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Aus der Forschung direkt in die Schule

Aus der Forschung direkt in die Schule

Der 14. September 2015 wird in die Geschichte eingehen. An jenem Tag empfingen Forscher erstmals Gravitationswellen – 100 Jahre, nachdem Albert Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie vorlegte, die solche Verzerrungen der Raumzeit vorhersagt. Die Sensation gelang mit der Anlage Advanced LIGO. Deren Empfindlichkeit für das zarte Zittern aus dem All beruht maßgeblich auf Techniken und Methoden, die Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover und Golm ausgetüftelt haben. Mit der Entdeckung am 14. September – es war 11.51 Uhr MESZ, als die Wellen durch zwei Detektoren an den Observatorien Livingston und Hanford in den USA rauschten – erreicht die Forschungsgeschichte der […]
Denn auch die Beschleunigung erzeugt Kräfte, wie sie etwa in einem schnell anfahrenden

Aus der Forschung direkt in die Schule
Pflanzenstrukturen befindet sich in solchen Leichtbauteilen nur dort Material, wo es Kräfte

Querschnitt durch das 4piPAC-Experiment: Der Parabolspiegel ist präzise aus Aluminium gefräst. Seine Öffnung hat zwei Zentimeter Durchmesser. Der Brennpunkt, in dem das Atom gefangen ist, befindet sich zwei Millimeter über dem tiefsten Punkt. Von oben trifft das Laserlicht (rot) in den Parabolspiegel. Der Spiegel reflektiert die ebenen Wellen so, dass sie als Kugelwellen im Brennpunkt zusammenlaufen (rote Pfeile). Dort ist das Atom (grün, Dipolfeld schwarz) gefangen, das ein Photon aufnehmen soll. Die Geometrie ist mit einer Lampe in einem Autoscheinwerfer vergleichbar. Der Spiegel hat unten drei Öffnungen: Durch die rechte Öffnung wird das anfangs elektrisch neutrale Atom in die Falle […]
Diese Ionen lassen sich nämlich mit elektrischen Kräften gefangen halten.

Warum können wir diesen Text lesen? Weil das vom Blatt reflektierte Licht die Schriftinformation in unsere Augen transportiert. Dort wandeln Sehzellen sie in Nervensignale um. Diese „Wechselwirkung“ zwischen Licht und Materie, wie die Physik solche Vorgänge nennt, geschieht permanent in unserer Welt. Pflanzen gewinnen damit Energie aus Sonnenlicht, setzen Sauerstoff frei und wachsen. Dank der Licht-Materie-Wechselwirkung können wir also sehen, atmen und essen. Aber was geschieht da ganz genau, wenn Licht auf Materie trifft? Oder wenn umgekehrt Materie Licht ausstrahlt? Solche Fragen haben vor über hundert Jahren zur Geburt der Quantenphysik geführt. Im späten 19. Jahrhundert kam es zum Streit, […]
Diese Ionen lassen sich nämlich mit elektrischen Kräften gefangen halten.

Ohne die Eigenschaften der Nanowelt ist chemische Forschung heute kaum noch denkbar. Das gilt besonders für die Nanokapseln von Katharina Landfester, Direktorin am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz. Diese Objekte sind mit einigen Hundert Nanometern Durchmesser zwar winzig. Sie sind aber immer noch viel größer als typische Moleküle. Deshalb können an ihren Oberflächen chemische Reaktionen ablaufen, zum Beispiel eine Polymerisation. Sind nun viele Nanoobjekte im Spiel, bieten sie dafür eine gigantisch große Oberfläche an. Genau diese Stärke der Nanowelt nutzt die Mainzer Forscherin in ihren Miniemulsionen aus fein verteilten Nanotröpfchen. Wer in die Forschungsprojekte von Katharina Landfester eintaucht, erkennt, wie […]
Ihre Moleküle wechselwirken untereinander durch Van-der-Waals-Kräfte (siehe Techmax

Aus der Forschung direkt in die Schule
Ihre Moleküle wechselwirken untereinander durch Van-der-Waals-Kräfte (siehe Techmax

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Ihre Moleküle wechselwirken untereinander durch Van-der-Waals-Kräfte (siehe Techmax

Aus der Forschung direkt in die Schule
Diese Ionen lassen sich nämlich mit elektrischen Kräften gefangen halten.