Gewählte Kategorie Physik
Optische Datenspeicher: Aus Rot wird Blau
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Blauer Laser – großer Speicher
In jedem CD-Spieler und DVD-Laufwerk arbeiten winzige Laser im Verborgenen. Der gebündelte rote Lichtstrahl kann Informationen mit Gigabits in kurzen Zeiteinheiten von den Silberscheiben lesen. Jetzt arbeitet die Entwicklung an blauen Lasern aus Gallium-Nitrid. Sie können weit mehr Information auf engeren Raum schreiben und lesen als die bisherigen roten Laser. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperforschung arbeitet in einem vom Forschungsministerium geförderten Verbundforschungsprojekt mit Osram an seiner Entwicklung.
© Fraunhofer-Gesellschaft 2004
Experten-Interview: Prof. Dr. Franz Pfeiffer
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Neue Bildqualität in der Röntgentechnik
Angesichts moderner Verfahren wie der Computertomografie oder der Kernspin-Resonanz haben die altehrwürdigen Röntgen-Apparate ein fast schon antiquiertes Image. Doch ein junger Physiker, Prof. Dr. Franz Pfeiffer von der TU München, hat der Röntgenoptik mit der sogenannten Phasenkontrast-Methode eine völlig neue Dimension in der Bildqualität abgewonnen. Er verwandelt mit dieser Methode flaue Röntgenbilder in ungewohnt kontrastreiche und für den Arzt wesentlich aussagekräftigere Röntgenbilder aus dem Körperinneren. Erstmals sind dank dieser bahnbrechenden Entwicklung nun auch Weichteile wie Muskeln, Fettgewebe und Organe im Röntgenbild zu sehen.
© mce mediacomeurope GmbH 2009
Dunkle Materie
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Der Stoff, der die Welt zusammenhält
Unser Universum – es besteht aus hundert Milliarden Galaxien mit Abermilliarden von Sternen, Planeten und Monden, und selbst in den leeren Zwischenräumen findet sich noch das eine oder andere Wasserstoffatom. Doch zu 96 Prozent besteht das Weltall aus etwas, was niemand bislang gesehen hat und die Wissenschaftler immer noch nicht erklären können: aus Dunkler Materie. Wenn sie nicht existierte, sähe unser Universum völlig anders aus. Dann müssten zum Beispiel rotierende Spiralgalaxien, die sich mit einer Geschwindigkeit von 800.000 Kilometern pro Stunde um ihr Zentrum drehen, eigentlich durch die Fliehkraft ihrer Bewegung auseinandergerissen werden. In ihrer interdisziplinären Forschung sind drei Max-Planck-Institute in München, Garching und Heidelberg mit verschiedenen Experimenten dem Stoff, der das Weltall zusammenhält, auf der Spur, in Deutschland, Europa und der ganzen Welt. Auf dem Spiel steht nicht nur eine physikalische Theorie, sondern unser gesamtes Weltbild.
© Max-Planck-Gesellschaft 2005
Die Zeichen von Nasca
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Geheimnis der peruanischen Wüste
Seit fast 80 Jahren rätseln Wissenschaftler über die Bedeutung der Nasca-Linien in der Atacama-Wüste im Süden Perus: Wer hat sie erschaffen? Warum wurden die Erdbilder auf den Wüstenboden am Fuße der Anden gezeichnet? Und vor allem, wie alt sind die Linien, die von der UNESCO zum Weltkulturerbe erklärt wurden? Prof. Günter Wagner und seinen Kollegen vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg ist es jetzt gelungen, mithilfe der Optisch Stimulierten Lumineszenz (OSL) das Alter einiger Erdlinien bis auf 50 Jahre genau zu bestimmen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass einige der Geoglyphen – so der wissenschaftliche Name der Erdbilder – vor etwa 2000 Jahren in die Wüste gezeichnet wurden. Dieses Ergebnis stimmt sehr gut überein mit aktuellen archäologischen Informationen zu den Erdlinien. Es ergibt sich folgendes Bild: Vor 2500 Jahren herrschte am Fuße der Anden noch ein feuchteres Klima. Aber nach und nach muss das Wasser dann verschwunden sein, die Landschaft wurde immer unwirtlicher für die Bewohner. In dieser Zeit bauten die Menschen die ersten Geoglyphen – wahrscheinlich sind die Erdbilder ein Teil eines Kultes, mit dem die Bewohner die Götter um Wasser und Fruchtbarkeit anflehten.
© Max-Planck-Gesellschaft 2004
Experten-Interview: Prof. Dr. Torsten Buzug
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Mit Nanopartikeln Krebsbefall erkennen
Nanotechnologie und bildgebende Systeme gelten als Trendsetter in der Medizintechnik. Ein von Prof. Dr. Torsten Buzug initiiertes Projekt bewegt sich an der Nahtstelle beider Bereiche. Es versucht erstmals, durch Nanopartikel-Analyse im lebenden Menschen krebsbefallene Lymphknoten direkt zu erkennen. Das Projekt erhielt 2008 den Innovationspreis des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und auf dem Weltkongress der Medizintechnik 2009 den Science Award.
© mce mediacomeurope GmbH 2009
Experten-Interview: Prof. Dr. Jürgen Hennig
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Bewegte Bilder aus dem Körperinneren
An der Uni-Klinik in Freiburg forscht man an der Front der Kernspin-Tomographie. Der Physiker Prof. Dr. Jürgen Hennig entwickelt hier am Institut für Medizintechnik mit seinen Mitarbeitern innovative Messmethoden, mit denen sich bewegte Bilder aus dem Körperinneren umsetzen lassen. Hier gelang es beispielsweise, die Blutzirkulation im menschlichen Gefäßsystem in Bewegung sichtbar zu machen. Auch das Fiber-Tracking gehört dazu; mit ihm verfolgen Ärzte im Kopf von Patienten die Signale durch die Nervenbahnen – für Neurologen ein wichtiges Instrument in der neurochirurgischen Operationsplanung.
© mce mediacomeurope GmbH 2009
Projekt Atlas startet
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Dem Rätsel des Higgs-Partikels auf der Spur
In der Nähe von Genf, 100 Meter unter der Erde, entsteht der größte jemals gebaute Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider, kurz LHC. In dem 27 Kilometer langen Tunnel werden ab dem Sommer 2008 Wasserstoff-Atomkerne mit unvorstellbar hoher Energie aufeinander geschossen. Physiker aus aller Welt erhoffen sich aus den Daten Antworten auf die uralte Frage, was die Welt im Innersten zusammenhält. Sie suchen dabei auch nach dem rätselhaften Higgs-Teilchen, dem mutmaßlichen Ursprung der Masse aller Elementarteilchen.
© Max-Planck-Gesellschaft 2007
Porträt: Prof. Dr. Peter Fratzl
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Der Wirkstoff-Experte
Der Max-Planck-Forschungspreisträger Peter Fratzl leitet seit 2003 die Abteilung “Biomaterialien” am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam/Golm. Er ist einer der Pioniere auf dem Gebiet biologischer und biomimetischer Werkstoffe. Vor kurzem hat der Biophysiker die Verbreitung von wildem Weizen durch einen Motor- und Steuermechanismus der Grannen erklärt. Wie ihm dies gelang, macht unter anderem dieser Film anschaulich und verständlich.
© Max-Planck-Gesellschaft 2008
Experten-Interview: Prof. Dr. Steffen Glaser
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Quantensysteme – Computer der Zukunft?
Mit dem Quantenphysiker Prof. Dr. Steffen Glaser von der Technischen Universität München spricht Science-TV über den Stand der Entwicklung bei Quantenmaschinen und die Perspektiven der Quantencomputer. Sie können wesentlich höhere Datenmengen speichern und die Rechenprozesse laufen um Dimensionen schneller. Der Experte ist sicher, dass Quantencomputer die derzeitige Digitaltechnik ablösen werden, wann jedoch das sein wird, darüber will er noch keine Prognose abgeben.
© mce mediacomeurope GmbH 2008
VDE-Studie “MedTech 2020″
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Internationale Marktstudie zu den Trends in der Medizintechnik
In der Studie MedTech 2020, die der Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik veröffentlichte, haben weltweit rund 700 Experten der Medizintechnik unter anderem die Innovationsfelder der Branche bewertet. Erhoben wurde dabei das weltweite Wachstums-Potenzial bis 2014 sowie darüber hinaus bis 2020 für sechs wichtige Bereiche, darunter bildgebende Verfahren, Prothesen und Implantate und die Telemedizin. Gleichzeitig gaben die Experten hinsichtlich ihrer Einschätzung Auskunft, wie sich die Marktverhältnisse in der globalen Wachstumsbranche von Europa, USA und Asien verschieben. Eine Erkenntnis ist, dass Asien vor einem Boom der Medizintechnik steht, der vor allem zu Lasten der USA gehen soll.
© mce mediacomeurope GmbH 2009
