Präsident Obama hat gestern den neuen Haushalt der NASA vorgestellt. Weitverbreitet wird dies jetzt als Desaster für die amerikanische Raumfahrt dargestellt, so unter andem bei Eugen Reichl in den benachbarten Kosmologs. Und soviel ist wahr, Bushs Constellation Programm, das Astronauten in einer Hauruck-Aktion nach Kalte-Krieg-Manier in absehbarer Zeit zurück auf den Mond bringen sollte, wurde gestrichen, da es einfach nicht tragfähig war (wie auch schon die Augustine Kommension vor einer Weile festgestellt hat).

Ich hätte es sehr gerne gesehen, wenn wieder Menschen auf dem Mond -- oder gar Mars -- spazieren gegangen wären oder dort sogar permanente Basen errichtet hätten. Aber sicher nicht um jeden Preis. Liefert Obamas Programm wirklich keine Alternative? (weiter)

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Heute wurde das zweite Experiment der aktuellen Mission durchgeführt. Es ging dabei hauptsächlich um Phasenseparation: Die Teilchen einer Größe wurden in eine Wolke aus Teilchen einer anderen Größe injiziert. Dabei sortieren sich die Teilchen dann automatisch nach Größe, ein Prozess, den wir beobachten möchten.

Dabei wollten wir eigentlich die teilchenfreie Zone in der Mitte der Kammer, das Void, schließen, was uns aber nicht ganz gelang. Das könnte daran liegen, dass in der Kammer nanometergroße Teilchen gewachsen sind, die zu klein sind, als dass man sie sehen könnte. Diese Teilchen würden sich dann in der Mitte des Systems aufhalten und dort verhindern, dass das Void geschlossen werden kann. Aber auch mit noch etwas offenem Void haben wir aber wieder schöne Tropfen aus einer Teilchensorte gesehen, das war also nicht so schlimm.

Im weiteren Verlauf des Experiments haben wir noch Teilchen in ein vorher teilchenfreies Plasma injiziert. Das haben wir mehrmals bei verschiedenen Leistungen und Drücken wiederholt und können so vergleichen, wie sich die Teilchen um das Void herum verteilen.

Außerdem konnte heute, anlässlich der besonderen Mission, die beiden Gruppenleiter, Prof. Fortov und Prof. Morfill, mit dem Kosmonauten Oleg Kotov direkt sprechen und ihm persönlich für seine tolle Arbeit danken. Eine große Ehre.

Abends gab es dann eine große Feier in einem Restaurant hier in Korolyov mit vielen Toasts und einigem Vodka. Morgen steht das dritte und für diese Mission letzte Experiment an, das wieder in Zusammenarbeit mit unseren japanischen Kollegen durchgeführt wird.

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Das erste Experiment der 12. Mission von PK-3 Plus hat sehr gut geklappt. Kurz vor Beginn der Experimente gab es einen kleinen Schreck, als der Telescience-Laptop eingefroren ist und nicht mehr auf Eingaben geantwortet hat, ein Neustart des Computers hat dann aber geholfen.

Zuerst hatten wir dann wie gehabt ein Livebild, das direkt über die russischen Stationen gelaufen ist. Danach wurde dann auf die Übertragung über NASA-Satelliten umgeschaltet, was auch perfekt funktioniert hat. Wir konnten dann tatsächlich das gesamte Experiment, das über 90 Minuten gedauert hat, live beobachten. Die Daten sind dabei von der ISS über den NASA-Satelliten gesendet worden, dann zum DLR nach Oberpfaffenhofen und schließlich von dort hierher nach Korolyov.

Da dieses Mal ziemlich viele Gäste da waren, war nur ein Teil von uns direkt im Kontrollraum, der Rest hat die Live-Übertragung von "unserem" Raum aus betrachtet und auch einer englischen Übersetzung der Anweisungen zugehört. 

Wir haben bereits auf dem Live-Bild schöne Kristallisation des Komplexen Plasmas gesehen, nachdem dieses mithilfe eines Funktionsgenerators durchgeschüttelt wurde. Dies wurde mehrmals bei unterschiedlichen Drücken gemacht und auch durch das System gescannt, so dass dreidimensionale Untersuchungen möglich sind.

Insgesamt ein sehr gelungener Start der 12. Mission von PK-3 Plus. Morgen geht es dann mit Phasenseparations-Experimenten weiter.

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Am Sonntag sind wir im eisigen Korolyov bei Moskau angekommen, um eine neue Mission unseres Plasmakristall-Experiments PK-3 Plus auf der Internationalen Raumstation zu begleiten. Wir sind mitten im russischen Winter gelandet, mit Temperaturen von -20°C und darunter.

Aber dieses Mal lohnt es sich sogar noch mehr als sonst. Wir haben wieder interessante Experimente geplant, unter anderem zur Kristallisation der Teilchen. Und: Dieses Mal gibt es wieder etwas zu feiern, und zwar sogar doppelt. Es handelt sich um die 25. Mission der PK-3 Experimente, also die Missionen unseres aktuellen Experiments PK-3 Plus und des Vorgängerexperiments PKE Nefedov zusammengezählt.

 

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Wenige Tage vor Weihnachten ist meine langjährige Kollegin, Beatrice Annaratone, gemeinsam mit ihrem Mann Arturo in einem Autounfall ums Leben gekommen. Beatrice war lange Mitarbeiterin an unserem Institut, bis sie dann mit ihrer Familie nach Südfrankreich gegangen, da Arturo am ITER arbeitete.

Ich habe von Beatrice viel gelernt, angefangen damit, dass sie die Kurse über Tieftemperaturplasmaphysik und die Physik Komplexer Plasmen, die ich besucht habe, gehalten hat. Aber auch privat war sie so etwas wie ein Vorbild für mich - sie hat es geschafft, ihre Karriere als Physikerin damit zu verbinden, drei wunderbare Kinder großzuziehen. Sie war die einzige Physikerin, die ich persönlich kannte, die dies erreicht hat.

Beatrice war ein sehr netter, fröhlicher Mensch, stets am Lachen und gut gelaunt und optimistisch. Ihr viel zu früher Tod und besonders dessen Umstände sind tragisch.

Da dies aber vor allem ein Physik-Blog ist, möchte ich hier über ihre Arbeit berichten. Ich suche dabei einen Artikel von ihr heraus, der mich persönlich besonders interessiert - sie hat viel publiziert, das es wert wäre, hier erwähnt zu werden.

Die Manipulation Komplexer Plasmen durch Radiofrequenz-Bias

B.M. Annaratone et al 2004 Plasma Phys. Control. Fusion 46 B495-B509

Wie ich in diesem Blog schon oft beschrieben habe, sind Komplexe Plasmen ionisierte Gase, in denen sich neben den neutralen Atomen, Ionen und Elektronen noch Mikrometer große Teilchen befinden. Diese Mikroteilchen laden sich durch den Fluss der Plasmateilchen auf, normalerweise stark negativ.

Beatrice und ihre Kollegen haben ein Komplexes Plasma in einer Plasmakammer erzeugt, bei der die untere Elektrode in viele kleine Pixel geteilt ist. So eine Elektrode nennt man "adaptiv". Jedes einzelne Pixel kann getrennt mit einer Radiofrequenz angesteuert werden. So können die Mikroteilchen in dem Komplexen Plasma genau kontrolliert werden. (weiter)

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Wenn das Fernsehen einem einen Besuch abstattet, ist das immer aufregend. So ist es vor kurzem einigen Kollegen von mir bei uns am MPE geschehen: Es gab einen Bericht über die Arbeit zur Plasmamedizin in Nano, zu finden in der ZDF Mediathek.

Das ist doch ein guter Anlass, einmal etwas über die Plasmamedizin zu bloggen. Ich selbst komme mit diesem Thema eigentlich nur bei den Vorträgen in Berührung, die meine Kollegen bei unseren interen Klausurtagungen oder auch auf Konferenzen halten. Zu sehen sind dann immer grausam wirkende Fleischwunden, die wegen Bakterienbefalls lange nicht heilten, aber bei denen mithilfe Plasmabestrahlung im Rahmen klinischer Studien deutliche Verbesserungen erzielt wurden.

Wie genau diese Bestrahlung mit Plasma hilft, beschreiben Tetyana Nosenko und Coautoren in einem Paper, das letzten Monat im New Journal of Physics erschienen ist (T Nosenko et al 2009 New J. Phys. 11 115013).

Dass Plasmen Bakterien abtöten, ist schon recht lange bekannt, und wird zum Beispiel zur Sterilisation von medizinischen Instrumenten verwendet. Verschiedene Komponenten eines Plasmas wirken dabei zusammen: reaktive Teilchen, wie zum Beispiel freie Radikale und einige Moleküle wie Ozon und Peroxide, Ladungen, Hitze und ultraviolettes Licht schädigen die Bakterien.
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Ich finde es ja immer wieder spannend, wenn Experimentalphysiker es schaffen, ein großes System im Labor sinnvoll nachzustellen. Schon bei Flugzeugmodellen im Windkanal bin ich beeindruckt, aber das Experiment von Shinsuke Fujioka und Mitarbeitern steigert das ganze um Größenordnungen: Hier soll die Strahlung von Akkretionsscheiben, wie sie sich zum Beispiel um Schwarze Löcher herum bilden, im Labor simuliert werden.

Wenn sogenannte Kompakte Objekte, also eben Schwarze Löcher, Neutronensterne oder Weiße Zwerge, sich in einem Doppelsternsystem mit einem anderen Stern befinden, wird häufig Material von dem Stern zu dem Kompakten Objekt gesogen. Dieses Gas fällt dann in Spiralen auf das Schwarze Loch zu und bildet dabei eine Scheibe, die sogenannte Akkretionsscheibe. Das Gas wird dann durch Röntgenstrahlung von dem Kompakten Objekt ionisiert, und es bildet sich ein heißes Plasma.

In dem Experiment von Fujioka soll eben so ein Plasma im Labor erzeugt werden. Dafür wurde eine hohle Plastikkugel mit einem Druchmesser von einem halben Millimeter mit zwölf starken Laserstrahlen beschossen und zur Implosion gebracht. Das ist dasselbe Prinzip, das auch bei der Laserfusion verwendet werden soll; hier allerdings tritt keine Fusion auf, aber immerhin wird der Kern der implodierenden Kugel auf Temperaturen über 10 Millionen Grad gebracht. Dadurch entsteht ein Plasma, das im Röntgenbereich leuchtet und die Strahlung von dem Kompakten Objekt simuliert. (weiter)

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Die Verleihung der Nobelpreise steht wieder an – dieses Jahr für mich besonders spannend, denn ich bereite mich im Moment sehr intensiv auf die Verteidigung meiner Doktorarbeit vor. Dabei werde ich erst einen Vortrag über „mein“ Thema halten. Dann werden erst Fragen über mein Spezialgebiet gestellt und danach über Physik im Allgemeinen. Diesen zweiten Teil der Doktorprüfung kann man schlecht vorhersagen und sich noch schlechter darauf vorbereiten. Ein Thema, das allerdings traditionell immer auftaucht, ist der Nobelpreis in Physik.

Ein Nobelpreis-Thema, das sich für uns als Mitglieder der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) natürlich anbietet, ist der Frequenzkamm (Preisverleihung im Jahr 2005). Schließlich wurde dieser von einem Mitglied unser Alma Mater, Prof. Hänsch, mitentwickelt, der außerdem noch an unserem Nachbarinstitut, dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ), forscht.

Ein Frequenzkamm besteht aus einem Puls von Laserlicht verschiedener Wellenlängen, dessen Frequenzen einen genau bekannten konstanten Abstand voneinander haben. Das erinnert an die einzelnen Zähne eines Kamms, daher der Name. Mithilfe eines solchen Pulses kann man dann die Frequenz eines unbekannten Lichtstrahls sehr genau bestimmen: Man lässt den bekannten Laserstrahl mit dem unbekannten Licht interferieren  und bestimmt die Schwebungsfrequenz, die sich im gut messbaren Radio-Bereich befindet.

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Ich habe mittlerweile schon zwei Mal einen Vortrag beim Girls' Day bei uns am Institut gehalten, bei dem es um meine Erfahrungen als Frau in der Physik gehen sollte. Ich erzähle, wie ich zur Physik gekommen bin - denn eine meine Erfahrungen ist, dass ich als Studentin schon oft völlig verständnislos gefragt wurde "Warum denn gerade PHYSIK?".

Bei diesem Vortrag zeige ich dann das Hubble Deep Field, das mich als 16jährige sehr beeinflusst hat - und auch bei den Mädchen im Publikum gut ankommt, einmal wurde es sogar während des Vortrags von der Leinwand abfotografiert.

Das Bild ist im Jahr 1996 entstanden, indem das Hubble-Team das Teleskop auf einen kleinen Flecken im Weltraum gerichtet hat, der bis dahin als völlig leer galt, in dem es keine bisher bekannten Galaxien gab, keine hellen Sterne, usw. Die Größe dieses Gebiets entspricht mit einer Kantenlänge von 144 Bogensekunden ungefähr der Größe, unter der ein Tennisball in 100 Metern Entfernung erscheint. Nach 10 Tagen und 342 Fotografien wurde das endgültige Bild zusammengesetzt:

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Man kann mithilfe von neuen Materialien schöne Dinge machen. Ferrofluide zum Beispiel sind Flüssigkeiten, in denen sich nanometer-große Kügelchen befinden, die durch ein angelegtes Magnetfeld stark polarisiert werden. Neben einer Menge technischer Anwendungen kann man mit diesen Flüssigkeiten auch wunderschöne Kunst herstellen, wie der folgende Film von Sachiko Kodama und Yasushi Miyajima zeigt.

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