21. Juli 2008, 22:29

Wir sind heute zu viert nach Moskau geflogen, alles hat gut geklappt. Das Wetter ist gut, es ist warm und sonnig. Unsere russischen Freunde vom IHED haben uns abgeholt und direkt einmal um die Stadt herum zum Hotel in Koroljow gefahren, wo wir dann gleich Lebensmittel einkaufen waren. Koroljow ist der Ort im Norden Moskaus, in dem neben dem Kontrollzentrum für die ISS ЦУП z.B. auch RKK Energia ihren Sitz hat.

Morgen geht dann die Arbeit los; der Aufbau der Testapparatur und weitere Tests der Experiment-Prozeduren stehen an. 

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19. Juli 2008, 15:52

Die Sonden, die die Umlaufbahn um die Erde verlassen, können nicht nur viel über unser Sonnensystem herausfinden, sie ermöglichen auch wunderschöne und ansonsten unmögliche Aufnahmen unseres Heimatplaneten. So auch die Deep Impact - Sonde, die die Erde im Verlauf eines halben Tages aufgenommen hat. Daraus hat das Forscher-Team einen Film gemacht, den der Bad Astronomer online gestellt hat:

 

 

Das sind wir. Weiter als auf diesem Bild sichtbar ist noch nie ein Mensch gekommen. Wie Carl Sagan zu einem anderen Foto der Erde aus dem Weltraum schon sagte:

"Schauen Sie sich diesen Punkt noch einmal an. Das ist hier. Das ist unser Zuhause. Das sind wir. Darauf hat jeder, den Sie lieben, jeder, den Sie kennen, jeder, von dem Sie je gehört haben, jeder Mensch, den es jemals gab, sein Leben gelebt. Die Summe unserer Freuden und unseres Leids, tausender selbstsichere Religionen, Ideologien und ökonomischer Doktrinen; jeder Jäger und Sammler, jeder Held und Feigling, jeder Erbauer und Zerstörer von Zivilisationen, jeder König und Bauer, jedes junge Liebespaar, jede Mutter und jeder Vater, jedes hoffnungsvolle Kind, Erfinder und Entdecker, jeder Morallehrer, jeder korrupte Politiker, jeder "Superstar", jeder oberste Führer, jeder Heilige und Sünder in der Geschichte unserer Spezies lebte hier." (Übersetzung aus dem Englischen von mir)

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17. Juli 2008, 22:45

Nächste Woche ist es soweit, wir fliegen nach Moskau, um dort mit unseren russischen Kollegen von unserem Partnerinstitut die letzten Tests für die nächste Durchführung unseres Experiments PK-3 Plus auf der Internationalen Raumstation ISS zu machen. Es geht um komplexe Plasmen, wie die regulären Leser dieses Blogs schon wissen werden, was ein ionisiertes Gas mit zusätzlichen mikrometergroßen Kügelchen ist. Wir wollen z.B. Fluideffekte und sogenannte "elektrorheologische Fluide" untersuchen.

In den letzten Wochen haben wir bereits die genauen Prozeduren für die Experimente festgelegt. Das meiste wird automatisch ablaufen, wir benötigen nur manchmal Kosmonautenzeit, wenn ein Parameter solange verändert werden soll, bis ein bestimmter Effekt auftritt. Am spannensten finde ich natürlich den Teil, der zu meiner Doktorarbeit gehört, wie ich hier auch schon einmal geschrieben habe. Das Experiment muss auch mit Hilfe eines Kosmonauten durchgeführt werden. Ich habe einige Bilder vorbereitet, die zeigen, wie das Plasma aussehen soll, das der Kosmonaut einstellen soll. Diese Bilder werden direkt zur Raumstation gefaxt, gemeinsam mit unseren Anleitungen.

Außerdem können wir - wenn alles klappt - direkt im russischen Kontrollzentrum dabei sein,während das Experiment durchgeführt wird, und auch live die Bilder vom Experiment sehen und Anleitungen geben. Bitte alle die Daumen drücken, dass alles so funktioniert, wie wir es uns vorstellen! 

Wir fliegen am Montag nächste Woche, die Experimente werden Anfang der Woche darauf durchgeführt. Wir müssen so früh nach Russland fliegen, um vorher noch einmal alles mit dem Testaufbau auszuprobieren, der mit dem auf der ISS identisch ist. Gegebenenfalls müssen wir dann auch noch einiges anzupassen. Von der Stadt werden wir vermutlich nur am Wochenende etwas sehen, unser Hotel ist in der Nähe des Kontrollzentrums und damit völlig außerhalb Moskaus. Aber das ist nicht wichtig, es wird auch so spannend genug. Ich werde versuchen, hier weiter zu berichten.

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16. Juli 2008, 20:09

Was werden Schüler im Jahr 2100 über die Geschichte der Fusion lernen? Das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) hat jetzt einen Werbefilm für den geplanten Fusionsreaktor ITER ins Netz gestellt, das eine Vision dafür vorstellt. In dieser fiktiven Zukunft hat die Fusion das Energieproblem gelöst, stellt saubere, sichere und praktisch unbegrenzte Energie zur Verfügung. Zu sehen ist der Film auf der Webseite des IPP.
Schön wäre es ja…  ITER soll zum ersten Mal mehr Energie durch Fusion von Wasser zu Helium gewinnen, als z.B. für die Begrenzung des Plasmas benötigt wird. Probleme gibt es natürlich immer noch, z.B. wird das Material der Wand aktiviert und damit ebenfalls radioaktiv.  Im Vergleich mit heutigen Atomreaktoren wären Fusionsreaktoren von diesem Typ aber viel sicherer, da keine Kettenreaktion auftreten kann und auch keine Materialien erzeugt werden, die 10 000 von Jahren radioaktiv sind.  Bleibt zu hoffen, dass der Werbefilm von oben nicht zu optimistisch ist, denn Fusion als Energiequelle liegt ja bekanntermaßen  20 Jahre in der Zukunft… und das seit mehr als 50 Jahren. ;)

 

 

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12. Juli 2008, 13:59

Webseiten für Netzwerke gibt es im Internet wie Sand am Strand... Die meisten sind eher für Netzwerke von Freunden (wie die Vorläufer MySpace, Facebook und in Deutschland StudiVZ), aber es gibt auch einige die ein eher professionelles Ziel haben (XING zum Beispiel).

Ein neues solcher Netzwerk-Seiten ist jetzt auf Wissenschaftler ausgerichtet: ResearchGate. Dort kann man im Profil die eigenen Publikationen hinzufügen, Konferenz-Abstracts, Projekte, an denen man momentan arbeitet... Wenn Kontakte etwas neues hinzufügen, sieht man das in der Zusammenfassung. Man kann Gruppen bilden, in denen z.B. Dokumente gemeinsam bearbeitet werden können, Termine ausgemacht werden können, Diskussionen geführt werden können, usw. 

Es bleibt zu sehen, wie sich das in der Wissenschafts-Gemeinschaft durchsetzt. Ich denke, es hat großes Potential; ich habe dort zu meiner Überraschung auch schon einen Kontakt gefunden, den ich nicht selbst dafür geworben habe. ;) Bin gespannt, wie sich das alles entwickelt. 

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06. Juli 2008, 14:49

In einem kürzlich veröffentlichten Artikel schlägt mein Kollege Markus Thoma einen Test der Stringtheorie mittels sogenannten "Einkomponenten Plasmen" vor. So ein Plasma besteht aus geladenen Teilchen, die mittels Coulomb-Kraft miteinander in einem neutralisierenden Hintergrund wechselwirken. Mit diesem Modell kann man also ein echtes Plasma oder auch ein Komplexes Plasma, das ja außer den Ionen und Elektronen noch Mikroteilchen enthält, simulieren. Theoretisch sollte der Test also auch auf Komplexe Plasmen ausweitbar sein.

Aber einen Test der Stringtheorie? Die will ja bekanntermaßen eine "Theorie für Alles" sein, also sämtliche Kräfte miteinander vereinen. Dazu verwendet sie als grundlegende "Teilchen" die Strings, die kleiner als alle anderen Teilchen sind und die Kräfte durch Vibrationen erzeugen.

Nun sagt diese Theorie unter anderem voraus, dass das Verhältnis der Viskosität (die angibt, wie zähflüssig das System ist) und der Entropie (der Ungeordnetheit des Systems) immer größer als das Verhältnis zweier Naturkonstanten sein muss (insgesamt eine Zahl von 6 x 10^-13 K s). Diese Aussage sollte für alle relativistischen Quatenfeldtheorien gelten, und sollte daher auch auf nicht-relativistische Systeme ausweitbar sein.

Bisher wurden auch tatsächlich keine widersprechenden Messungen gemacht. Auch das in Markus Thomas errechnete Verhältnis dieser beiden Größen in Einkomponenten-Plasmen widerspricht der Aussage nicht. Nun wäre es interessant, diesen Wert z.B. in Komplexen Plasmen tatsächlich zu messen. Die Viskosität dieser Systeme wurde bereits experimentell bestimmt, nur die Entropie noch nicht.

Falls dann aber tatsächlich ein Widerspruch gezeigt wird, würde dies keinesfalls das Ende der Stringtheorie bedeuten, sondern es wäre nur die Hypothese widerlegt, dass man das Ergebnis auf nicht-relativistische Systeme ausweiten kann. 

M. H. Thoma, G. E. Morfill (2008). Ratio of viscosity to entropy density in a strongly coupled one-component plasma EPL (Europhysics Letters), 82 (6) DOI: 10.1209/0295-5075/82/65001

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24. Juni 2008, 23:05

Meine Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut hat das Glück, gemeinsam mit einer russischen Gruppe von der Akademie der Wissenschaften ein Experiment auf der Internationalen Raumstation betreiben zu können. Dieses Experiment namens PK-3 Plus ist normalerweise auf der ISS verstaut, wird aber in regelmäßigen Abständen hervorgeholt und durchgeführt. Dafür fliegen dann immer Wissenschaftler von Deutschland nach Moskau, bereiten dort gemeinsam mit unseren Kollegen alles vor, testen die durchzuführenden Experimente noch einmal auf dem Boden, laden die Anleitungen zur ISS hoch und sind auch während der Experimente im Kontrollzentrum anwesend.

Jetzt ist es bald wieder soweit - die neunte Mission steht bevor, Ende Juli. Ich habe jetzt das noch viel größere Glück, dass ein Experiment zu meiner Doktorarbeit durchgeführt werden soll. Absolut genial, diese Möglichkeit. Ich habe also bisher alles Parameter rausgesucht, in verschiedenen Vorbereitungsmeetings gesessen... Außerdem habe ich Bilder erstellt, die dem Kosmonauten zeigen sollen, worauf er bei der Veränderung der Parameter achten soll, was ein wenig Murkserei war, da meine Bilder immer nur einen Ausschnitt des gesamten Systems zeigen, der Kosmonaut auf der Raumstation aber nur die Übersichtskamera zur Verfügung hat. Nun sollte das Bild, das wir den Kosmonauten schicken, aber möglichst wiedererkennbar sein, also habe ich meine Ausschnitte so zusammengesetzt, dass ein ganzes Bild entsteht. 

Allein schon die Möglichkeit, ein Experiment auf der Raumstation nach meinen Vorstellungen durchführen lassen zu können, ist absolut fantastisch. Nun darf ich aber - falls ich das Visum für Russland rechtzeitig bekomme - sogar mit nach Moskau fahren. Ich bin unheimlich gespannt. :)

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11. Juni 2008, 09:14

Von meinem Lieblingsvortrag (über Star Trek Schilde) am Tag 2 habe ich ja bereits berichtet. Hier möchte ich einige andere meiner persönlichen Highlights vom zweiten Tag der Konferenz über Plasmaphysik der Europäischen Physikalischen Gesellschaft berichten. Morgens habe ich einen der Plenarvorträge besucht, über "Tanzende Ionen nahe dem absoluten Nullpunkt" von Thomas Killian von der Rice University in Houston.

Mit dem absoluten Nullpunkt ist der Temperaturnullpunkt gemeint, 0 Kelvin, oder etwa -273 Grad Celsius. Die Gruppe von Killian kühlt Atome mittels eines genau abgestimmten Lasers auf Temperaturen im mK-Bereich. Diese Kühlmethode gab in den 90ern einen Nobelpreis, sie nutzt aus, dass die Photonen des Lasers einen Impuls übertragen und die Bewegung von Atomen damit, wenn sie von beiden Seiten angestrahlt werden, dämpfen können.

Zusätzlich zu diesem Kühllaser werden die Atome in Killians Aufbau noch mit einem Anregungslaser bestrahlt, dessen Energie genau abgestimmt ist, so dass Elektronen aus den Hüllen der Atome gehoben und auch noch deren Energie genau bestimmt werden kann. Somit werden die Atome ionisiert und ein Plasma erzeugt.

Dieses System zeigt einige "klassische" Plasmaphysik wie normale, schwach gebundene Plasmen, z.B. dehnt es sich aus. Andererseits zeigt es aber auch stark gekoppelte Phänomene, der Kopplungsparameter (das Verhältnis von Coulombenergie zu thermischer Energie) ist größer als 1, allerdings nur wenig, so dass das System am ehesten als flüssig zu bezeichnen ist.  (weiter)

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10. Juni 2008, 14:37

Obwohl auf der EPS Konferenz heute (Tag 2) parallel Vorträge über mein eigenes Fachgebiet stattfanden, konnte ich als alter Star Trek-Fan heute einem anderen Vortrag einfach nicht widerstehen: Ruth Bamford berichtete von "Star Trek Plasma-Schilden".

Die Erde wird bekanntlich von ihrem Magnetfeld vor der Teilchen-Strahlung von der Sonne geschützt. Auch die heutigen Weltraumflüge verlassen dieses geschützte Gebiet innerhalb der Magnetosphäre nicht. Anders die Apollo-Flüge: Die Astronauten in den 60ern und 70ern hatten unheimliches Glück, dass während ihrer Flüge zum Mond kein Ausbruch der Sonne erfolgte. Es gab zwischen den Flügen mehrere sogenannte solare Protonenvorfälle (solar proton event, ich weiß den genauen Fachausdruck auf Deutsch nicht), bei denen Protonen aus der Sonne durch Flares oder ähnliches zu sehr hohen Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Mehrmals wurde dabei eine Dosis erreicht, die starke Strahlungsvergiftung bei den Astronauten verursacht hätte, gerade allein im Weltraum sicherlich kein Vergnügen.

Ein solcher Ausbruch, zwischen Apollo 16 und 17, wäre sogar für alle Astronauten tödlich gewesen, hätte er sie erwischt.

Bei einem Flug zum Mars und zurück, der 18 Monate dauern kann, ist die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ausbruchs sehr sehr hoch. Es muss also eine neue Technologie entwickelt werden, die die Astronauten schützen kann.
 (weiter)

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10. Juni 2008, 14:11

Die größte europäische Konferenz über Plasmaphysik, die Konferenz der Europäischen Physikalischen Gesellschaft, findet momentan in Hersonisos auf Kreta statt, ein kleiner Ort, der nicht viele Ablenkungen außer dem Strand hat. ;)

Diese Konferenz ist so groß, dass viele gleichzeitig stattfindende Vorträge nötig sind, nur wenige Plenarvorträge für alle finden statt. Ich bin natürlich am meisten an dem Teil über Tieftemperatur-Plasmen interessiert, die meisten Vorträge handeln allerdings von Fusionsplasmen.

Am ersten Tag sprach zuerst Liu Chen über Alfvén-Wellen in Plasmen, das sind Wellen, die in magnetisierten Plasmen entstehen. Von diesem Vortrag hatte ich mir eigentlich viel versprochen, da es sich um den Vortrag zu einer Preisleihung handelte, war aber ein wenig enttäuscht, da viel Vorwissen nötig war.

Als nächstes besuchte ich die beiden Plenarvorträge für den Tag. Besonders interessiert war ich natürlich an dem Vortrag von Prof. Piel von der Universität Kiel, der einen Überblick über das Gebiet der Komplexen Plasmen gab. Ich fand diesen Vortrag sehr gelungen, auch besser verständlich als viele der anderen Plenarvorträge, die ja nicht nur für die absoluten Experten gedacht sind. Allerdings ist es schwierig, sich mein Fachwissen "wegzudenken" und zu versuchen zu überlegen, wie dieser Vortrag z.B. auf einen Fusions-Plasmen-Physiker gewirkt hat. (weiter)

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