4,5 Milliarden Jahren hat ein Team um Dr. Paolo Sossi von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich mit Hilfe eines Lasers gewonnen. Die Ergebnisse lassen Rückschlüsse auf die Ursprünge des Lebens zu.
Kunst und Kultur
Mandalas der Laserforschung
Mandalas der Laserforschung
Der Blick in die Sterne ist so alt wie die Menschheit. Schon früh hat man phantasievoll versucht, Formationen von Gestirnen als Sternbilder zu deuten, sie nach Gestalten der Mythologie zu benennen oder Tierkreiszeichen in sie hineinzulesen. Doch auch der Blick in den subatomaren Bereich, der in Summe erst das Große und Ganze ausmacht, weiß zu faszinieren und ist dank Laserforschung möglich geworden. Betrachten wir also wie junge Sternegucker einmal Aufnahmen aus dem Nanokosmos jenseits des Faktischen aus rein ästhetischen und kreativen Gesichtspunkten.
Physik
Nano-Konstrukteur und Motor
Nano-Konstrukteur und Motor
Eine Nano-Maschine, die von Laserlicht konstruiert und betrieben wird, haben Forscher um Norbert Scherer von der University of Chicago entwickelt. Die Ingenieure verteilten Silber-Nanopartikel in Wasser und richteten einen Laserstrahl auf die Teilchen. Aus den Nanopartikeln konstruierte das Licht eigenständig ein Getriebe und setzte es in Gang.
Kosmologie
Eine 2,5 Gigapixel-Pracht
Eine 2,5 Gigapixel-Pracht
Der Astrofotograf Matt Harbison hat das wohl detailreichste Bild des Orion-Sternbildes aus mehr als 2500 Einzelbildern geschaffen.
Physik
Neuer Weltrekord in Kurzzeit-Messung
Neuer Weltrekord in Kurzzeit-Messung
Kunst und Kultur
Playgrounds - Ein Song für Laserharfe
Playgrounds - Ein Song für Laserharfe
Das Münchner Musikduo „Elwood & Reßle“ hat eigens einen Song für die Laserharfe unserer Ausstellung „Laser | Licht | Leben“ aufgenommen. Inspiriert von diesem außergewöhnlichen Instrument und dessen „Saiten“ aus kohärenten Licht entstand “Playgrounds“, ein einfühlsames Lied, das von schicksalhaften Wendungen und der Sehnsucht nach Spiel- und Freiräumen handelt und daher sehr treffend zur gegenwärtigen Situation passt.
Kunst und Kultur
Deutschland im magischen Licht
Deutschland im magischen Licht
Der Fotograf Heinz Wohner gibt in seinem Buch „Landschaftsfotografie in Deutschland“ Tipps und Anregungen wo man die schönsten Motive findet und wie man sie am besten in Szene setzt.
Technologie
Chillen im OCULUS
Chillen im OCULUS
Das mexikanische Architekturbüro AIDA STUDIO stellt mit seinem Wüstenhotel in Abu Dhabi einen spektakulären Lifestyle an einem der extremsten Orte der Erde vor.
Technologie
Mit den Augen eines Käfers
Mit den Augen eines Käfers
Eine neue Sicht auf die Welt haben sich Forscher der Universität von Washington geschaffen. Sie haben eine Minikamera gebaut, die größere Insekten auf dem Rücken tragen können.
Biologie
Perfekt versteckt!
Perfekt versteckt!
Dank einer extrem schwarzen Haut, sind einige Tiefsee-Fischarten für ihre Feinde nicht einmal sichtbar, wenn sie mit Licht angestrahlt werden. Sie zu fotografieren ist eine Herausforderung an die Geduld und Technik.
Physik
Der leichteste Spiegel der Welt
Der leichteste Spiegel der Welt
Physiker am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) haben den denkbar leichtesten Spiegel entwickelt. Das neuartige Metamaterial besteht aus einer einfach strukturierten Schicht aus nur wenigen hundert identischen Atomen. Die Atome sind in einem zweidimensionalen optischen Gitter aus interferierenden Laserstrahlen angeordnet. Bisher ist der Spiegel weltweit einmalig. Die Ergebnisse sind die ersten experimentellen Beobachtungen ihrer Art in dem noch neuen Forschungsfeld zu Subwellenlängen-Quantenoptik mit geordneten Atomen. Die Arbeit erscheint heute im angesehenen Fachblatt Nature.
Physik
Ein Mikroskop für Elementarteilchen
Ein Mikroskop für Elementarteilchen
Einem Team um den Laserphysiker Eleftherios Goulielmakis von der Uni Rostock ist es gelungen eine Technologie zu entwickeln, mittels der freie Elektronen im Inneren von Kristallen beobachtet werden können.
Biotechnologie
Wegweiser für Nervenzellen
Wegweiser für Nervenzellen
Im Labyrinth hilft oft ein wenig Licht, um sich zu orientieren. Das haben sich auch die Forscher um Marcy Zenobi-Wong, Professorin für Gewebetechnologie und Biofabrikation am Departement Gesundheitswissenschaften und Technologie der ETH Zürich gedacht, um lebenden Zellen den Weg ihrer Ausbreitung zu weisen. Die Bioingenieure haben Signalmoleküle mit Hilfe von Laserlicht in einem Hydrogel positioniert. Diese so genannten Morphogene wiesen den Zellen anschließend den Weg, wohin sie wachsen sollen. Damit konnten die Wissenschaftler die Richtung des Zellwachstums steuern. Der Ansatz erlaubt einen tieferen Einblick in die Entwicklung von mehrzelligen Lebewesen. Er könnte in Zukunft auch bei neuen Therapien zum Einsatz kommen.
Physik
Langlebiges pionisches Helium
Langlebiges pionisches Helium
Exotische Atome, in denen Elektronen durch andere subatomare Teilchen gleicher Ladung ersetzt werden, ermöglichen tiefe Einblicke in die Quantenwelt. Nach acht Jahren gelang einer Gruppe um Masaki Hori, leitender Physiker am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, nun ein äußerst schwieriges Experiment: Sie ersetzte in einem Heliumatom ein Elektron durch ein Pion in einem besonderen Quantenzustand und wiesen die Existenz dieses langlebigen „pionischen Heliums“ nach. Dadurch lebte das kurzlebige Pion tausend Mal länger als sonst in Materie. Pionen gehören zu einer wichtigen Teilchenfamilie, die auch entscheidend für den Zusammenhalt oder Zerfall von Atomkernen ist. Im pionischen Heliumatom lassen sie sich nun mit Hilfe der Laserspektroskopie extrem genau untersuchen. Die Ergebnisse erscheinen heute im Fachblatt Nature.
Physik
Quantenbremse im Molekül
Quantenbremse im Molekül
Physiker des Labors für Attosekundenphysik haben die Flugzeiten von Elektronen nach ihrer Erzeugung durch Licht in Molekülen gemessen. Die Quantenteilchen wurden gezielt aus einem spezifischen Atom herausgelöst. So konnten die Forscher den Einfluss der molekularen Umgebung auf ihre Emissionszeit messen. Die Resultate eröffnen neue Möglichkeiten, Kräfte, die Moleküle zusammenhalten, genauer zu studieren.
Technologie
Schnell, schneller am schnellsten
Schnell, schneller am schnellsten
Das Schülerlabor hat ein neues Highlight in seinem Fundus: Eine Highspeed Kamera steht jetzt für Experimente bereit. Bis zu 11.000 Bilder pro Sekunde kann diese Kamera am photonlab des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik aufnehmen.
Biotechnologie
Das Versteckspiel geht zu Ende

Das Versteckspiel geht zu Ende

Eine weltweit einzigartige Lasertechnik zur Analyse der molekularen Zusammensetzung in biologischen Systemen haben Forscher des Labors für Attosekundenphysik entwickelt. Könnte ein Zusammenspiel aus Lasertechnik und Molekularforschung helfen, künftig Krankheiten frühzeitig zu erkennen?

Technologie
Laserlicht für das Weltkulturerbe
Laserlicht für das Weltkulturerbe
Laserscan-Technologien bieten Restauratoren und Architekten die Möglichkeit hochpräzise 3D-Modelle anzufertigen. So haben Spezialisten mit Hilfe von Laserscannern die Pariser Kathedrale Notre Dame in 3D-Modellen erfasst. Die Simulationen helfen nun beim Wiederaufbau. Die Technologie wird seit Jahren immer präziser und bietet Potential für Innovationen, wie ein Unternehmen in Wangen im Allgäu immer wieder beweist.
Kosmologie
Rekord-Gammastrahlenblitz aus den Tiefen des Weltraums

Rekord-Gammastrahlenblitz aus den Tiefen des Weltraums

Astronomen haben einen Gammastrahlenblitz mit einer bislang noch nie gemessenen Energie beobachtet. Er stammt aus einer fünf Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie. Daran beteiligt waren auch Wissenschaftler der Uni Würzburg. 

Science Fiction
Aus Science-Fiction wird Hightech-Photonik
Aus Science-Fiction wird Hightech-Photonik

Als der erste Laser 1960 entwickelt wurde, hatte man nur vage Vorstellungen davon, in welche Anwendungsbereiche das stark gebündelte, hochintensive Licht einmal vordringen könnte. Doch bald begann der Siegeszug des neugewonnenen Lichtwerkzeuges. Heute ist der Laser nicht mehr aus unserer Alltagswirklichkeit wegzudenken. Ob in der Unterhaltungselektronik, der Kommunikation, der Messtechnik, der Industrie, der Medizin und der Forschung. Überall kommen Laser zum Einsatz. Doch sind die Möglichkeiten dieser Lichtstrahlenquelle noch lange nicht ausgeschöpft. Deshalb wird das 21. Jahrhundert von Fachleuten auch als das Jahrhundert des Photons und damit als das des kleinsten Lichtteilchens bezeichnet.

Biologie
Eine technische Meisterleistung
Eine technische Meisterleistung
Unsere Augen sind eine technische Meisterleistung. Wie filigran die Augen von Säugetieren tatsächlich aufgebaut sind, haben Bryan William Jones und Robert E. Marc vom National Institute of General Medical Sciences an der University of Utah eindrucksvoll dargestellt. Sie haben das Auge einer Maus fotografiert und die verschiedenen Bereiche unterschiedlich eingefärbt. Mehr als 70 Zelltypen gibt es im Auge von Säugetieren. Die verschiedenen zellulären Strukturen haben die beiden Forscher durch die unterschiedliche Einfärbung sichtbar gemacht. Jeder Farbton repräsentiert einen bestimmten Zelltyp. Links im Bild erkennt man die pfirsichfarbenen Zellen von Augenmuskeln, im Zentrum des Auges bilden die Netzhautzellen ein ringförmiges Muster.
Physik
„Tornadojäger“ der Sonne

„Tornadojäger“
der Sonne

Bei Sonneneruptionen werden schlagartig Unmengen an Energie frei. Wie das genau funktioniert, ist nicht restlos klar. Forschern vom National Center for Atmospheric Research (NCAR) in Colorado und vom Lockheed Martin Solar Astrophysics Laboratory (LMSAL) in Kalifornien ist es nun erstmals gelungen, den kompletten Lebenszyklus eines solaren Ausbruchs im Computer zu simulieren. Die Simulierung soll Aufschluss bringen, was sich hinter diesen himmlischen Phänomenen verbirgt.
Technologie
Schweben im Ionenwind
Schweben im Ionenwind
Magie scheint im Spiel zu sein: Ein Flugzeug schwebt ganz ohne beweglichen Antrieb durch die Luft — und das nahezu lautlos. Was wie von Zauberhand wirkt, haben geladene Teilchen zu verantworten. Dass das so genannte „Ionocraft“ wirklich fliegt, haben Wissenschaftlern am Massachusetts Institute of Technology (MIT) nun bewiesen. Mit Hilfe von Ionen haben die Forscher möglicherweise eine neue Ära des Fliegens eingeläutet.
Medizintechnik
„Skalpell bitte — und Laserlicht!“

„Skalpell bitte —
und Laserlicht!“

Operationen im Gehirn sind invasiv und heikel. Doch eine neue Methode macht es möglich, höchst präzise und schonend Tumorgewebe im Gehirn zu bekämpfen — mit Laserlicht. Chirurgen am Universitätsspital Zürich waren unter den Ersten in Europa, die dieses Verfahren nun angewendet haben.
Technologie
Geheimnisvolle Strahlen
Geheimnisvolle Strahlen
Architekten der großen europäischen Kathedralen waren Meister ihres Faches. Im Straßburger Münster findet man dazu ein eindrucksvolles Beispiel. Zweimal im Jahr wird Jesus Christus dort von einem grünen Licht angeleuchtet.
Bilderstrecke

Leuchtende Blumen beim Knicklicht-Wettbewerb

Am Tag der Offenen Tür hatte das Photonworld-Team und seine Gäste eine Menge Spaß mit Knicklichtern! Die kreativen Werke unserer Besucher haben wir in einer Black Box fotografiert. Hier findet Ihr eine Galerie mit den besten Bildern. Das Gewinnerbild ist das Erste in der Gallerie. Herzlichen Glückwunsch!

Bilderstrecke

Rechentraining
für Photonen

Physiker um Prof. Gerhard Rempe am Max-Planck Institut für Quantenoptik haben Photonen miteinander interagieren lassen. Sie bedienten sich dazu eines Tricks. Die Physiker bauten ein Quantenlogikgatter, das den Grundbaustein eines Quantencomputers darstellt.

Interview
Die Kraft der Photonen
Die Kraft der Photonen
Trifft Strahlung auf Hindernisse, erzeugt sie Druck, ähnlich wie etwa Wind in Segeln. Im Interview gibt LMU-Professor Jörg Schreiber vom Munich-Centre for Advanced Photonics Auskunft darüber was man alles mit der Kraft des Lichts anstellen kann.
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Im Labor, das uns die Sterne näher brachte

Ein Besuch der Glashütte im Kloster Benediktbeuern versetzt den Besucher zurück in die Zeit der Optikpioniere des 19. Jahrhunderts. Joseph von Fraunhofer fertigte hier die für die damalige Zeit weltweit besten Teleskope und Mikroskope.

Technologie
Globaler Wandel im Kunstlicht
Globaler Wandel im Kunstlicht
Im brandenburgischen Stechlinsee erforschen Gewässerökologen wie Tiere in der Nacht auf künstliches Licht reagieren. Sie wollen damit das globale Problem der Lichtverschmutzung und seine Auswirkungen auf die Ökologie besser verstehen. Einige Erkenntnisse dazu hat man in den letzten Jahren schon gesammelt.
Kosmologie
Die dunkle Seite des Universums

Die dunkle Seite
des Universums

Über die Jahrhunderte haben Astronomen dem Universum mit Hilfe von Licht viele Geheimnisse entrissen. Doch seit mehr als 80 Jahren entdecken Wissenschaftler immer mehr Hinweise darauf, dass der Großteil des Universums im Dunkeln verborgen liegt. Denn das All scheint zu etwa 85% aus einer uns völlig unbekannten Art von Materie zu bestehen, die Licht weder aussendet noch absorbiert. Eine direkte Beobachtung durch Teleskope ist also nicht möglich. Doch woraus besteht diese bisher unbekannte Dunkle Materie? Weshalb weiß man überhaupt von ihrer Existenz, wenn sie nicht direkt beobachtet werden kann? Und gibt es Möglichkeiten, doch etwas über sie zu erfahren?
Technologie
Das Werkzeug der 1000 Möglichkeiten

Das Werkzeug der
1000 Möglichkeiten

Licht ist die Eintrittskarte zu tief verborgenen Wissenswelten. Dort wo die klassische Mechanik vor Jahrzehnten an ihre Grenzen gestoßen ist, begann der Einsatz des Lasers. Forscher benutzen heute Laserlicht als feinste Pinzette, als ultraschnellen Fotoapparat oder präzises Uhrwerk. Seit seiner Erfindung im Jahr 1960 hat der Laser eine rasante Karriere hingelegt. Mit ihm erkunden die Wissenschaftler winzigste Strukturen im Mikrokosmos aber auch gewaltige Naturphänomene in den Weiten des Universums.
Kosmologie
Der Motor des Lebens
Der Motor des Lebens
Die Geburt von Sternen ist chaotisch. Heiße und kalte Gase vermischen sich in einem gewaltigen Tohuwabohu. Dazu gesellen sich Molekülwolken aus komplexen chemischen Elementen. Staubwolken kommen dazu, Ultraviolettstrahlung bombardiert den Mix. Dann ballen Magnetfelder und vor allem die Schwerkraft die ganze Materie zusammen. So oder sehr ähnlich ist unsere Sonne vor rund 4,7 Milliarden Jahren entstanden.
Biologie
Optogenetik — Die Macht des Lichts
Optogenetik — Die Macht des Lichts
Das menschliche Hirn ist von enormer Komplexität. Aber gerade aus dieser Komplexität erwachsen die Fähigkeiten die Welt wahrzunehmen, Emotionen zu fühlen und Entscheidungen in unserem Verhalten zu treffen. Welche Naturgesetze, Prinzipien und Mechanismen machen dies möglich? Können wir rekonstruieren und verstehen, wie das menschliche Gehirn wirklich funktioniert? Die Neurowissenschaften sind kürzlich durch die neue Disziplin der Optogenetik revolutioniert worden: dies betrifft die Kombination optischer (lichtbasierender) und genetischer (DNA basierender) Methodik, wobei der Wissenschaftler Laserlicht verwendet, um biologische Prozesse in lebenden Systemen (wie den Neuronen in unserem Gehirn) systematisch zu manipulieren und dadurch zu verstehen.
Kunst und Kultur
Begleitet Alice in die Quantenwelt!

Begleitet Alice in die Quantenwelt!

Das Schülerlabor PhotonLab am Max-Planck-Institut für Quantenoptik veröffentlicht an dieser Stelle die Pilotfolge zur Hörspielreihe „Alice im Quantenland“. Das Vermittlungsangebot richtet sich speziell an Kinder zwischen 6 und 12 Jahren sowie deren Eltern und gibt auf spielerische und unterhaltsame Weise erste Einblicke in die faszinierende Quantenwelt in Form von reichlich rätselhaften Abenteuern.

Biologie
Sauerstoff direkt vor Ort

Sauerstoff direkt vor Ort

Ohne Kiemen atmen. Das ist unter Wasser eigentlich nicht möglich. Doch jetzt haben Wissenschaftler der Fakultät für Biologie der Ludwig-Maximilians-Universität München Kaulquappen ohne Kiemen erschaffen, die durch Fotosynthese den lebenswichtigen Sauerstoff produzieren. Idee dahinter: Wenn die Kaulquappen tatsächlich ihren Sauerstoff unmittelbar im Gehirn produzieren, könnten die Nervenzellen diesen sofort nutzen, um ihre neuronale Aktivität zu erhöhen.

Physik
Physik-Nobelpreis für Klaus Hasselmann

Physik-Nobelpreis für Klaus Hasselmann

Klaus Hasselmann und Syukuro Manabe werden für ihre fundamentalen Beiträge zur Klimaforschung, Giogio Parisi für seine Forschung an ungeordneten Materialien und Zufallsprozessen geehrt. Klaus Hasselmann hat unter anderem ein Modell entwickelt, wie kurzfristige Wetterphänomene und langfristige Entwicklungen des Klimas zusammenhängen, wie also etwa die schnellen Temperaturschwankungen der Atmosphäre die langfristige Veränderung der Ozeantemperatur beeinflussen. Er lieferte so Belege, warum Klimamodelle trotz kurzfristiger Wetterschwankungen zuverlässige Vorhersagen liefern können. Auf diese Weise wies er gemeinsam mit anderen Forschenden den Zusammenhang zwischen dem Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre und der Erderwärmung nach.

Kunst und Kultur
Lasergirl gegen den Killerkeim

Lasergirl gegen den Killerkeim

Eine neue Comic-Heldin erobert die Welt der Wissenschaft und Zukunftstechnologien. Während Batman und Iron Man die Technologien, die ihnen Superkräfte verleihen, erst erfinden müssen und dennoch Science-Fiction bleiben, ist es bei Lasergirl umgekehrt: Ihre Superkraft gibt es wirklich. Es geht um Science, nicht um Fiktion. Erfunden haben den Wissenschaftscomic „Lasergirl“ die Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien. Lasergirls Superkraft ist Licht. Ihre Geheimwaffe ist eine ausgefuchste Methode, um lebensbedrohliche Infektionen schnell zu erkennen.

Technologie
HINDENBURG’SCHE DISSONANZ

HINDENBURG’SCHE DISSONANZ

Warum sich auch Wasserstoff sozialpsychologischen Theorien beugt und der Laser heute mal im Ruhemodus bleibt.

Biologie
Glühwürmchen in Gefahr

Glühwürmchen in Gefahr

Geisterhafte Leuchtspuren durchziehen einen Wald im US-Bundestaat North Carolina. Hier kreisen unzählige Glühwürmchen der Art Phausis reticulata um die Bäume. Der Fotograf Spencer Black hat ihre Flugbahnen mit einer Langzeitbelichtung aufgenommen.

Kunst und Kultur
Gimme the news, Holo-Doc!

Gimme the news, Holo-Doc!

Warum Hard-Rock und Laser die beste Medizin sind gegen Herzschmerz – und überhaupt alle anderen Wehwehchen.

Kunst und Kultur
Lichtspektakel im Herzen Schwabings

Lichtspektakel im Herzen Schwabings

Das Münchner Kunstareal bietet eine besondere Attraktion unter freiem Himmel. Die Künstlerin Betty Mü und ihr Team spielen dort mit Licht- und Videoinstallationen.

Kunst und Kultur
"Laser | Licht | Leben": Mission erfüllt!

"Laser | Licht | Leben": Mission erfüllt!

Seit Januar 2019 hatten weit über 50.000 Besucherinnen und Besucher die Möglichkeit unsere Ausstellung "Laser | Licht | Leben" im ESO Supernova PlanetariumBesucherzentrum zu besichtigen. Auch wenn im Jahr 2020 die Covid-19 Maßnahmen zu zwischenzeitlichen Schließungen der Schau führten, wie auch dass die Feierlichkeiten zum 60-järigen Jubiläum des Lasers im Mai 2020 nur virtuell begangen werden konnten, so blicken wir auf ein sehr erfolgreiches Projekt zurück. Dieser Tage wurde die Ausstellung nun abgebaut.

Biologie
Im Innern eines Bärtierchens

Im Innern eines Bärtierchens

Mit Fluoreszenzlicht gelang Tagide de Carvalho eine wunderschöne Aufnahme des Innenlebens eines Bärtierchens. Doch auch diese Aufnahme gibt nicht alle Geheimnisse der winzigen Lebewesen preis.

Physik
Wieder geöffnet!

Wieder geöffnet!

Nach Covid-19 bedingter, fünfmonatiger Schließung des ESO Supernova Planetarium & Besucherzentrums auf dem Forschungscampus Garching ist es ab dem 5. August 2020 wieder soweit: Unsere Ausstellung Laser | Licht | Leben zum 60-jährigen Jubiläum der Entwicklung des Lasers wird wieder geöffnet und bis zum 1. November 2020 verlängert! Über die ursprüngliche Laufzeit hinaus haben Sie, ihre Familie und Freunde nun wieder die Gelegenheit, sich über die faszinierende Welt der Lasertechnologie und -forschung zu informieren.

Kosmologie
Spektakel für Astrofans

Spektakel für Astrofans

Der Komet Neowise stattet unserer Erde in den nächsten zwei Wochen einen Besuch ab. Ein solches Gastspiel wird es erst wieder in 7000 Jahren geben.

Technologie
Ein Wurmloch mit Einstein

Ein Wurmloch mit Einstein

60 Jahre Laser – mein Gott, ist das schon so lange her? Nicht, dass ich mich an das Jahr 1960 erinnern könnte, denn da waren noch nicht einmal meine Eltern geboren. Aber ich beschäftige mich tagtäglich mit Lasern, deswegen weiß ich so ziemlich alles über diese Zeit. Okay, „alles“ ist übertrieben, aber doch einiges. Leider nur aus Büchern, Aufsätzen und Erzählungen. Wie gern wäre ich selbst als Assistent mit dabei gewesen, als der US-Physiker Theodore Maiman 1960 in seinem Labor den ersten Laser zündete und sah, dass der Lichtstrahl sich genau so verhielt, wie es mehr als 40 Jahre zuvor Albert Einstein in seiner Theorie zur stimulierten Emission beschrieben hatte.

Biologie
Beleuchtung von Höhlen vertreibt Fledermäuse

Beleuchtung von Höhlen vertreibt Fledermäuse

ForscherInnen des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) und des Max-Planck-Instituts für Ornithologie (MPIO) haben untersucht, wie sich die Beleuchtung von Fledermaushöhlen auf das Verhalten der Tiere auswirkt und ob die Farbe des Lichts dabei eine Rolle spielt. Zwar irritiert rotes Licht die kleinen Säugetiere etwas weniger als weißes – dennoch sollten aus Sicht der ForscherInnen weder der Eingang noch das Innere von Fledermausquartieren beleuchtet werden.

Physik
Eine Einbahnstraße für Licht

Eine Einbahnstraße für Licht

Licht lässt sich in unterschiedliche Richtungen lenken, meist auch wieder den gleichen Weg zurück. Physiker der Universität Bonn und der Universität zu Köln haben dagegen eine neuartige Einbahnstraße für Licht erschaffen. Photonen kühlen sie zu einem Bose-Einstein-Kondensat ab, was in ihrem Aufbau dazu führt, dass sich das Licht in optischen Mulden sammelt, aus denen es nicht mehr zurückkann. Das Resultat aus der Grundlagenforschung könnte auch für die Quantenkommunikation der Zukunft interessant sein. Das renommierte Journal „Science“ stellt nun die Ergebnisse vor.

Medizintechnik
„Kein Kind soll mehr Zahnweh haben!“

„Kein Kind soll mehr Zahnweh haben!“

Mit dem Dentallaser DL-500 will Access Laser aus den USA die Zahnmedizin revolutionieren. Ingenieur Mike Adams erzählt, warum bald niemand mehr Angst vorm Zahnarztbesuch haben muss.

Technologie
Geschichte des Lichts

Geschichte des Lichts

Für lange Zeit war die Sonne die einzige Lichtquelle der Menschen. Bis vor etwa 300.000 Jahren der prähistorische Mensch das Feuer als Wärme- und Lichtquelle entdeckte. Doch erst 1879 beginnt das eigentliche Zeitalter der elektrischen Beleuchtung. Heute sind bereits jede zweite Außenleuchte und mehr als 30 Prozent der Leuchten für den Innenbereich mit LED-Modulen ausgestattet. Licht wird seither immer dynamischer.

Physik
Laser | Licht | Leben verlängert bis 31.5.2020

Laser | Licht | Leben verlängert bis 31.5.2020

Seit 9. Januar 2019 haben 45.000 Besucherinnen und Besucher die Ausstellung Laser | Licht | Leben. Aus Science-Fiction wird Hightech-Photonik in der ESO Supernova auf dem Campus in Garching bei München besucht. Anlässlich des 60-jährigen Jubiläums der Erfindung des Lasers und aufgrund des nach wie vor hohen Zuspruchs wird sie nun bis Ende Mai 2020 verlängert.

Physik
Ultraschneller Blick in die Photochemie der Atmosphäre

Ultraschneller Blick in die Photochemie der Atmosphäre

Physiker des Labors für Attosekundenphysik haben erkundet, was mit Molekülen an den Oberflächen von nanoskopischen Aerosolen passiert, wenn sie unter Lichteinfluss geraten.

Technologie
Geritzt! Blindgängergefahr kann mit dem Laser gebannt werden.

Geritzt! Blindgängergefahr kann mit dem Laser gebannt werden.

Noch 80.000 bis 100.000 Blindgänger aus dem Zweiten Weltkrieg sollen in Deutschland liegen. Tausende müssen jährlich entschärft werden. Forscher und Feuerwerker zeigen nun wie das mit dem Laser gefahrloser klappt.

Physik
Goldener Oktober

Goldener Oktober

Das Sonnenlicht erscheint uns im Herbst oft besonders weich und warm. Seit Jahrhunderten hat in Deutschland die Bezeichnung „Goldener Oktober“ Tradition. Aber warum sieht man den Herbstmonat in einem so besonderen Licht? 

Physik
Forscher filmen Molekül-Rotation

Forscher filmen Molekül-Rotation

Mit Hilfe präzise abgestimmter Laserblitze haben Forscher die ultraschnelle Rotation eines Moleküls gefilmt. Der resultierende „Molekülfilm“ zeigt innerhalb von 125 billionstel Sekunden anderthalb Umdrehungen von Carbonylsulfid (OCS), einem stäbchenförmigen Molekül aus je einem Sauerstoff-, Kohlenstoff- und Schwefelatom, in hoher zeitlicher und räumlicher Detailgenauigkeit. Das Team um DESY-Forscher Jochen Küpper vom Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) und Arnaud Rouzée vom Berliner Max-Born-Institut stellt seine Arbeit im Fachblatt „Nature Communications“ vor. Das CFEL ist eine gemeinsame Einrichtung von DESY, Max-Planck-Gesellschaft und Universität Hamburg. 

Medizintechnik
Mit Nano-Lasern ins Innere der Zellen

Mit Nano-Lasern ins Innere der Zellen

Mediziner der Harvard Medical School haben mikroskopisch-kleine Laser in Zellen eingeschleust. Sie können nun jede Zelle individuell mit einer einzigen Wellenlänge des Lichts markieren und ihren Lebenszyklus verfolgen.

Physik
Ein Traum geht in Erfüllung

Ein Traum geht in Erfüllung

Hadil Kassab ist seit Juni Doktorandin im Labor für Attosekundenphysik am Max-Planck-Institut für Quantenoptik. Für die Syrerin ein großes Gefühl von Freiheit.

Technologie
Mit dem Sonnensegel durch den Orbit

Mit dem Sonnensegel durch den Orbit

Die US-amerikanische Organisation „Planetary Society“ hat eine Sonde ins All geschickt, die erstmalig durch Sonnenstrahlung angetrieben wird. 

Physik
So heiß wie im Inneren der Sonne

So heiß wie im
Inneren der Sonne

Physiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena erstellen erstmals Plasma mithilfe von Nanoröhrchen und langwelligem, kurzgepulsten Laser.

Technologie
Strom aus Bakterien

Strom aus
Bakterien

Ein deutsch-israelisches Forscherteam hat Elektroden mit lebenden Cyanobakterien beschichtet. Fällt Licht auf das System, produziert es Strom. Im Gegensatz zu früheren Experimenten mussten die Wissenschaftler keine Moleküle für die Aufnahme oder Abgabe von Elektronen hinzufügen, sondern nutzten die in den natürlichen Zellen enthaltenen Substanzen.

Technologie
Ultraschneller Katzenbuckel

Ultraschneller Katzenbuckel

Die Fähigkeit zu sehen verdanken wir dem Molekül Retinal. In der Netzhaut der Augen stößt Retinal den Sehvorgang an, wenn es unter Lichteinfluss seine Form verändert. In ähnlicher Weise nutzen auch Bakterien diese Reaktion, um Protonen oder Ionen durch die Zellmembran zu pumpen. Die Lichtenergie kann dabei gespeichert werden, sodass sie als biologischer Treibstoff zur Verfügung steht. Das Retinal-Molekül ist in Proteine eingebettet, die bei der Steuerung des Vorgangs eine wichtige Rolle spielen. Die von den Proteinen gelenkte Reaktion des Retinals zählt zu den schnellsten biologischen Prozessen. Sie geschieht innerhalb von 500 Femtosekunden (eine Femtosekunde ist ein Millionstel einer milliardstel Sekunde). Was dabei auf Ebene der Atome passiert, haben Forscher des Paul Scherrer Instituts (PSI) erstmals in einem Film zusammengestellt. „So schnell und so genau hat noch niemand ein Retinalprotein gemessen“, sagt Jörg Standfuss, der die Gruppe für zeitaufgelöste Kristallografie im Bereich Biologie und Chemie am PSI leitet.

Technologie
Frühe Sternengeburt

Frühe Sternengeburt

Astronomen haben mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Arrays (ALMA) und dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte eine entfernte Galaxie namens MACS1149-JD1 beobachtet. Dabei entdeckten sie ein schwaches Infrarot-Leuchten von ionisiertem Sauerstoff. Auf seinem Weg durch das Weltall wurde dieses Infrarotlicht durch die Expansion des Universums auf eine mehr als zehnmal längere Wellenlänge gedehnt, bis es die Erde erreichte. Das Team folgerte, dass das Signal vor 13,3 Milliarden Jahren (oder 500 Millionen Jahre nach dem Urknall) ausgesendet wurde. Das macht es zum am weitesten entfernten Sauerstoffnachweis, der jemals von einem Teleskop erfasst wurde. Die Anwesenheit von Sauerstoff ist ein Zeichen dafür, dass es noch frühere Generationen von Sternen in dieser Galaxie gegeben haben muss.

Technologie
Hier kommt die Sonne

Hier kommt die Sonne

WIE DER LASER UNSERE ENERGIEPROBLEME LÖST. UND WARUM WIR UNS AUF WARP-ANTRIEBE MIT ÜBERLICHTGESCHWINDIGKEIT FREUEN KÖNNEN.

Physik
„Seid neugierig!“

„Seid neugierig!“

Er war der berühmteste Wissenschaftler unserer Zeit. Stephen Hawking hatte eine Berühmtheit erlangt, wie heute nur Musiker oder Sportler. Jetzt ist Stephen Hawking im Alter von 76 Jahren in Cambridge verstorben.

Technologie
Geheimnisvolles Leuchten

Geheimnisvolles Leuchten

Chamäleons sind für ihre Farbensprache berühmt. Mit Farbwechsel und bunten Mustern kommunizieren sie mit ihren Artgenossen. Ein Münchner Forscherteam hat nun herausgefunden, dass viele Chamäleons knöcherne Tuberkel, also kleine Höcker oder Knochenstrukturen, am Kopf aufweisen, die unter UV-Licht blau leuchten und eindrucksvolle Muster bilden. Die Haut ist dort ist sehr dünn und durchsichtig, so dass UV-Licht wie durch ein Fenster direkt auf den Knochen trifft und von dort in sichtbares, blaues Licht umgewandelt wird. Die Funktion dieser Fluoreszenz ist noch unklar, aber die Forscher vermuten darin versteckte Signale zur Arterkennung.

Technologie
Super sensitiv

Super sensitiv

Wie Supermans Supersensorik Ingenieure beflügelt. Und warum Lois Lane mehr abkann als jeder Laserbearbeitungskopf.

Technologie
Pflanzen haben Entscheidungsfreiheit

Pflanzen haben Entscheidungsfreiheit

Pflanzen können individuell auf Höhe und Wuchsdichte ihrer benachbarten Pflanzen reagieren. Das haben Biologinnen der Universität Tübingen jetzt gezeigt.

Technologie
Glühende Krater und Polarlichter

Glühende Krater und Polarlichter

Der Münchner Geologe, Fotograf und Reiseveranstalter Florian Becker ist den vulkanisch aktiven Landschaften der Erde verfallen. Seit rund 20 Jahren führen ihn seine Reisen zu den aktiven Vulkanen Stromboli, Vulcano, Ätna und nach Island. Das gelbrote Licht der Lavaströme des Stromboli in tiefschwarzer Nacht und die Polarlichter im isländischen Winter faszinieren Florian Becker immer noch genauso wie zu den Zeiten als er als junger Student die Leidenschaft fürs Reisen entwickelte. Auf photonworld.de erzählt er was ihn an diesen speziellen Orten der Erde so fasziniert und wie er ihre besonderen Lichtstimmungen mit der Kamera einfängt.

Technologie
Taktgeber Licht

Taktgeber Licht

Einem internationalen Team von Forschern der Universitäten Wien, Duisburg-Essen und Tel Aviv ist es gelungen, ein Nano-Stäbchen mit Lichtpulsen in Rotation zu versetzen und als hochpräzisen Zeiger einer elektronischen Uhr zu verwenden. Mit Hilfe fokussierter Laserstrahlen fängt das Team um Stefan Kuhn, James Millen und Markus Arndt von der Universität Wien ein Stäbchen mit einer Länge von etwa einem Tausendstel Millimeter in Vakuum ein. Die Physiker bringen das Stäbchen zum Schweben und versetzen es, wiederum mit Lichtpulsen, in Rotation. Diese präzise Drehbewegung erschafft einen Zeiger für eine elektronische Uhr. In vier Tagen geht ihr nur ein Millionstel einer Sekunde verloren.

Technologie
Plötzlich unsichtbar!

Plötzlich unsichtbar!

Forscher der TU-Wien haben eine Theorie für eine Tarnkappen-Technologie entwickelt. In Zukunft könnten so Dinge einfach aus unserem Sichtfeld verschwinden.

Technologie
Ein Fühler für Weltraumschrott

Ein Fühler für Weltraumschrott

Weltraumschrott und kleinste Gesteinsfragmente im Erdorbit sind Risiken für Raumfahrt und Satelliten. Ein Team des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik begegnet der Gefahr mit einem neuen Faserlaser. Er bestimmt Lage und Bewegungsrichtung von unkontrollierten Flugobjekten.

Technologie
UV-Licht treibt Mini-Bohrer in Krebszellen

UV-Licht treibt Mini-Bohrer in Krebszellen

Angetrieben durch ultraviolettes Licht bohren Forscher von der Rice University in Houston Moleküle in Krebszellen und vernichten sie damit.

Technologie
Geballte Datenfracht im Quanten-Transport

Geballte Datenfracht im Quanten-Transport

Physiker der Universität von Ottawa haben Lichtteilchen mehr als ein Datenbit an Informationen eingehaucht und diese erstmals über die Dächer Ottawas übertragen.

Technologie
Die Kunst der Quantenwelt

Die Kunst der Quantenwelt

Eine ganz besondere Form der Kunst entsteht bei der graphischen Darstellung von Messungen in der Ultrakurzzeitphysik. In allen Nuancen des Regenbogens leuchten geometrische Gebilde. Konzentrische Kreise erstrahlen in den Farben des Regenbogens und sternförmige Gebilde breiten sich vor tiefschwarzem Hintergrund aus. Der Quantenkosmos ist bunt und von einer ganz eigenen Schönheit.

Biologie
Wie entstand das Leben auf der Erde?

Wie entstand das Leben auf der Erde?

Martin Ferus, Svatopluk Civiš und ihr Team von der tschechischen Akademie der Wissenschaften und Universität Sorbonne in Paris haben die Bedingungen auf der jungen Erde vor 4,5 Milliarden Jahren simuliert und dabei die Entstehung von Biomolekülen beobachtet. Blitze und Schockwellen könnten dabei eine wichtige Rolle gespielt haben.

Biotechnologie
Algen für Flugzeuge

Algen für Flugzeuge

Im Algentechnikum testen Wissenschaftler der Technischen Universität München wie man effizient aus Mikroorganismen Biotreibstoff gewinnt. Dafür simulieren sie die unterschiedlichsten Klima- und Lichtverhältnisse.

Geologie
Ein Beben-Messer aus Licht

Ein Beben-Messer aus Licht

Münchner Geophysiker haben den weltweit ersten 3D - Ringlaser in Betrieb genommen, der rotierende Erdbewegungen misst.

Technologie
»Überschall-Kegel« eskortiert Lichtblitz

Ȇberschall-
Kegel« eskortiert Lichtblitz

Ein Team um Jinyang Liang von der Washington University on St. Louis hat erstmals in Echtzeit einen Laserpuls und dessen Wirkung auf sein Umfeld fotografiert.

Geologie
Licht im Gestein erzählt<br>Tibets Geschichte

Licht im Gestein erzählt
Tibets Geschichte

In Kalk-Mineralien gespeicherte Strahlung gibt Auskunft wann das tibetische Hochplateau von Menschen besiedelt wurde.

Biologie
Geheimwaffe Rotlicht

Geheimwaffe Rotlicht

So manche Fische senden tief im Wasser rotes Licht aus. Das verschafft ihnen einige Vorteile im harten Überlebenskampf und bei der Fortpflanzung.

Technologie
„Das ist der schnellste elektrische Strom“

„Das ist der schnellste elektrische Strom“

Auf dem Weg hin zur schnelleren Elektronik spielt der Elektronenfluss innerhalb des Stromkreises eine entscheidende Rolle. Mit konventionellen Methoden wie etwa mit Batterien lassen sich Elektronenschwingungen bis zum Gigahertzbereich erzeugen. Mithilfe von ultrakurzen Laserpulsen konnten Forscher nun Elektronen in einem Festkörper auf bis zu acht Billiarden Schwingungen pro Sekunde antreiben. Das ist rund eine Millionen mal schneller als es bislang möglich war. Bei der Messung dieses extrem schnellen Stromflusses griffen die Wissenschaftler auf Techniken aus der Attosekundenphysik zurück, da elektronische Detektoren hier versagen. Über ihren Ansatz berichten sie in der Fachzeitschrift „Nature“. Franziska Konitzer sprach darüber mit Eleftherios Goulielmakis vom Labor für Attosekundenphysik am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, der an der Forschung beteiligt war.

Technologie
Troja für immer

Troja für immer

Athanassios Kaliudis, Chefredakteur des Trumpf-Firmenmagazins, entwirft in seinem Gastbeitrag ein spannendes Szenario, wie uns der Laser beinahe unsterblich machen könnte.

Technologie
Spielen für die Quantenphysik

Spielen für die Quantenphysik

LMU-Physiker um Harald Weinfurter beteiligen sich am internationalen Big Bell Test, der Grundlagen der Quantenphysik testen soll. Jeder ist eingeladen, am 30. November über ein Browser-Spiel Zufallseingaben zu machen und damit zu Experimenten beizutragen.

Technologie
Zeptosekunden-Stoppuhr für den Mikrokosmos

Zeptosekunden-Stoppuhr für den Mikrokosmos

Wenn Licht auf Elektronen in Atomen trifft, dann verändert sich deren Zustand in unvorstellbar kurzen Zeiträumen. Ein solches Phänomen, nämlich das der Photoionisation, bei dem ein Elektron ein Heliumatom nach Lichtanregung verlässt, haben Laserphysiker der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und des Max-Planck Instituts für Quantenoptik (MPQ) erstmals mit Zeptosekunden-Genauigkeit gemessen. Eine Zeptosekunde ist ein Billionstel einer Milliardstel Sekunde (10-21 Sekunden). Das ist die höchste Genauigkeit der Zeitbestimmung eines Ereignisses im Mikrokosmos, die jemals erreicht wurde und zudem die erste absolute Bestimmung des Zeitpunktes der Photoionisation.

Technologie
James Bond und die Lasermaterialbearbeitung

James Bond und die Lasermaterial- bearbeitung

In unserem Gastkommentar schreibt Athanassios Kaliudis, Chefredakteuer des Trumpf-Firmenmagazins „Laser Community“ über eine berühmte Filmszene aus den 1960er Jahren. Damals suchte man noch nach Verwendungsmöglichkeiten für den Laser. Hollywood hatte bereits einen Vorschlag.

Kunst und Kultur
Ein geheimnisvolles Gesicht

Ein geheimnisvolles Gesicht

Ein zweites Bild verbirgt sich unter einem Portrait-Gemälde von Edgar Degas aus dem Jahr 1778. Ein Team des Queen Victoria Museums in Melbourne hat es mit Röntgenlicht am Australian Synchrotron sichtbar gemacht.

Kunst und Kultur
Der Mann, der das Licht fühlte

Der Mann, der das Licht fühlte

Anfang des 19. Jahrhunderts verstand man aus physikalischer Sicht immer besser was es mit Licht auf sich hat. Das spiegelte sich in der Malerei und später in der Fotografie wieder. Einer, der Licht malen konnte wie kein zweiter, war William Turner.

Technologie
Spukhafte Fernwirkung in 3D

Spukhafte Fernwirkung in 3D

Quantenphysiker haben Photonen dreidimensional verschränkt. Das eröffnet neue Perspektiven in der quantenmechanischen Verschlüsselung und Datenspeicherung der Zukunft.

Technologie
Mit Sonnenlicht die Welt umrundet

Mit Sonnenlicht die Welt umrundet

Die Kraft der Sonne hat zwei Menschen einmal um die Erde getragen. Das solargetriebene Flugzeug „Solar Impulse2“ hat exakt Null Liter fossilen Treibstoff benötigt.

Biologie
Augen sehen einzelne Photonen

Augen sehen einzelne Photonen

Forscher am Wiener Institut für Molekulare Pathologie (IMP) und an der Rockefeller University in New York haben erstmals nachgewiesen, dass Menschen ein einzelnes Photon wahrnehmen können.

Technologie
Strom aus dem Turm

Strom aus dem Turm

In der israelischen Negev-Wüste bauen Ingenieure ein Sonnen-Kraftwerk aus tausenden Spiegeln und dem höchsten Solarturm der Welt. Auch in Deutschland forscht man erfolgreich an der Technologie.

Technologie
Elegantes Hybrid-Wesen

Elegantes Hybrid-Wesen

Bioingenieure der Uni in Harvard haben einen Rochen-ähnlichen Roboter aus einem Goldskelett und lebenden Zellen konstruiert. Sie steuern ihn mit Licht.

Technologie
Sicher für fünf Milliarden Jahre

Sicher für fünf Milliarden Jahre

Ein Team der Universität Southampton hat ein System entwickelt mit dem Daten bis zu fünf Milliarden Jahren gespeichert werden könnten.

Science Fiction
Perfekte Illusion in 3 Dimensionen

Perfekte Illusion in 3 Dimensionen

Der Schwertkampf gegen Hologramme. – nicht am Bildschirm, sondern in 3D. Das könnte in Zukunft möglich sein. Sobald es gelingt, Rechner mit den Frequenzen von Licht arbeiten zu lassen. Diese Rechner wären 100.000 Mal schneller als die von heute. Physiker arbeiten derzeit an der Lösung von technischen Problemen, die solchen Computern noch im Wege stehen. Etwa, wie verhindert werden kann, dass die Schaltkreise überhitzen.

Technologie
Segeltörn zu Alpha Centauri

Segeltörn zu
Alpha Centauri

Forscher um den berühmten Physiker Stephen Hawking wollen in rund 15 Jahren Mini-Raumsonden mit Hilfe von Laserlicht in unser nächstgelegenes Sonnensystem segeln lassen.

Biologie
Mit Laserlicht zu neuen Wirkstoffen

Mit Laserlicht zu neuen Wirkstoffen

Im Jahr 2060 müssen Patienten nur noch minimale Mengen an Arzneien einnehmen. Die Medikamente entfalten eine noch nie erreichte Effizienz in ihrer Wirkung. Möglich machen das völlig neue Techniken in der Produktion von Arzneien. Man ist nun in der Lage einzelne Atome in Molekülen nach Belieben mit Laserlicht anzuordnen. An den Grundlagen für diese Technologie arbeiten gerade Laserphysiker des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität München.

Physik
Eine Geschichte des Lichts

Eine Geschichte des Lichts

Eine kleine Gruppe aus Wissenschaftlern vom Labor für Attosekundenphysik erzählt die Geschichte des Lichts mithilfe einer Kettenreaktionsmaschine.

Technologie
Energie von der Sonne

Energie von der Sonne

Die Sonne ist die wichtigste Energiequelle für Leben auf der Erde. Diese Energie, transportiert in Form von Sonnenlicht, wird von der Natur vielfältig genutzt. Das Wachsen der Pflanzen, inklusive ihrer Blüte und der Produktion von Früchten, der Wechsel der Jahreszeiten oder unser eigener Tagesrhythmus — alles wird bestimmt und getrieben durch die Energie der Sonne. Auch die Menschheit nutzt das Sonnenlicht seit Anbeginn ihrer Geschichte auf einfallsreiche Weise, sei es um sich zu wärmen, Nahrung zur trocknen und haltbar zu machen oder um aus Salzwasser Trinkwasser herzustellen. Doch seit einiger Zeit erkunden wir neue Möglichkeiten, das enorme Potential der Sonnenenergie weiter auszuschöpfen.

Technologie
Die Grenzen der Lichtgeschwindigkeit

Die Grenzen der Lichtgeschwindig- keit

Das Licht erscheint uns meist als unendlich schnell. Das Anschalten einer Lampe passiert ohne merkliche Verzögerung und selbst der Informationsaustausch über Glasfaser rund um die Welt geschieht heutzutage sofort. Aber gibt es Bereiche, in denen wir bemerken, dass die Lichtgeschwindigkeit eigentlich begrenzt ist? Welche Größenordnungen müssen wir betrachten, um die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit wahrzunehmen?