Die Welt von morgen - Spektrum Spezial Physik - Mathematik – Technik 1/2016

Inhalte dieser Ausgabe

Spintronik

12Magnetische Knoten auf der Festplatte

Spinwirbel könnten Daten besonders dicht speichern.

Skyrmion, magnetische Momente — © Arbeitsgruppe Roland Wiesendanger, Universität Hamburg (Ausschnitt)

Hochenergiephysik

15Im Sog der Plasmawelle

Die Teilchenbeschleuniger der Zukunft sind kompakt.

Elektronenbündel — © Weiming An, UCLA (Ausschnitt)

Attosekundenphysik

16Schalten mit Lichtblitzen

Elektronische Signalverarbeitung stößt an technische Grenzen. Ein möglicher Ausweg: ultrakurze Laserpulse.

Lichtpulse treffen auf Chip aus Quarzkristall — © Christian Hackenberger, LMU (Ausschnitt)

Optik

22Blick hinter den Vorhang

Forscher sehen mit Licht in Materialien, die dafür eigentlich undurchlässig sind – sogar in organische Gewebe.

Lichtdurchlässige Hand — © Hand: fotolia / Sebastian Kaulitzki; Bearbeitung: Spektrum der Wissenschaft (Ausschnitt)

Produktentwicklung

28Quantenoptik auf dem Sprung

Entdeckungen zu den Wechselwirkungen von Licht und Materie lassen sich oft schwer industriell verwerten.

Platine — © iStock / Henrik 5000 (Ausschnitt)

Nachgiebiges Design

34Flexible Maschinen aus einem Guss

Am Stück gefertigte biegsame Geräte könnten heutige Apparate schon bald vorsintflutlich erscheinen lassen.

Einteilige Blende — © Greg Ruffing / Scientific American Mai 2014 (Ausschnitt)

Fertigungstechnik

42Drucken in drei Dimensionen

Ein Herstellungsprinzip vor dem Durchbruch.

3D-Druckmodell des Moleküls Porin — © Scripps Research Institute (Ausschnitt)

Wirtschaft

50Eine neue industrielle Revolution?

3-D-Drucker verändern die Produktionsprozesse und sind vor allem für bestimmte Marktsegmente interessant.

3-D-gedruckte Zahnbrücke — © mit frdl. Gen. von Andreas Gebhardt, FH Aachen, Rapid Prototyping Labor (Ausschnitt)

Kleinstsatelliten

54Winzlinge im Orbit

Leistungsfähige, nur zehn Zentimeter große Satelliten für die Erdbeobachtung und Telekommunikation.

Informatik

58Verletzte Roboter lernen wieder laufen

Künstliche Käfer finden eigenständig Bewegungsformen, die auch nach einer Beschädigung funktionieren.

sechsbeiniger Roboter verlor ein Bein — © Antoine Cully, ISIR, Université Pierre et Marie Curie (Ausschnitt)

Internet der Dinge

60Die Tücken tragbarer Elektronik

Die sichere Datenübertragung von digitalen Geräten am Körper wirft technische und rechtliche Probleme auf.

Wearables - tragbare Elektronikgeräte — © Austen, K.: The Trouble with Wearables. In: Nature 525, S. 22-24, 2015 (Ausschnitt)

Thermoelektrik

64Strom aus dem Übergitter

Nanotechnologie und Spinelektronik sollen künftig winzige Temperaturunterschiede nutzbar machen.

Halbleiter Übergitter — © Kornelius Nielsch, Sonja Heiderich, Sebastian Zastrow und Christian Back (Ausschnitt)

Materialwissenschaft

68Stromkabel als Akkuersatz

Speziell umhüllte Drähte können auch Energie speichern.

Superkondensator — © Gogotsi, Y.: Energy storage wrapped up. In: Nature 509, S. 568-570, 2014, fig. 1 (Ausschnitt)

Verkehr

70Die Straßen der 5. Generation

Autobahnen von morgen sollen umweltfreundlich sein, Strom für Elektrofahrzeuge erzeugen und vieles mehr.

Anpassungsfähige Straßen — © Forever Open Road / FEHRL (Ausschnitt)

Ethik

78Intelligente Autos im Dilemma

Wie müssen sich autonome Fahrzeuge bei drohenden Unfällen verhalten?

Autounfall — © iStock / Ryerson Clark (Ausschnitt)

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