09. August 2010, 18:32

Michael Springer ist promovierter Physiker. Er hat mehrere Hörspiele und Romane veröffentlicht und übersetzte das Buch "The Emperor's New Mind" von Roger Penrose ins Deutsche. Seit 2005 schreibt er in Spektrum der Wissenschaft die Kolumne "Springers Einwürfe".

Als Schüler verstand ich die Welt nicht. Darum besorgte ich mir Bücher, die schon im Titel versprachen, alles zu erklären: "Die Welt in der wir leben", "Du und die Natur", "Einstein und das Universum" – und "Physik und Philosophie".

Werner Heisenberg hatte ein humanistisches Gymnasium mit Latein und Altgriechisch besucht, darum fühlte ich mich bei ihm gleich zu Hause. Er zitierte sogar Platon und Aristoteles, um mir zu erklären, was das fundamental Neue an der modernen Physik ist. Die klassische Physik – Newtons Mechanik und Einsteins Relativitätstheorien – setzt stillschweigend eine "materialistische Ontologie" voraus, schreibt Heisenberg und erklärt sogleich, was er damit meint: die selbstverständliche Annahme, Teilchen und Wellen, Kräfte und Felder existierten an sich, unabhängig vom messenden Beobachter.  (weiter)

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18. Februar 2010, 17:43

Manchmal sind die Dinge etwas anders als sie auf den ersten Blick zu sein scheinen. Ein schönes Beispiel dafür kursiert gerade in Form eines großartigen Videos im Internet. Es zeigt den Start des Satelliten SDO, bei dem die Trägerrakete eine Wolke aus Eiskristallen durchbricht und dabei konzentrische Wellen auslöst wie ein ins Wasser geworfener Stein.
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04. November 2009, 18:53

Strahlende Abfälle aus Kernreaktoren werden auch nach dem Ausstieg aus der Kernenergie ein ernstzunehmendes Problem darstellen. Doch Regierung und Kraftwerkbetreiber sind genauso wenig wie Atomkraftgegner bereit, sich mit diesem Problem seriös zu befassen. Also muss der Abfall vernichtet werden, doch wie? Es gibt - theoretisch - eine ungewöhnliche Lösung.

Spiegel Online hat heute einen Artikel über das Fusionsprojekt NIF am Lawrence Livermore National Laboratory, in dem leider nicht allzu viel drinsteht. Ich hatte mich allerdings auch mal mit dem Thema befasst und bin dabei auf einen bemerkenswerten Plan gestoßen: Atommüll-Verwertung mit Fusionsenergie.

Das Problem mit dem Atommüll ist ja, dass man ihn nicht wirklich gut lagern kann. Weder in oberirdischen Zwischenlagern, noch in verfallenden Salzstöcken und schon gar nicht im Meer vor Nowaja Semlja, wo er dafür sorgt, dass dem letzten überlebenden Kabeljau ein zusätzliches Paar Kiemen wächst. Am liebsten würde man ihn einfach verbrennen, aber davon werden die Radioisotope leider nicht zerstört

Es gibt allerdings eine Methode, das Zeug endgültig zu beseitigen: Den Beschuss mit langsamen Neutronen. Forscher haben das Verfahren, isotope engineering, in der Schweiz weiter entwickelt und es funktioniert. Dass Atomkraftbetreiber bislang nicht in Jubelstürme darüber ausgebrochen sind, dürfte daran liegen, dass es ziemlich teuer würde, Atommüll auf diese Weise zu entsorgen. Teurer als so ziemlich jede andere Stromquelle auf dem Markt.

Man kann das Prinzip allerdings noch weiter treiben. Russische Wissenschaftler haben schon vor Jahren auf Basis dieses Verfahrens ein Hybrid-Kernkraftwerk konzipiert – der Atommüll soll nicht nur unschädlich gemacht werden, sondern nebenher auch noch Energie erzeugen. Und zwar mit Hilfe der Kernfusion. Und die Forscher an der National Ignition Facility wollen das Ding bauen.  (weiter)

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06. Oktober 2009, 17:22

Normales Glas ist praktisch undurchsichtig: Wir können nur deswegen aus dem Fenster gucken, weil die Scheibe so dünn ist. Schon wenige Meter dickes Glas lässt praktisch kein Licht mehr durch. Moderne optische Fasern gehören dagegen zu den durchsichtigsten Dingen der Welt. Auf einem Kilometer Weglänge verlieren sie gerade mal fünf Prozent des hindurchgesandten Lichtes, und das obwohl sie ebenfalls aus Glas bestehen.

Diese Glasfasern, die heute das Rückgrat der modernen elektronischen Kommunikation darstellen, sind das Ergebnis einer schrittweisen Entwicklung, an der sehr viele Wissenschaftler und Techniker überall auf der Welt beteiligt waren. Der diesjährige Physik-Nobelpreisträger Charles K. Kao ist einer von ihnen. Seine Arbeit ist kein unerwarteter Geniestreich, sondern die gründliche Untersuchung des lange bekannten fundamentalen Problems der bisherigen Lichtleiter, samt seiner abschließenden Lösung.  Vor Kao war die Faseroptische Kommunikation eine theoretische Möglichkeit, nach ihm eine Frage der Verfahrenstechnik. (weiter)

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28. September 2009, 23:12

Merkur, der kleinste und sonnennächste Planet des Sonnensystems, gehört zu den am wenigsten erforschten Planeten des Sonnensystems. Mit knapp 4900 Kilometer Durchmesser ist er etwa anderthalb Mal so groß wie der Erdmond, und mit seiner felsigen, kraterübersäten Oberfläche sieht er ihm auch recht ähnlich. Bis vor kurzem wusste man kaum etwas über ihn.

Das lag natürlich an seiner Nähe zu unserem Zentralgestirn, Merkur ist etwa 0.4 Astronomische Einheiten (60 Millionen Kilometer) von der Sonne entfernt. Von der Erde aus sind Beobachtungen nur schwer möglich, denn Merkur steht so nah an der Sonne, dass er meistens von ihr überstrahlt wird. Mit Raumsonden lässt sich dieses Problem zwar umgehen, die Bedingungen in Merkurnähe sind jedoch deutlich harscher als man es von anderen Planetenmissionen gewohnt ist. Die intensive Strahlung und der Sonnenwind aus geladenen Teilchen stellen eine große Herausforderung für die Konstruktion einer Merkursonde dar.

Im Jahr 2004 startete von Cape Canaveral aus die Messenger-Mission der NASA. Dieser Satellit wird im Jahr 2011 in eine Umlaufbahn um den Merkur einschwenken und ihn ausführlich untersuchen. Doch Messenger ist bereits am Merkur vorbeigeflogen. In drei Swing-by-Manövern soll die Sonde so viel Bahnenergie verlieren, dass sie auf eine Umlaufbahn einschwenken kann. Im Januar und im Oktober 2008 näherte sich die Sonde dem Planeten auf etwa 230 Kilometer, das dritte Rendezvous findet morgen statt. Grund genug, einen Blick auf die bisherigen Erkenntnisse über Merkur zu werfen.  (weiter)

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21. August 2009, 18:02

Wenn der feste Boden unter den Füßen zu schwanken beginnt, ist die Ursache meist eine Verschiebung entlang einer Verwerfung, einer Bruchfläche zwischen Gesteinen. Solche Beben können eine Stärke von über 7 auf der Richter-Skala erreichen und enorme Zerstörungen anrichten. Doch diese Ereignisse erscheinen klein neben hundertfach energiereicheren Ereignissen wie dem Sumatra-Andamanen-Beben an Weihnachten 2004, bei denen die Erdkruste auf vielen hundert Kilometern Länge aufreißt und sich der Boden um mehrere Meter hebt oder senkt. Durch den anschließenden Tsunami starben 230.000 Menschen. Solche gewaltigen Erschütterungen sind gar nicht so selten, und sie gehen alle auf einen gemeinsamen Mechanismus zurück: Sie sind Subduktionsbeben, die stärksten Erdbeben aller Zeiten.

An einer Subduktionszone treffen kontinentale und ozeanische Krustenplatten aneinander. Der Kontinent überfährt dabei quasi die dichtere ozeanische Kruste, die dort in den Erdmantel abtaucht. Doch auch der Kontinent bleibt von der Kollision nicht unbeeinträchtigt. Er wird an der Subduktionszone langsam zusammengeschoben – die vorderste Kante des Kontinents, Backstop genannt, folgt der absinkenden Platte nach hinten und in die Tiefe, während sich die Kruste dahinter um mehrere Meter aufwölbt und dabei gespannt wird wie eine Feder. Wird die Spannung zu stark, reißt die Kontaktfläche auf großer Länge ab und schnellt in die Ausgangslage zurück. Diese Erschütterungen erreichen Magnitude 9 auf der Richter-Skala und dauern oft länger als eine Minute. Die dabei freigesetzte Energie entspricht dem Einschlag eines 1000 Meter großen Asteroiden.[1]  (weiter)

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15. Mai 2009, 19:08

Die Obsession der Menschheit für Kinderbilder überspannt alle Bereiche des menschlichen Schaffens. An einem Ende der Skala findet man die Agonie der Sonntagnachmittage mit Fotoalben einer kompletten Sippschaft (schlimmstenfalls sogar der eigenen), auf der anderen Seite reiten zwei Tonnen High-Tech an  der Spitze des modernsten Feuerwerkskörpers der Welt Richtung Erdumlaufbahn, um die Geburt des Universums zu fotografieren. Gestern hat eine Ariane 5 ECA den Satelliten Planck auf den Weg zum Lagrange-Punkt L2 gebracht, den erfolgreichen Start habe ich mir auf Einladung von Andreas Schepers bei ESOC in Darmstadt angeguckt.

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24. April 2009, 10:54

Ich blogge ja eigentlich ungerne über Politik, und im Zusammenhang mit der Sperrung von Kinderporno-Seiten durch das BKA sind die Argumente für und wider inzwischen mehrfach ausgetauscht. Ein Detail ist mir dabei allerdings nach wie vor nicht ganz klar, vielleicht können mir meine ökonomisch versierten Leser da weiterhelfen. 

Allerorten heißt es ja, die Sperren würden dazu beitragen „den Markt für Kinderpornographie auszutrocknen“ (Guttenberg), bzw. der „kommerzielle Massenmarkt“ werde „entscheidend gestört“, wenn die Seiten vom Netz verschwinden (Familienministerium). 

Diese Argumentation funktioniert im Verlagswesen seltsamerweise genau andersherum: Dort beschweren sich Verleger und Journalisten permanent, dass die im Internet verfügbaren Inhalte ihr Geschäftsmodell kaputtmachen, weil keiner mehr für Zeitungen bezahlen will. Jeder, der beruflich Texte produziert, wünscht sich im Grunde nichts sehnlicher als dass die ganze Online-Kostenloskultur möglichst schnell wieder verschwindet (d.h. genau das, was jetzt mit der Online-Kinderpornographie passiert). Weil man – grob gesagt – wegen der ganzen Internetseiten mit dem Produkt kein Geld mehr verdienen kann. 

Sachdienliche Hinweise zur Auflösung des Widerspruches erbeten.

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27. März 2009, 13:19

WG-Besichtigung in der Heidelberger Altstadt: Eine wackelige Holztreppe führt zu einer Art Bretterverschlag, der mal als Dachboden gedient hat. Jetzt wohnen dort Studenten. Die Küche: Ein alter Herd, daneben eine transportable Duschkabine. Eine nackte Leuchtstoffröhre beleuchtet das Grauen. „Aber man wohnt immerhin nah an der Uni.“

Das nennt man dann auf Neudeutsch einen Trade-off. Wieviel Unannehmlichkeit bin ich zu ertragen bereit, bevor ich schreiend rauslaufe? Viele Organismen treffen solche Entscheidungen auf der Basis eines definierten Schwellenwertes, wir dagegen wägen die Alternativen gegeneinander ab: Wenn die Alternative das Sichtbeton-Schlafzimmer unter der Neckarbrücke ist, handeln wir anders als wenn wir noch Geld für ein Hotel haben.

So flexibel sind allerdings auch andere Tiere, unter anderem solche, von denen man es nicht unbedingt erwarten würde. Einsiedlerkrebse zum Beispiel hätte man bis dato strikt in die Schwellenwert-Gruppe eingeordnet. Es hat sich aber gezeigt, dass es so einfach nicht ist.
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12. März 2009, 11:12

Gastbeitrag von Marlene Weiss

Wumms, da war es, das Top-Quark. Das scheue Teilchen, das bislang nur zusammen mit seinem Antiteilchen-Partner gemessen wurde, hat man jetzt am amerikanischen Teilchenbeschleuniger Tevatron vom Fermilab auch einzeln gesichtet. Hallelujah!
Wobei, gesichtet ist vielleicht etwas vollmundig ausgedrückt, denn dafür leben die extrem schweren Top-Quarks eigentlich nicht lange genug: Kaum eine halbe Quadrillionstelsekunde dauert es, bis sie in andere Teilchen zerfallen, die dann ihrerseits vom Detektor registriert werden. (Endlich mal wieder eine schöne, unverbrauchte Zahl, nicht so abgedroschen wie die ewigen Milliarden aus den Wirtschaftsnachrichten!) Überhaupt sind Quarks nicht für die Einsamkeit gemacht. In der Natur treten sie ausschliesslich in Gruppen auf: Jeweils drei der sechs verschiedenen Quarktypen aus drei „Familien“ bilden Protonen und Neutronen, die Bausteine des Atomkerns; aus Zweierpaaren von Quark und Antiquark bestehen dagegen die exotischeren Mesonen.
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