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Spektrum der WissenschaftSpezial Physik - Mathematik - Technik 3/2020

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Spektrum der WissenschaftSpezial Physik - Mathematik - Technik 3/2020

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Inhalte dieser Ausgabe

Editorial

Seltsame Materialien

06Supraleitung: Vorstoß zur Raumtemperatur

Theoretische Ansätze und bessere Computermodelle machen Hoffnung bei der Suche nach neuen Werkstoffen ohne elektrischen Widerstand.

14Graphen: Der magische Winkel

Wenn man zwei Schichten der atomdünnen Kohlenstoffvariante gegeneinander verdreht, fließt Strom verlustfrei hindurch.

20Photonik: Schalten mit Licht

»Topologische« Effekte in Festkörpern sollen Schaltungen ermöglichen, die Signale durch Licht übertragen.

30Quantensysteme: Zeitkristalle

In herkömmlichen Kristallen wiederholen sich räumliche Strukturen. Bei exotischer Materie gibt es eine ganz andere Art von Symmetrie: in der Zeit!

Erweiterte Theorien

38Interferenz: Zuwachs für den Doppelspalt

Experimente mit einem Dreifachspalt statt der klassischen Variante mit zwei Schlitzen offenbaren subtile physikalische Aspekte.

44Wärmelehre: Die Quanten-Dampfmaschine

Verbindet man moderne Erkenntnisse mit der klassischen Thermodynamik, entstehen bemerkenswerte Konzepte für den Mikrokosmos.

50Universalität: Quantenwelt im Nichtgleichgewicht

Bein Verständnis zahlreicher Systeme, die aus der Balance geraten sind, könnten neu entdeckte übergreifende Prinzipien helfen.

Gewagte Konzepte

60Schwerkraft: Für immer unvereinbar?

Bis heute scheiterten sämtliche Versuche, eine Quantentheorie der Gravitation zu entwickeln. Vielleicht ist das Vorhaben ja gar nicht realisierbar.

68Kosmologie: Antimaterie in neuem Licht

Unterscheiden sich Antiteilchen nur in ihrer Ladung von normaler Materie oder fällt auch ihre Masse anders aus?

76Information: Ausweg aus dem Schwarzen Loch

Der Ereignishorizont gibt eigentlich nichts frei, doch dem widersprechen quantenmechanische Grundsätze. Modelle und Messungen sollen das Problem lösen.
Erschienen am: 21.08.2020

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Oktober 2020

Spektrum der Wissenschaft – Oktober 2020

In dieser Ausgabe widmet sich Spektrum der Wissenschaft dem Thema Quantenwelt. Außerdem im Heft: Verhaltensforschung - Tierkämpfe, Wiederverwertung von Plastikmüll sowie Reproduzierbarkeit in der biomedizinischen Forschung.

Das Nichts - In der Welt des Vakuums

Spektrum Kompakt – Das Nichts - In der Welt des Vakuums

Im Vakuum ist einfach - nichts? Mitnichten: Es ist voller Quantenfelder, die aus dem vermeintlich leeren Raum Teilchen erzeugen und vielleicht sogar die Ausdehnung des gesamten Kosmos befeuern.

September 2020

Sterne und Weltraum – September 2020

Komet NEOWISE: Grandiose Bilder eines Schweifsterns - Schwerelosigkeit: Auf der Suche nach neuen Materieformen - Milchstraßensystem: Gigantische Verbiegung rotiert im Raum - Poröser Asteroid: Raumsonde fotografiert Oberfläche von Ryugu - Mars in Opposition: Die Jagd nach Details beginnt schon jetzt