Welt der Physik | Podcast

Tobias Schätz, ein Forscher an der Universität Freiburg, taucht in die geheimnisvolle Welt der quantenmechanischen Verschränkung ein. Er erklärt, wie zwei Elektronen unabhängig von Distanz miteinander verbunden bleiben und welche philosophischen Debatten sich daraus entwickeln, einschließlich Einsteins Skepsis. Zudem werden die Herausforderungen bei der Messung der Verschränkung in komplexen Umgebungen thematisiert. Schätz gibt auch Einblicke in die aufregenden Anwendungen der Quanteninformatik, von Quantencomputern bis zur Quantenkryptografie.

Astronominnen und Astronomen haben im Weltall unzählige Galaxien, Sterne und inzwischen auch Planeten ausgemacht – und sie gehen davon aus, dass auf einigen dieser fernen Welten womöglich ebenfalls Leben existieren könnte. Selbstverständlich ist das alles nicht – nicht einmal für unseren Planeten. Denn bereits winzige Änderungen in den fundamentalen Eigenschaften des Universums hätten ausgereicht, um Leben niemals entstehen zu lassen. Es scheint so, als wären die Eigenschaften fein aufeinander abgestimmt. Worin diese Feinabstimmung besteht und welche möglichen Erklärungen es dafür gibt, berichtet Thomas Naumann vom Forschungszentrum DESY in Zeuthen in dieser Folge.

1,5 Grad Celsius – nicht mehr. Das ist der Wert, auf den die Unterzeichner des Pariser Klimaabkommens die globale Erwärmung seit dem vorindustriellen Zeitalter begrenzen wollten. Doch während langsam aber sicher deutlich wird, dass die Welt am 1,5-Grad-Ziel vorbeischlittert, verändern sich die Werte extremer Temperaturen sogar noch drastischer. Wann Wetter „extrem“ wird, und wie Forschende den Einfluss des Klimawandels auf solche Extremereignisse untersuchen, berichtet Frank Kreienkamp vom Deutschen Wetterdienst in dieser Folge.

Die Frage, wie auf der Erde vor Milliarden von Jahren erstmals Leben entstehen konnte, ist noch immer nicht geklärt. Denn selbst das kleinste lebende System – eine einzelne Zelle – ist extrem komplex und lässt sich nur schwer entschlüsseln. Um die Prozesse innerhalb von Zellen besser zu verstehen, bauen Forschende sie künstlich im Labor nach. Wie das funktioniert und welche Erfolge dabei bislang erzielt wurden, berichtet Petra Schwille vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried in dieser Folge. Bildquelle: Kohyama et al., Nature Communications 13, 6098, 2022; Lizenz: CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Frank Ohme, Forscher am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover und Experte für Gravitationswellen, erklärt, wie diese faszinierenden Wellen Raum und Zeit beeinflussen. Er spricht über die historische Entdeckung von Gravitationswellen 2015 und deren Bedeutung für unser Verständnis des Universums. Umfassend beleuchtet er die Technologie zur Messung dieser Wellen und die Herausforderungen, die es bei der Verbesserung von Detektoren gibt. Zukünftige Projekte wie Cosmic Explorer und die LISA-Mission versprechen spannende neue Erkenntnisse.

Viele Planeten in unserem Sonnensystem haben Monde: Die Erde hat einen, Mars zwei, Jupiter hat mehr als 90 und Saturn sogar weit über hundert. Und auch außerhalb unsers Sonnensystems gibt es zahlreiche Planeten, die vermutlich ebenso von Begleitern – sogenannten Exomonden – umkreist werden. Wie diese fernen Welten aussehen könnten und mit welchen Methoden nach Exomonden gesucht wird, berichtet René Heller vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen in dieser Folge.

Stefan Ulmer von der Universität Düsseldorf spricht über die Entdeckung und das Rätsel der Antimaterie. Themen umfassen die fehlende Antimaterie im Universum, Experimente, die Entdeckung von Antiteilchen und Antielektronen, Paarerzeugungsreaktionen, das Rätsel der asymmetrischen Verteilung von Materie und Antimaterie seit dem Urknall, und die Untersuchung von Antimaterie am BASE-Experiment im CERN.

Wie autonome Fahrzeuge funktionieren und welche Hürden noch genommen werden müssen, bis sie auch im Straßenverkehr eingesetzt werden können, erzählt Daniel Göhring von der Freien Universität Berlin in dieser Folge.

Wie Physikerinnen und Physiker nach Materialien suchen, die Strom auch bei Raumtemperatur widerstandsfrei leiten, erzählt Bernhard Keimer vom Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in dieser Folge.

Wie sich Signale aus dem Gehirn auslesen lassen und an welchen Schnittstellen zwischen Gehirn und Computer aktuell geforscht wird, berichtet Thomas Stieglitz von der Universität Freiburg in dieser Folge.