Physik

Quantenregeln für die Unordnung

In einer abstrakten Illustration mischen sich Zahnräder und andere Elemente klassischer Mechanik mit Licht- und Quantenphänomenen

Die Entropie, ein Maß für Unordnung, nimmt ständig zu. Moderne Ideen führen diese zentrale Aussage aus der Thermodynamik auf quantenmechanische Information zurück.

von Philip Ball

Gravitationskraft : Antimaterie fällt wie normale Materie nach unten

Ein Experiment am CERN zeigt, dass Einstein mal wieder Recht hatte: Die Schwerkraft wirkt auf Antimaterie genauso wie auf Materie. Alles andere wäre auch zu verrückt gewesen.

Nanophysik : Glas aus der Römerzeit verwundert wegen ungewöhnlicher Nanostruktur

Aus einem 2000 Jahre alten Scherbenhaufen sticht das »Wow-Glas« heraus. Es handelt sich um einen photonischen Kristall mit erstaunlichen optischen Eigenschaften.

Hydrodynamik : Warum Meerwasser schäumt und Flusswasser nicht

Jahrzehntelang wunderten sich Fachleute, warum Luftbläschen im Meerwasser so stabil sind. Durch experimentelle Beobachtungen konnten Physiker dieses Rätsel nun lösen.

Bio-Elektronik : Goldene Elektroden machen Zellen zu Cyborgs

Elektronik und biologische Systeme gehen bisher nur schwer zusammen. Mit einer neuen Technik lassen sich nun Metallstrukturen auf Zellen drucken - womöglich bald auch Schaltkreise.

Bose-Einstein-Kondensat : Theoretische »Quanten-Superchemie« erstmals beobachtet

Fachleute realisieren einen neuen Typ chemischer Reaktion: Große Gruppen von Atomen reagieren im Gleichschritt miteinander. Grund ist ein theoretisch vorhergesagter Quanteneffekt.

Quasiteilchen : Physiker finden »Dämon« in supraleitendem Kristall

Bereits 1956 wurde vorhergesagt, dass in manchen Materialien masselose, elektrisch neutrale Quasiteilchen entstehen können. Das könnte die Hochtemperatur-Supraleitung erklären.

Krieg in der Ukraine : Welche Konsequenzen hätte ein Reaktorunfall in Saporischschja?

Fachleute haben berechnet, wie weit bei einer Kernschmelze die Sperrzone reichen würde und bis wohin der Boden kontaminiert wäre. Doch es gibt Kritik an den getroffenen Annahmen.

Podcasts

Schwingende Sterne und innere Geheimnisse

Die Schwingungen eines Sterns sind mit Erdbeben auf unserem Heimatplaneten vergleichbar - Sternenbeben verraten außerdem, wie groß und schwer ein Stern ist. Ein Podcast.

Entropie, Zeit und Quantenmechanik: Regeln für die Unordnung

Jedes System strebt mit der Zeit zu größerer Unordnung. Dieser Satz gilt in der Physik als unantastbar. Aber warum eigentlich?

Neuer Supraleiter: Ein technologischer Durchbruch?

Südkoreanische Forschende behaupten, einen neuen Supraleiter gefunden zu haben, der bei Raumtemperatur funktioniert. Doch Expertinnen und Experten zweifeln …

Kolumnen

Supraleitung : Mögliches Wundermaterial sorgt für Euphorie und Enttäuschung

Die Sensationsmeldung zu einem Stoff, der Strom bei Raumtemperatur verlustfrei leitet, zeigt viele Schwächen – aber auch die Stärke der Wissenschaft, kommentiert Mike Zeitz.

Springers Einwürfe : Oppenheimers gespaltene Geschichte

Bei der Verfilmung von Oppenheimers Rolle im US-Atombombenprojekt ist sein Aufstieg weniger interessant als sein Fall in Ungnade, kommentiert Michael Springer

Die fabelhafte Welt der Mathematik : Wie Katzen die Gesetze der Physik austricksen

Dass Katzen stets auf ihre Pfoten fallen, gab Physikern lange Rätsel auf. Wie sich herausstellt, können die Tiere einen Sturz aus jeder beliebigen Höhe überstehen – theoretisch.

Wissen

Zeit stoppen durch Handauflegen

Beim Fluss des Granulats in einer Sanduhr ändert sich rhythmisch der Luftdruck im unteren und oberen Gefäß. So lässt sich die Zeit manipulieren und sogar anhalten.

Glorie und queteletsche Ringe auf dem Wasser

Ein mikroskopisch kleiner Organismus macht es möglich, auf einer Wasseroberfläche gleichzeitig zwei optische Phänomene zu beobachten, die es dort eigentlich nicht geben sollte.

Wie sich Gurken gen Himmel schrauben

Ranken verdrillen und verkürzen sich und ziehen so den Rest der Pflanze empor. Im Zellverbund spielen mehrere physikalische Effekte zusammen.

Videos

Bessere Detektoren für Röntgenastronomie

Am 7. September 2023 startete eine Rakete mit einem neuen Röntgenteleskop namens XRISM. Welche Ziele verfolgt die neue Mission?

Inseln des Lichts

Josef Gaßner erläutert anhand von Originalaufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops und des James Webb Teleskops die Morphologie von Galaxien.

Wird Beteigeuze bald zur Supernova?

Beteigeuze ist ein Roter Riese in 650 Lichtjahren Entfernung. Seit einigen Jahren sorgt er für Furore, weil seine Helligkeit schwankt. Ein Anzeichen für die baldige Explosion?

Themenseiten

Anthropozän

Sollte die Erdgeschichte eine neue Epoche bekommen? Wissenschaftler diskutieren über ein »Anthropozän« als Zeitalter, das entscheidend durch den Menschen geprägt wurde.

Das Wetter

Warum war der letzte Winter so warm - oder kalt? Kann man das Sommerwetter im Frühling vorhersagen? Wie wirkt Regen auf unser Gemüt? Das Wetter bestimmt unseren Alltag.

Mars

Kein anderer Himmelskörper ist so gut erforscht wie der Mars - und keiner bietet so viele Rätsel und offene Fragen.

Bilder der Woche

Die komplizierte Feinstruktur der Blitze

Wenige Mikrosekunden vor dem Einschlag umgeben meterlange Fasern und seltsame Leuchtwolken die Spitze des Blitzes. Leitblitze von umgebenden Gebäuden recken sich ihm entgegen.

Istanbul in Infrarot

Der Umweltsatellit EnMAP hat erste Bilder der Stadt am Bosporus geschickt. Sie könnten dabei helfen, die Folgen des Klimawandels sichtbar zu machen.

Das Gekritzel von Genies

Bei einer Konferenz von Stephen Hawking 1980 verewigten sich die Teilnehmenden auf einer großen Tafel – mit Sprüchen und Witzchen. Das Stück ist nun im Museum zu bewundern.

Quiz

Spektrum.de

DenkMal

Woher kommt das Popp, wenn Popcorn poppt?

NaKlar!

Wie konnte Johannes Kepler sein 3. Gesetz herleiten?

Kepler standen langjährige Beobachtungsreihen der genauen Planetenpositionen zur Verfügung, die Tycho Brahe und seine Assistenten aufgenommen hatten. Die Bahn ...

Rätsel

Eurekas Widerstände

Wie groß ist der Gesamtwiderstand zwischen den Punkten A und B der Schaltung, wenn alle drei Widerstände einen Wert von zwölf Ohm haben?

SciLogs

Fragen zu Schwarzen Löchern (Videos)

Markus Pössel

Fragen zu Schwarzen Löchern (Videos)

Seit dem Frühjahr organisieren wir vom Haus der Astronomie aus die digitale Vortragsreihe “Fragen ans Universum” – als Teil des Wissenschaftsjahrs 2023 “Unser Universum”. Jeder Vortrag der Reihe hat als Ausgangspunkt eine Frage, die uns …

Quantenverschränkung und Information

Martin Bäker

Quantenverschränkung und Information

In meinem letzten Artikel habe ich ja über die Seltsamkeiten der Quantenmechanik geschrieben. In den Kommentaren kam dabei wieder einmal die Frage auf, ob man mit der berühmten quantenmechanischen Verschränkung Informationen übertragen kann. Weil das …

Mit Euclid auf den Spuren von Dunkler Materie und Dunkler Energie

Markus Pössel

Mit Euclid auf den Spuren von Dunkler Materie und Dunkler Energie

Manchmal geht es dann ganz schnell. Das Euclid-Weltraumteleskop der ESA begleitet mich in der Öffentlichkeitsarbeit für das Max-Planck-Institut für Astronomie jetzt schon einige Jahre. Und der Starttermin war eines von jenen Daten, die eigentlich immer …

Rezensionen

Im Auftrag eines Genies

Ein langjähriger Weggefährte Stephen Hawkings stellt die weniger bekannte Arbeit des weltberühmten Physikers vor. Meisterhaft gelungen. Eine Rezension

Die Geister, die wir teleportierten

Wie sähe eine Welt aus, in der statt des Internets die Teleportation erfunden worden wäre? Eine Rezension

Der faszinierende Mikrokosmos

Florian Aigner vermittelt ein grundlegendes Verständnis von der Welt der Quanten und zeigt, wo die Quantenphysik Anwendung findet. Eine Rezension