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Blick in die Forschung: Kurzberichte: Quantenmaterie im Erdorbit

An Bord der Internationalen Raumstation ISS sind exotische ultrakalte Gase hergestellt worden, ein Bose-Einstein-Kondensat. Diese Leistung ist nicht nur ein technologischer Meilenstein, sondern könnte unser Verständnis der Quantenphysik verbessern.
ISS mit Crew Dragon, H-II Transfer Vehicle-9 und Columbus-Modul

Vor 25 Jahren wurde zum ersten Mal eine Materieform beobachtet, die als Bose-Einstein-Kondensat (BEK) bekannt geworden ist. Seitdem haben sich derartige Quantenzustände zu einem Schlüsselinstrument für die Untersuchungen in der Quantenphysik entwickelt, und sie werden routinemäßig in Hunderten von Labors auf der ganzen Welt hergestellt. David C. Aveline und sein Team haben auf der Internationalen Raumstation ISS ein Bose-Einstein-Kondensat produziert, das aus Rubidiumatomen besteht. Die Bedingung des fortwährenden freien Falls auf der Station bietet vollkommen neue Einsichten in die Natur des Materiekondensats und zu hochpräzisen Messungen daran (siehe Bild oben und S. 25).

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Sterne und Weltraum – Raumzeit: Experimente zur Quantennatur

Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? In unserem Titelbeitrag stellen wir Überlegungen vor, wie man experimentell eine Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Artikels zur Urknalltheorie beleuchten wir alternative Ansätze zur Dunklen Energie: das Local-Void- und das Timescape-Modell. Außerdem: Teil zwei unserer Praxistipps für die Astrofotografie mit dem Smartphone – Mond und Planeten im Fokus, die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems und woher stammen erdnahe Asteroiden?

Spektrum der Wissenschaft – Eine Theorie von allem: Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen?

Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen? In der aktuellen Ausgabe der PMT haben wir Beiträge für Sie zusammengestellt, in denen Forscherinnen und Forscher über die Ergebnisse ihrer Suche nach einer fundamentalen Theorie unserer Welt berichten. Entstanden ist eine erkenntnisreiche Sammlung an Beiträgen über die Quantennatur der Raumzeit, denkbaren Experimenten zum Nachweis von Gravitonen, Schwarzen Löchern, der Theorie der Quantengravitation, teleparalleler Gravitation und vielem mehr. Lesen Sie, welche Fortschritte es in den letzten Jahren gab, die Gesetze der Quantenwelt mit den geometrischen Konzepten von Raum und Zeit zu vereinigen, und welche Hürden dabei noch zu überwinden sind.

Spektrum - Die Woche – Die radikale Lösung für die Plastikkrise

Plastik war einst eine Revolution – heute ist es ein Umweltproblem. Forschende in Deutschland wollen das ändern: mit neuen Kunststoffen, die vollständig recycelbar sind. Außerdem: Warum der Urknall vielleicht ganz anders war, was Männer bei einer Vasektomie erwartet und mehr.

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