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Um Einblicke in den menschlichen Körper zu erlangen und beispielsweise Krankheiten zu diagnostizieren, gibt es viele unterschiedliche Methoden: Bei Ultraschalluntersuchungen kommen etwa Druckwellen zum Einsatz und bei der Computertomographie wird Röntgenstrahlung durch den Körper geschickt. Die Magnetresonanztomographie – kurz MRT – hingegen beruht auf starken Magnetfeldern. Wie die MRT funktioniert, warum sie umgangssprachlich auch „Kernspin“ genannt wird und wie Forscherinnen und Forscher versuchen, die Qualität von MRT-Aufnahmen immer weiter zu verbessern, berichtet Gabriele Ende vom Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim in dieser Folge des Podcasts von Welt der Physik. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Elias Emken. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: John Arbinger. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/magnetresonanztomographie/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de
Sat, 01 Mar 2025 23:02:00 +0000 https://schlafversteher.podigee.io/94-frequenzen 88f735b00f75e420eb74e219dca26dcc Schlafen wir wirklich besser oder schlechter, weil uns Frequenzen beeinflussen? Ja, tatsächlich. Unser Körper versteht Frequenzen – egal, ob sie vom Licht, aus Magnetfeldern oder sonstigen Quellen stammen.“ Begrüßung: Anfang des Jahres. Erste Vorhaben laufen bereits. Andreas bereitet sich auf seine Japanreise vor. Eure Fragen Johanna fragt: Kann eine schlechte Schlafposition sich auf Kopfschmerzen oder Migräne auswirken? Frank fragt: Hat unsere Schlafposition in der Nacht ebenso Einfluss auf die Haltung am Tage? Das Thema der Woche: Warum ist das Thema Frequenzen plötzlich im Trend? Lichtfrequenzen, erfreuen sich bereits großer Bekanntheit und waren auch schon mehrfach Thema in unseren Sendungen. Magnetfelder kennen wir von unserer Erde. Genauso kennen wir die Magnetfeldtherapie in der Behandlung von Sportverletzungen. Und auch jüngst bekannt sind Frequenz-Behandlungen im Punkte Schlaf, Regeneration und Beruhigung. Einmal für Sie zusammengefasst: Frequenzen und der menschliche Körper Unser Körper ist nichts anderes als eine Ansammlung von Schwingungen, Frequenzen und Energien. Sie alle sind in ständiger Bewegung und Kommunikation untereinander. Jede Zelle kommuniziert nicht nur biochemisch, sondern auch elektromagnetisch: elektrische Impulse des Herzens die Frequenzen unserer Gehirnwellen Schwingungen innerhalb einer Zelle 70 % des menschlichen Körpers besteht aus Wasser uns sind ein perfekter Träger von Frequenz-Informationen Unser Körper reagiert unentwegt auf äußere Frequenzen: z.B. steuern Lichtwellen die Produktion von Serotonin und Melatonin Magnetfelder richten unsere Zellen und Orientierung aus … Biofeedback/Bioresanz ausgeführt an einem analogen Beispiel: Mit rhythmischem Trommeln den Herzrhythmus einfangen und langsam runterfahren. Unser Körper entspricht einem Orchester, in dem jede Zelle ein Instrument darstellt. Wenn diese Schwingungen im Einklang sind, fühlen wir uns energiegeladen, gesund und ausgeglichen. Kommt das Orchester jedoch aus dem Takt, zum Beispiel durch Stress, schlechte Nahrung, Elektrosmog oder Schlafmangel dann entstehen Disharmonien, die sich in Müdigkeit, Unwohlsein und/oder Schlafproblemen äußern können. Früher haben wir das so gemacht: Frequenzen im Alltag und unserer Vorfahren Sonnenlicht, Kerzenlicht, Klangschalen, … Heute ahmen wir diese Möglichkeiten mit modernster Technologie nach: Blaulichtfilter und Tageslampen Frequenzgeber zur Beruhigung Magnetfelder zur Adenosin-Produktion Wissenschaftlich bestätigt: die Eigenfrequenz Was ist die Eigenfrequenz? Jeder Gegenstand, jedes Material, jede Zelle und jedes System hat eine natürliche eigene Schwingung:die sogenannte Eigenfrequenz. Diese beschreibt die Frequenz, mit der ein Objekt oder ein System von Natur aus schwingt, wenn es angeregt wird. Diese Resonanzfrequenz ist so individuell wie ein Fingerabdruck. Ein Beispiel aus der Physik: Gleiche Stimmgabeln verstärken sich gegenseitig. Die allgemeine und gesunde Schwingungsfrequenz eines Menschen beträgt62-72 Hertz. Wird diese Bandbreite unterschritten ist dies ein Zeichen von möglichen Krankheiten oder Unterkühlung. Ja, jedes Objekt, jede Substanz und jedes Material verfügen über unterschiedliche Eigenfrequenzen: Lebende Organismen … Zellen und Moleküle … Wasser und Mineralien Metalle, Holz, Glas Frische Lebensmitte vs. verarbeitete Lebensmittel EINMAL FÜR SIE ZUSAMMENGEFASST: die wichtigsten Methoden Alles schwingt – die Kunst ist es, die richtige Frequenz für Balance und Gesundheit zu finden. Statische Magnetfelder (z. B. das Erdmagnetfeld oder Dauermagnete) haben keine Frequenz im klassischen Sinn, weil sie nicht schwingen. Wechselfelder (wie bei PEMF oder elektrischen Geräten) haben eine Frequenz, die in Hertz (Hz) angegeben wird. Diese kann von extrem niedrigen Frequenzen (ELF) bis in den Gigahertz-Bereich reichen. Therapeutische Magnetfelder arbeiten oft mit bestimmten Frequenzen, die Zellprozesse positiv beeinflussen sollen. ZUR BEHANDLUNG = Biofeedback (wie die Trommel) / Bioresonanz (Stimmgabel) mit Frequenzgeräten Bioresonanz (zur Behandlung): körpereigene Schwingungen zu harmonisieren und zu stärken. Wirkung: Harmonisiert energetische Ungleichgewichte, unterstützend bei Stress. Negative Resonanz: Elektrosmog und störende Frequenzen können die natürlichen Körperrhythmen beeinflussen und Disharmonien verursachen. Positive Resonanz: Frequenztherapien wie PEMF oder Bioresonanz versuchen, körpereigene Schwingungen zu harmonisieren und zu stärken. KUREN: PEMF vor dem zu Bett und während des Schlafens (Pulsed Electromagnetic Fields) Zellenregeneration, Mikrozirkulation und die Produktion von Adenosin (somit auch den Tiefschlaf, die Durchblutung, …) BEHANDLUNGEN: Mikrostrom/Bioresonanz Harmonisieren, Vitalisieren, Programmieren, Einstellen, … Die Tipps der Woche: 5 einfache Schritte für eine bessere Frequenznutzung Morgens Sonne tanken … Rotes Licht und/oder abdunkeln am Abend … Meditation / Atemmeditation / Klopfen … Moderne Frequenz-Verfahren ausprobieren .. ! Jedes Frequenzgerät, jeder Frequenzgeber verfügt seine Stärken und Schwächen und seine Bandbreite der Anwendung. Bei Fragen oder einfach mal probieren, kommt gerne auf uns zu. Meldet euch, wenn ihr hier Hilfe braucht! Bei Fragen oder dem Wunsch mitzumachen: info@schlafversteher.de (wir behandeln euere Daten vertraulich) Überall da, wo es Podcasts gibt: https://www.schlafversteher.de/abos/ Mehr Infos finden Sie hier: https://www.schlafversteher.de Die Schlafversteher, eine Produktion der vAL Ton, Schnitt und unsere unermüdliche Gastgeberin: Michaela von Aichberger Redaktion und unser unnachgiebiger Experte: Andreas Lange full no Frequenzen Michaela von Aichberger & Andreas Lange
In der Mittagsfolge sprechen wir heute mit Kevin Berghoff, CEO und Co-Founder von QuantumDiamonds, über die erfolgreich abgeschlossene Seed-Finanzierungsrunde in Höhe von 7 Millionen Euro.QuantumDiamonds entwickelt Sensoren, die eine zerstörungsfreie Bildgebung von Magnetfeldern im Nanobereich ermöglichen und in verschiedenen Branchen wie der Halbleiterherstellung Anwendung finden. Das Startup stellt seine Kerntechnologie mit Defekten in synthetischen Diamanten her, die als sogenannte Stickstoff-Fehlstellenzentren bekannt sind. Diese Defekte können manipuliert werden, um physikalische Größen mit extremer Präzision zu erkennen und zu messen. Diese Methode eröffnet einen bisher unerschlossenen Bereich der Sensortechnik und ermöglicht hochempfindliche Messungen auf atomarer und molekularer Ebene. QuantumDiamonds verfügt bereits über einen funktionsfähigen Prototyp und wird die Investition nutzen, um weitere Quanteningenieurinnen und -ingenieure einzustellen, damit das Unternehmen sein erstes kommerzielles Produkt herstellen kann. Die Technologie des Unternehmens hat weitere Anwendungsmöglichkeiten in Branchen wie der medizinischen Diagnostik und der Batterieentwicklung. QuantumDiamonds wurde im Jahr 2022 von Dr. Kristina Liu, Dr. Fleming Bruckmaier und Kevin Berghoff während ihrer Promotion an der Technischen Universität in München gegründet. Das Unternehmen arbeitet derzeit mit 4 der 10 größten Halbleiterunternehmen der Welt zusammen.Nun hat das Münchner Startup in einer Seed-Runde 7 Millionen Euro unter der Führung von IQ Capital und Earlybird eingesammelt. Neben den leitenden VCs haben sich auch Onsight Ventures, First Momentum, Creator Fund und UnternehmerTUM an der Runde beteiligt und haben zusammen insgesamt 3 Millionen Euro investiert. Weitere 4 Millionen Euro werden vom European Innovation Council Accelerator und dem Freistaat Bayern als Fördermittel zur Verfügung gestellt. Das frische Kapital soll das Startup in die Lage versetzen, das erste kommerzielle Produkt auf den Markt zu bringen. Dafür soll u.a. auch das Team vergrößert werden. Das langfristige Ziel ist es, eine robuste globale Quantensensorik-Plattform aufzubauen, die transformative Fortschritte in verschiedenen Anwendungen katalysiert.
Abenteuer Eisenbahn - unglaubliche Reisen, erstaunliche Erlebnisse
In dieser Folge geht es um Züge, die mit Luftdruck fahren, futuristische Einschienen-Bahnen oder solche, die auf Magnetfeldern schweben ... und eine ganz besonders absurde Antriebs-Art.
Pietsch ist mal wieder genervt. Da werden Produkte in die Welt entlassen, die weder durchdacht, noch nötig sind. Radios, Deckenlampen oder Waagen, alle sind blauzahnig verseucht oder bieten sonstig unnützen „Komfort“. Stephan hingegen sucht zwar immer noch das zuverlässige unter den kabellosen Netzwerkkabeln um endlich dem Wirrwarr im Bühnen-Setup Herr zu werden, lässt sich dann aber doch durch das Training der Netzwerkrouter-KI ablenken, um künftig genauer zu wissen, wo er sich gerade in seiner Wohnung befindet. Wieso aber ist drucken nicht smart? Warum sind Kindersitze im europäischen Ausland nicht nachhaltig?? Und wie können Geister zuverlässig mittels Magnetfeldern gerufen werden??? Halbwissen² - 1x ausdrucken bitte. Kritik, Themenvorschläge und Tassenbestellungen an: halbwissenhoch2@gmail.com
In Folge 44 geht es um Astrologie! Kein Tippfehler - wir reden über Horoskope, Aszendenten und den ganzen anderen Quatsch. Anlass ist ein Artikel, der sich Gedanken über “Exo-Astrologie” macht und sich fragt, wie man wohl Horoskope auf anderen Planeten erstellt. Außerdem reden wir über Tiroler Satelliten, machen uns auf die Suche nach der österreichischen NASA und beantworten Fragen zu Asteroiden, Magnetfeldern und Strahlungsdrücken. Evi muss in “Neues aus der Sternwarte” sehr intensiv für eine Prüfung lernen und freut sich über moralische Unterstützung.
Folge 185 vom 23.02.2021 diesmal mit kippenden Magnetfeldern, Gattern, Raubtieren und ganz viel Zeit. Experiment der Woche: Das runde muss in das Eckige.
Folge 185 vom 23.02.2021 diesmal mit kippenden Magnetfeldern, Gattern, Raubtieren und ganz viel Zeit. Experiment der Woche: Das runde muss in das Eckige.
Die Erde kreist um die Sonne; der Mond kreist um die Erde. Das tut er schon immer und wird es auch immer tun. Alles was weit weg von uns ist, hat keinen Einfluss auf uns? Richtig? Nein! Wir wissen seit langem, dass der Mond einen Einfluss auf unsere #Gezeiten hat. Aber haben auch andere Himmelskörper Einfluss auf uns? Und unser Wetter? Zuerst gibt es etwas Raummechanik - dann eine Klimatheorie mit #Vulkanen, #Erdplatten, #Magnetfeldern und kosmischen #Teilchen.
In dieser Folge erzählt Tristan Müller - Doktorand am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik - von spannenden Phänomenen und interessanten Erkenntnissen aus dem Bereich der Materialphysik. Dabei geht es um die Untersuchung und Berechnung der Eigenschaften unterschiedlicher Materialien: über Dichte und Leitfähigkeit bis hin zum Magnetismus, der für Tristan eine besonders wichtige Bedeutung hat. Magnetische Effekte werden in der Industrie vielfältig genutzt. Sie ermöglichen zum Beispiel Datenspeicherung auf Festplatten, Mobilität durch Elektromotoren oder Stromproduktion durch Generatoren in Kraftwerken und Windkraftanlagen. Allerdings erschweren sie auch die Abschätzung von Materialeigenschaften, da die Auswirkungen von Magnetfeldern in die bisherigen Berechnungsmodelle nicht gut integriert werden können. Die Methoden und Inhalte der Materialphysik gehen unter anderem auf die Erkenntnisse des Chemie-Nobelpreisträgers Walter Kohn zurück. Ihm gelang es, theoretische Überlegungen zur Berechnung von Materialeigenschaften an den entscheidenen Stellen zu vereinfachen und so eine ganze Wissenschaftsdisziplin zu begründen.
In dieser Folge hört ihr ein Interview mit John Connerney, Wissenschaftler bei der NASA, der vor eininge Wochen in Göttingen beim physikalischen Kolloquium zu Gast war. Ursprünglich aus der Geophysik kommend, ist Connerney durch seine Expertise in der Messung von Magnetfeldern zur Iunomission der NASA gekommen, in der das Magnetfeld vom Planeten Jupiter erforscht wird. Wie genau das geschehen ist, wie seine Forschung abläuft und was er jungen ForscherInnen rät, das alles hört ihr in dieser Folge. Viel Spaß!
Evolution Radio Show - Alles was du über Keto, Low Carb und Paleo wissen musst
In Folge #119 Das Video der aktuellen Folge direkt auf Youtube öffnen Bitte beachten Sie auch immer den aktuellen "Haftungsausschluss (Disclaimer) und allgemeiner Hinweis zu medizinischen Themen" auf https://paleolowcarb.de/haftungsausschluss/ 20% auf alle Produkte im BRAINEFFECT Shop Gutscheincode: Evolutionradioshow - 20% auf alle Produkte im BRAINEFFECT Shop unter www.brain-effect.com Und nicht vergessen: Wenn du uns auf Youtube siehst, und wenn du es noch nicht getan hast, dann abonniere unseren Kanal „Evolution Radio Show“ Wenn du das Podcast hörst, dann findest du die Links für Apple iTunes und Android hier auf unserer Homepage Kurze Zusammenfassung Alexander Wunsch ist Arzt, Forscher und Referent in den Bereichen Lichttherapie, Photobiologie und Biophysik. Er erforscht Chancen und Risiken natürlicher und künstlicher optischer Strahlung auf Mensch und Umwelt, berät Politik, Medienvertreter und Industrie bei lichtbiologischen Fragen und entwickelt kurative, präventive und protektive Konzepte und Anwendungen für die Lichttherapie und Lichthygiene beim Menschen. Er ist Mitglied der Deutschen Akademie für Photobiologie und Phototechnologie (DAfP), der deutschen Lichttechnischen Gesellschaft (LiTG) und Lehrbeauftragter für den Themenbereich “Light and Health” im internationalen Master-Studiengang “Architectural Lighting Design” der Hochschule Wismar. Er hält regelmäßig Vorträge über biophysikalische, lichtbiologische und lichtmedizinische Themen im In- und Ausland. ##Alle Vorträge von Alexander Wunsch auf Vimeo ##Wir sprechen in dieser Folge über Was unterscheidet künstliches Licht von natürlichem Licht Wie wirkt Licht auf die Zellen Warum sind gerade LEDs so schädlich für unsere Gesundheit? Welche Art von Leuchtmittel sollte man zu Hause nutzen und wie kann man sich am besten vor den negativen Effekten anderer Blaulichtquellen, wie Monitore, schützen? #Transkript Julia: Gut. Lieber Alexander Wunsch, herzlich willkommen zur Evolution Radio Show. Dr. Alexander Wunsch: Schönen guten Tag. Julia: Wir werden gleich losstarten ins Thema, weil es ist komplex, es gibt viel zu sagen dazu. Vielleicht würde ich gerne so starten. Dass Sonnenlicht irgendwie wichtig ist, das ist schon würde ich fast sagen im Mainstream angekommen, aber eigentlich nur, was die Knochengesundheit und Vitamin D betrifft und alles darüber hinaus existiert eigentlich nicht in der Wahrnehmung. Doch Licht hat ganz, ganz viele Funktionen im Körper, die weit über dieses, nur über das Vitamin D hinausgehen. Vielleicht könnten Sie ganz kur erklären, auf welche Bereiche Licht oder vor allem natürliches Licht wirkt. Wofür brauchen wir Sonnenlicht? Dr. Alexander Wunsch: Hm, das ist die einfachste Frage sozusagen vorweg. Das Sonnenlicht, wie Sie schon gesagt haben, das ist für sämtliche Lebensprozesse letztlich essentiell und das Besondere am Sonnenlicht ist aus meiner Sicht jetzt nicht mal die genaue Spektralzusammensetzung, also aus welchen Wellenlängen das besteht, sondern zunächst mal im Kontext der Evolution ist das Sonnenlicht A) der Antrieb für sämtliche Vorgänge auf unserem Planeten, ob das jetzt klimatische Vorgänge sind oder ob das die chemische Evolution wäre oder auch die biologische Evolution, jeder Energieaustausch, stoffliche Veränderungen in den Molekülen, alles ist letzten Endes zurückführbar auf die Sonnenenergie und auch auf die Zusammensetzung des Sonnenlichts. Das Besondere ist hierbei, dass das Leben sich unter dem Licht der Sonne entwickelt hat und dass seit über 4 Milliarden Jahren sich die Zusammensetzung dieses Sonnenlichts praktisch nicht wesentlich verändert hat. Und dadurch haben alle Organismen gelernt, das Beste aus dem vorhandenen Spektrum herauszuziehen und auch zum Beispiel zu nutzen, um sich gegen die potentiell schädlichen Anteile zu wehren. Und dadurch ist das Sonnenlicht ein sehr komplexer Cocktail von Strahlung, also ein Strahlungsgemisch, das den Lebensprozessen praktisch in jeder Hinsicht förderlich ist. Das beginnt mit der visuellen Orientierung, das geht über die Absorption von ganz bestimmten Wellenlängen, dadurch die Erzeugung des Farbspektrums, das uns umgibt in der Natur, in unserem Environment, und dann zum Beispiel Vitamin D ist ein ganz kleiner Aspekt dessen, was in unserem Körper, in der Haut passiert, im Sinne von einer Photosynthese. Wir sind anders als Pflanzen nicht in der Lage selbst Sonnenenergie in chemische Energie umzuwandeln, deswegen müssen wir Pflanzen oder pflanzenfressende Tiere wiederum aufnehmen, um unseren Energiehaushalt in Balance zu halten. Aber zum Beispiel die Wärme, die klimatischen Bedingungen, die uns umgeben, die lassen sich auch auf das Sonnenlicht zurückführen. Und dann haben wir für die Wärmestrahlung nochmal eine entsprechende Aufteilung, also einmal ist es natürlich direkt die Temperatur, die uns umgibt, die auf Sonnenaktivität zurückzuführen ist, aber auch solche Strahlungsanteile, die wir nicht direkt als Wärme spüren, zum Beispiel den Nahinfrarotbereich, der aber sehr tief in unserem Körper letztlich eindringen kann. Sonnenlicht besteht zu über 40 Prozent aus Nahinfrarotstrahlung, die wir weder sehen noch fühlen können, die aber unser Gewebe durchdringt und zum Beispiel auf dem Energiehaushalt Einfluss nimmt, weil es direkt die Zellkraftwerke ansprechen kann. Julia: Und ich meine, das geht vielleicht auch zu weit, aber wie kann man sich das vorstellen, wie wirkt das Nahinfrarot? Wie wirkt das auf die Zelle direkt? Wie kann das Einfluss nehmen auf den Metabolismus? Dr. Alexander Wunsch: Zum einen hatte ich schon kurz angerissen, dass es einen Zusammenhang mit der Aktivität, mit der Stoffaktivität, Stoffwechselaktivität der Mitochondrien gibt, der Zellkraftwerke. In den Mitrochondrien selbst gibt's verschiedene Enzyme, die für die Energiegewinnung verantwortlich sind. Da gibt's ein Enzym mit einem, je nachdem, einem zungenbrecherischen Namen, die Cytochrom-C-Oxidase. Das ist der Komplex 4 in der Elektronentransportkette der Mitochondrien und dieses Enzym, das hat Absorptionsbereich im langwelligen Teil des Spektrums zwischen 600 und 850 Nanometer. Das wäre als irgendwo zwischen rotorange und Nahinfrarot mit etwa 850 Nanometern. Und in diesem Bereich hat die Cytochrom-C-Oxidase 4 Absorptions-Peaks und man weiß aus Versuchen, von Zellversuchen bis hin zu Experimenten auch am Menschen, dass die Bestrahlung mit diesem Spektralbereich dazu geeignet ist, die den Energiehaushalt in den Mitochondrien zu stabiliseren. Also gerade jetzt in Zellen, wo Energiemangel herrscht beispielsweise, kann man die verfügbare chemische Energie anheben. Das ist das ATP, Adenosintriphosphaat, wird in den Mitochondrien hergestellt und der Komplex 4 ist die vorletzte Stufe dieses Bereitstellungsprozesses. Also das letzte Enzym vor der ATP Synthase. ATP Synthase ist so eine kleine Turbine, die wie eine Druckerpresse ständig aus Adenosintriphosphat und anorganischem Phosphat dann das begehrte ATP zusammenpresst und diese Turbine wird durch einen Ladungsträger angetrieben. In der Mitochondrienmembran und darauf kann ich mit dem Licht Einfluss nehmen. Das ist so ein Aspekt, der im Zusammenhang mit einer medizinischen Anwendung oder phototherapeutischen Anfwendung immer wieder auch diskutiert wird. Das ist dieses Verfahren nennt man Photobiomodulation, also die Anwendung von langewelligem Licht, das keine Wärme Effekte im Gewebe erzeugt, aber trotzdem solche positiven, wir kommen zeitig wie beziehungsweise die Anhebung der ATP Konzentration und damit eine bessere Verfügbarkeit chemischer Energie. Wir stellen am Tag etwa so viel ATP in unseren ganzen Zellen her, wie wir wiegen. Das ist also ein sehr umfangreicher Prozess, der praktisch in allen Bereichen, wo Energie benötigt wird, ob das jetzt Muskelaktivitäten sind, ob das chemische Transportvorgänge sind, ob das Eiweiß oder Fettsynthese oder Zellmembranen, die hergestellt werden müssen. Also jeder Vorgang eigentlich im Körper, der ist energieabhängig und damit auch abhängig von diesem ATP. Und dann gibt's noch weitere Effekte, die man diesem langwelligen Licht, dem Nahinfrarotlicht zuordnen kann. Dabei geht's zum Beispiel um die Aktivierung von Wassermolekülen. Man weiß, dass der menschliche Körper aus etwa 70 Prozent Wasser besteht, unser Stoffwechsel findet also in diesem flüssigen Medium statt und durch das Licht kann ich Wassermoleküle gezielt in Bewegung versetzen, kann also die kinetische Energie im Wasserkompartiment erhöhen und damit zum Beispiel Stoffaustauschvorgänge verbessern, ohne dass ich dabei das Gewebe unerwünschtermaßen erhitzen würde. Das sind jetzt schon 2 wichtige Aspekte, wie ich auf Stoffwechselvorgänge optimierend Einfluss nehmen kann über dieses Nahinfrarotlicht. Julia: Wenn man das so hört, dann kriegt man wirklich mal nur so einen kleinen Einblick darin oder dahingehend, wie wichtig oder welche Rolle Licht oder vor allem gewisse Wellenlängen, die richtigen Wellenlängen auf unseren Körper haben. Wenn man aber sich die allgemeine Diskussion oder die Mainstream-Medien anschaut, wenn es da um Licht geht oder um Sonnenlicht, dann werden vor allem eigentlich die schädigenden Aspekte immer angesprochen. Es wird immer eher Angst gemacht, muss man fast sagen. Man darf nicht mehr rausgehen, also einerseits soll man zwar rausgehen wegen dem Vitamin D, auf der anderen Seite sollte man sich aber auf jeden Fall mit einem Lichtschutzfaktor 30 oder noch höher einschmieren und auf jeden Fall eine Sonnenbrille tragen und bloß kein Licht an die Haut und an die Augen lassen, weil dann kriegt man Hautkrebs oder Makula-Degeneration oder was auch immer. Das ist so ein richtiger Ambivalent, die Informationen, die man bekommt, und die Leute sind auch sehr verunsichert und ich habe direkt den Eindruck auch, wir fürchten uns vor Licht, mit dem wir seit 4 Millionen Jahren aufgewachsen/ oder seitdem wir auf der Welt sind, auf der Erde wandeln, ein Teil unserer Biologie war. Auf der anderen Seite haben wir nicht die gleiche Skepsis gegenüber Lichtquellen, die erst seit 100, 200 oder 300 Jahren in unserer Welt sind. Das finde ich sehr, sehr schwierig. Vielleicht, ich meine das waren jetzt mehrere Aspekte in einem, muss ich mich schützen vor dem Sonnenlicht oder bis zu welchem Grad oder wie gehen Sie damit um? Ist es tatsächlich eine Gefahr oder was ist die richtige Dosis? Dr. Alexander Wunsch: Wir haben es hier, also auf solche vielschichtigen Fragen gibt's natürlich auch gerne mal eine vielschichtige Antwort. Während Sie die Frage formuliert haben, ist mir zunächst mal das Cui Bono eingefallen. Die Frage auf Lateinisch, die dann übersetzt lautet: Wem nützt es? Also wer profitiert davon, wenn die Menschen Angst vor der Sonne haben? Die Weltgesundheitsorganisation hat sich dazu entschlossen, die sogenannte No Sun Policy zu fahren. Also im Prinzip von der Sonnenexposition komplett abzuraten. Dadurch hat man natürlich das Problem, dass sich die Vitamin D Mangelerkrankungen immer weiter ausbreiten und die öffentlichen Stellen, jetzt zum Beispiel die Weltgesundheitsorganisation, die meines Wissens sogar, wenn man da mal nachschaut, wer die ganzen Kosten sponsert und trägt, da bekommt man dann auch wieder Antworten, warum es möglicherweise profitabler ist den Menschen vor der Sonne Angst zu machen als ihnen praktisch beizubringen, wie man richtig mit der Sonne umgeht. Es ist definitiv komplexer den Menschen beizubringen, wie sie richtig mit der Sonne umgehen als zu sagen, gar keine Sonne und 30er Sonnenschutzfaktor. Das Problem ist, wenn man die Sonnencreme verwendet, halten sich die Menschen wesentlich länger im Sonnenlicht auf als es ihnen eigentlich guttut, bilden dabei aber kein Vitamin D und bilden auch keinen eigenen Sonnenschutz, den sie sonst aufbauen würden. Wenn man also ohne Sonnenschutzcreme in der richtigen Dosierung die Sonne genießt, dann baut man einen eigenen Sonnenschutz auf, den man auch immer dabeihat. Die Sonnencreme, die wird gerne mal vergessen im falschen Moment und plötzlich ist die Folge dann der Sonnenbrand, den man auf jeden Fall vermeiden sollte. Wir haben beim Sonnenlicht wie auch bei vielen anderen einwirkenden Reizen oder Energien eine U-förmige Reizantwort, also das wäre dann eine U-Shape Curve, eine Kurve, die aussieht wie ein U so ungefähr, wie ein bisschen flacher gezogenes U und das zeigt, der Optima in der Mitte ist der optimale Effekt zu erwarten, wenn wir die richtige Dosis haben. Wenn wir zu wenig Sonnenlicht bekommen, dann treten Mangelerscheinungen auf, die zum Beispiel beim Vitamin D erkennbar werden. Vitamin D Mangel geht mit einer erhöhten Sterblichkeit einher, geht mit Knochenkrankheiten wie zum Beispiel der Osteoperose oder der Osteomalazie einher. Wir beobachten bestimmte Krankheitsbilder, dass die gehäuft auftreten wie zum Beispiel kardiovaskuläre, also Herzkreislauferkrankungen, aber auch Infektionskrankheiten und Krebserkrankungen treten bei schwerem Vitamin D Mangel häufiger auf. Also die Unterdosierung ist ein Problem und die Überdosierung ist dann auch ein Problem, weil dann zum Beispiel Hautschäden erkennbar werden können, zum Beispiel Hautalterung, solche Sonnenfalten oder auch Hautkrebs, wobei man beim Hautkrebs wieder unterscheiden muss. Da gibt's das Melanom, das ist der schwarze Hautkrebs, der macht normalerweise weniger als ein Zehntel der gesamten Hautkrebsfälle aus und die restlichen 90 Prozent, die betreffen dann den hellen Hautkrebs, weil hier in den letzten Jahren auch die sogenannte aktinische Keratose, also eine Vorstufe in die Statistik mit einbezogen wurde und allein dadurch schon durch diese Definition das auch als Hautkrebs zu bezeichnen, die Erkrankungsraten statistisch natürlich in die Höhe geschnellt sind und deswegen, also zu viel Sonnenlicht ist ein Problem, zu wenig Sonnenlicht, und jetzt geht's darum, das Sonnenlicht ist Jahrmillionen dasselbe von seiner Zusammensetzung her. Früher hat es das Leben in seiner Entstehung begünstigt und heute haben wir im Prinzip einfach nur verlernt oder viele Menschen haben einfach verlernt oder nie gelernt, wie sie richtig mit dem Sonnenlicht umgehen. Das Sonnenlicht per se ist weder gut noch böse, sondern das Problem liegt eben am Menschen und daran, wie er mit dem Sonnenlicht umgeht. Und da werden halt viele Fehler gemacht, die man durch besseres Wissen beseitigen kann. Julia: Das heißt zum Beispiel, dass man einfach sich seinem Hauttyp entsprechend auch in der Sonne aufhält und nicht jetzt extra brät oder? Dr. Alexander Wunsch: Ja. Zunächst mal natürlich der Hauttyp. Also es gibt eine ganz individuelle Sonnenempfindlichkeit. Das ist relativ einfach die herauszufinden. Man sollte sich von unten rantasten und nicht von oben an die Verträglichkeitsschwelle, das heißt, wenn man nicht weiß, wie gut man die Sonne verträgt, dann sollte man halt mal mit 5 oder 10 Minuten anfangen, dann wieder aus der Sonne rausgehen und die Haut beobachten. Im Prinzip weiß es schon jeder, dass die Zeichen einer Überdosierung von Sonnenlicht zeitverzögert auftreten, das heißt nach 3 oder 4 Stunden merkt man erst, wenn man zu lange in der Sonne sich aufgehalten hat und da muss man eben vorausdenken. Das heißt, ich gebe mir eine ganz bestimmte gezielte Dosis und beobachte mich dann und das Herantasten ist der eine Aspekt, dass man die Schwellendosis praktisch herausfindet, wie viel kann ich mir zumuten ohne, dass meine Haut mit Überdosierungszeichen reagiert. Und das andere ist, dass man wissen muss, dass es eine Sonnengewöhnung gibt. Und die Sonnengewöhnung, die funktioniert nur, wenn man kein Sonnenschutzmittel verwendet, bedeutet aber, dass wenn ich jetzt beispielsweise in den Sommermonaten tatsächlich mal 4 Wochen am Stück jeden Tag Sonne hätte, dann würde ich vielleicht am 1. Tag 10 Minuten gut vertragen, am 2. Tag würde ich dann vielleicht schon zwei, drei Minuten länger gut vertragen, von mir aus auch 5 Minuten und so würde sich das dann eben steigern bis auf mehrere Stunden. Das heißt nach 4 Wochen vorsichtiger oder wohldosierter Sonnenexposition kann man sich durchaus auch zwei, drei Stunden im Sonnenlicht aufhalten ohne, dass man einen Sonnenbrand bekommt. Jetzt muss man sich allerdings fragen: Ist das überhaupt sinnvoll so lange in der Sonne zu sein? Normalerweise mein Sonnenhunger ist nicht so groß, dass ich zwei oder drei Stunden anpeilen würde, sondern jetzt in den Sommermonaten, wenn ich dazu komme, Heliotherapie zu machen, dann mache ich das zum Sonnenhöchststand so um 1 Uhr mittags herum. Wir haben ja Sommerzeit, dadurch ist der Sonnenhöchststand nicht um 12, sondern eher so roundabout 1 Uhr. Warum diese Uhrzeit eigentlich am besten ist? Wir haben den höchsten Gehalt an Ultraviolett B Strahlung, die in der Lage ist Vitamin D zu synthetisieren in der Haut und dadurch kann in der kürzestmöglichen Zeit das maximale Vitamin D erzeugen. Deswegen mittags um 1 Uhr ist optimal und wenn man da 20 Minuten, 30 Minuten vielleicht jede Körperseite der Sonne aussetzt, dann fängt man auch an zu schwitzen und es wird einem heiß. Also mal ganz ehrlich, fühle ich mich nach den 20, 30 Minuten im Schatten dann auch wesentlich wohler als wenn ich jetzt weiter in der Sonne braten müsste. Und da gibt's aber halt ganz unterschiedliche, der Mensch gewöhnt sich ja an alles, und wer sich halt an das Braten in der Sonne gewöhnt hat, weil er zum Beispiel unter dem Schutz von Sonnencreme keinen Sonnenbrand bekommt, der kann das schon länger in der Sonne aushalten, aber gesund ist das natürlich nicht und vernünftig ist es auch nicht. Mehr als eine halbe Stunde pro Körperseite für jemand mit einer mitteleuropäisch hellen Haut ist eher kontraproduktiv. Julia: Ich meine, jetzt ist die Haut eine Sache, aber die andere sozusagen das andere Problemfeld, das sind auch die Augen und die werden eben geschützt durch Sonnenbrillen. Wie sehen Sie das? Ist das sinnvoll, ist das nicht sinnvoll? Wie sollte man da umgehen und warum sollte man vielleicht sich auch überlegen da nicht auch an die Augen oder an die Retina zu lassen? Dr. Alexander Wunsch: Eine Sonnenbrille ist praktisch für die Augen das, was die Sonnencreme für die Haut darstellt, zumindest mal unter sage mal Normalbedingungen. Man kann bei Wikipedia zum Beispiel auch diese Sonnenschutzbrillen der Inuit sehen. Da gibt's Abbildungen dazu, das heißt, auch in recht einfachen Kulturen war das Thema Lichtschutz der Augen in Form von so Schlitzen in knöchernen Brillen auf jeden Fall ein wichtiges und wenn man eben in einer Umgebung ist wie jetzt zum Beispiel im ewigen Eis und es scheint die Sonnen und von überall, von oben und von der Seite, aus der Blickrichtung, überall hat man diese hohen Strahlungsintensitäten, da ist ein Augenschutz natürlich schon wichtig. Aber wenn man sich jetzt beispielsweise im Schatten von irgendwelchen Pflanzen oder auch von mir aus von Gebäuden aufhält, dann ist eigentlich ein Hut viel, viel wichtiger als eine Sonnenbrille und dadurch, dass die Lichtreaktionen im Organismus konzertierte Aktionen sind, aus den Vorgängen, die in der Haut ablaufen, und den Vorgängen, die über das Auge gesteuert im Zwischenhirn ablaufen, ist es eigentlich für den Organismus leichter mit den Lichtbedingungen umzugehen oder sich an die Lichtbedingungen anzupassen, wenn er die Lichtbedingungen quasi ungefiltert bekommt. Und es ist immer sinnvoll, dass man, wenn es mehrere "Sinneskanäle", jetzt mal in Anführungsstrichen, gibt, auch wenn der Sinneskanal von Licht, wie er über die Haut uns nicht direkt bewusst erreicht und die vegetativen Einflüsse von Licht über das Auge uns nicht direkt bewusst erreichen, sind es trotzdem Sinneskanäle. Da ist es wichtig, dass die verschiedenen Sinneskanäle den eigentlichen Sinnesreiz möglichst ungefiltert bekommen. Sonst kommt es zu einem Durcheinander in der Regulation. Julia: Wir haben jetzt viel eben über Sonnenlicht und vor allem über das natürliche Licht gesprochen. Ich würde aber auch gerne jetzt sozusagen den Sprung ins Innere machen, zum künstlichen Licht in die Räume hinein. Und wie ich es vorhin gesagt habe, es herrscht so eine grundsätzliche Skepsis interessanterweise der Sonne gegenüber, andererseits überhaupt keine Skepsis den ganzen künstlichen Lichtquellen gegenüber, die wir aber teilweise erst ein paar hundert, also 200, 300 Jahre haben. Ist diese, sollten wir skeptisch sein und wenn ja, vielleicht auf welche, gibt's da Unterschiede? Sind manche künstliche Lichtquellen besser als andere? Vielleicht können Sie da noch ein bisschen was dazu sagen? Dr. Alexander Wunsch: Bei Lichtquellen, die 200, 300 Jahre alt sind, braucht man jetzt eigentlich weniger skeptisch zu sein. Also eigentlich ist es so, dass wir seit ein paar tausend Jahren schon Fackeln und Kerzen haben, seit ein paar hunderttausend Jahren haben wir das Feuer und das Feuer ist die erste künstliche Lichtquelle, die dadurch, dass das Feuer mit Rauch und Hitze verbunden ist, uns immer signalisiert hat, wenn wir in Gefahr gelaufen wären, es über zu dosieren. Und erst mit dem elektrischen Licht und da spezifisch mit der Glühlampe hatten wir dann eine Lichtquelle, bei der das Feuer so gebändigt worden war, dass es zum Beispiel die Luft nicht mehr verschmutzt hat, zumindest nicht in dem Raum, in dem man die Glühlampe betreibt. Die Wärme war trotzdem noch vorhanden, aber es war erstmals möglich jetzt unnatürlich helle Zustände in der Nacht herbeizuführen. Das erste Problem, was man mit solchen Kunstlichtwellen betrachten sollte, das ist die Rhythmusstörung, das heißt also, dass man die Nacht zum Tage macht und jeder, der mal Schichtarbeit, der mal Nachtschichten gemacht hat beispielsweise, der kann gut nachvollziehen, dass Nachtschichten oder Schichtarbeit für die Gesundheit abträglich sind. Also die wenigsten Menschen können das über einen längeren Zeitraum machen, ohne dass sie davon zumindest mal nachhaltige Störungen der inneren Uhr, des inneren Biorhythmus erleben. Unsere 24/7 Gesellschaft, dass wir 24 Stunden, also rund um die Uhr jeden Tag in der Woche alles Mögliche bekommen, alles machen könnten, rein theoretisch einkaufen und so weiter, Fernsehen einschalten, früher gab es ein Testbild und danach war nichts mehr und heute ist halt alles rund um die Uhr verfügbar. Das ist halt ein Problem und die Schichtarbeit ist letztendlich für die Gesundheit auch ein Problem und da ist der Katalysator, der uns das Ganze ermöglicht hat, schon das Kunstlicht. Und die Rhythmusstörungen sind heute im Kontext der Chronobiologieforschung immer besser untersucht, sodass wir auch immer besser verstehen, wie da mögliche Schädigungsmechanismen ablaufen. Am problematischsten sind eigentlich die Lichtquellen, die so ab den 1930er Jahren entwickelt wurden, die also auf die Glühlampe und auf die klassische Glühlampe gefolgt sind und das waren zunächst Entladungslampen, meistens Quecksilberdampfentladungslampen, die dann mit einer Fluoreszenzschicht ausgestattet wurden und diese Fluoreszenzlampen, im Volksmund vielleicht auch Neonlampen benannt, später dann Energiesparlampen, dabei handelt es sich um kalte Lichtquellen. Das heißt, das letzte Zeichen, dass wir das Licht überdosieren, nämlich die Hitze oder die Wäre, war hier auch schon beseitigt, und das Spektrum von Energiesparlampen, das ist sehr stark durch das Quecksilber, was für die Lichterzeugung sorgt im Inneren, geprägt und hat mit natürlichem Licht quasi überhaupt nichts zu tun. Glühlampenlicht ist zwar Kunstlicht, hat aber eine natürliche Spektralverteilung, und alle kalten Lichtquellen, heute ist ja die Energiesparlampe, die Entladungslampe mehr oder weniger aus der Mode gekommen. In den allermeisten Fällen greift man heute am liebsten zur LED und das ist auch das, was den Verbrauchern nahegelegt wird und versucht wird es dem Verbraucher schmackhaft zu machen. Und diese LEDs sind auch wieder energieeffiziente Kaltlichtquellen, bei denen die Spektralzusammensetzung letztlich ganz anders aufgebaut ist wie wir das in den Lichtquellen mit natürlicher Spektralverteilung finden. Und genau das ist das Problem, dass nämlich, das, was ich eingangs unseres Gesprächs schon genannt habe, wir haben uns an die Spektralverteilungen der natürlich vorhandenen Lichtquellen seit Jahrmillionen angepasst. Und wenn man jetzt an dieser Spektralverteilung auch nur geringfügige Änderungen durchführt, dann kann das mittel- und langfristig zu gravierenden Nachteilen für die Gesundheit führen. Das wären bei diesen Kaltlichtquellen zum einen Störungen der inneren Uhr, also Störungen der chronobiologischen Funktionen. Die chronobiologischen Funktionen sind ganz eng mit dem autonomen Nervensystem verknüpft und mit dem Hormonsystem, also Hormonstörungen, vegetative Störungen, sind die eine Gefahr und die andere Gefahr geht dann über, geht letztendlich von einer mangelnden Balance oder Harmonie der Spektralanteile in solchen kalten Lichtquellen aus und da wäre zum Beispiel zu nennen, dass die Netzhaut, aber auch die Haut, die solchem Licht ausgesetzt ist, Schäden erleiden kann. In erster Linie durch Sauerstoffradikale, die vermehrt gebildet werden, also erhöhter Zellstress auf der einen Seite und verringerte Reparaturvorgänge auf der anderen Seite. Da spielt dann zum Beispiel das Fehlen von diesem Nahinfrarotanteil, über den wir vorhin schon ein bisschen ausführlicher gesprochen haben, dieser Nahinfrarotanteil Licht sorgt für eine Verbesserung des Stoffwechsels, für mehr Energie und im Auge zum Beispiel oder auch in der Haut des Gesichts sind diese Prozesse eben sehr wichtig, um mögliche Schäden zu reparieren. Und diese Prozesse fallen dann weg, Reparaturvorgänge fallen weg durch erhöhte Blauanteile, die wir praktisch bei allen LEDs, bei allen Weißlicht LEDs heute finden, sorgen für mehr Stress in der Zelle, für mehr Sauerstoffradikale und dadurch entsteht praktisch so eine Grätsche, das ist quasi eine Schere, die aufgeht, mehr Zellstress und mehr Zellschäden auf der einen Seite und weniger Reparatur und Regeneration auf der anderen Seite. Julia: Und da ist dann vermutlich auch wahrscheinlich das Problem einfach die lange Exposition oder? Zu dem Blaulicht, weil wir einfach dann viele, viele Stunden untertags eigentlich nur mehr diesem Licht ausgesetzt sind oder? Also ist es dann eine Zeitfrage auch? Weil so akut habe ich ja jetzt keinen, wie gesagt bei der Sonne merke ich es nach zwei, drei Stunden schon, aber ich habe nicht dieses gleiche Gefühl, wenn ich jetzt einen ganzen Tag unter LEDs verbringe. Dr. Alexander Wunsch: Ja klar. Ich meine, man kann zum Beispiel auch den ganzen Tag hinter einem Fenster verbringen im Sonnenlicht, da bekommt man auch keinen Sonnenbrand und die Sonnenfalten, die kriegt man eben erst 20 Jahre später oder die bemerkt man eben erst 20 Jahre später. Es gibt diese Fotos von zum Beispiel Lastwagenfahrern, (Julia: Genau (lachend)) die jetzt durch die Seitenscheibe ständig dem Sonnenlicht ausgesetzt waren und die Seitenscheibe filtert aber den UVB-Anteil raus, der für einen Sonnenbrand sorgen würde. Dadurch merkt man eigentlich nicht, dass da eine Hautbelastung stattfindet, sonst könnte man sich ja zum Beispiel mit Sonnenschutzcreme oder so schützen. Aber die meisten Fensterqualitäten lassen eben UVA-Strahlung sehr stark durch. Das können 60, 70, 80 Prozent sein von dem, was quasi beim Eintritt des Tageslichts ins Fenster vorhanden ist. Das heißt, ich bekomme unter Umständen beim Autofahren innerhalb von kürzester Zeit, also von wenigen Stunden, eine UVA-Überdosierung, von der ich aber direkt nichts bemerke. Ich habe zum Beispiel einen sehr eindrücklichen Versuch, wo man an der Haut spüren kann, wie dieses noch nicht mal UVA-Licht, sondern violettes LED-Licht, das erzeugt an der Lippe beispielsweise unmittelbar eine intensive Wärme, ist fast schon zu sanft formuliert, eigentlich ist es eine Art Hitze. Wenn ich dann mit einem so einem gelben Filter dazwischengehe, dann verschwindet diese Hitze augenblicklich. Damit kann man also anschaulich demonstrieren, dass dieses kurzwellige Licht spürbar die Haut nicht nur aufheizt, also das Gewebe nicht nur aufheizt, sondern es fängt auch an so unangenehm zu kribbeln. Das sind dann beispielsweise diese Sauerstoffradikale, die im Gewebe gebildet werden durch das kurzwellige Licht. Dadurch, dass man einen Filter dazwischenschaltet, sind diese negativen oder unangenehmen Warnehmungen schlagartig beseitigt. Sowas passiert letzten Endes im Auge, wenn wir Licht um uns herum haben, das mit hohen kurzwelligen Anteilen versehen ist. Nur die Netzhaut des Auges hat eben anders als die Haut ein paar Nerven, die jetzt Unbehagen oder ein Missempfinden vermitteln würden. Wozu hätte sich unser Auge jetzt auch gegen Kaltlichtquellen schützen sollen? Im Laufe der Evolution gab's niemals die Anforderungen dafür, sondern unser Auge musste Mechanismen entwickeln, mit dem Sonnenlicht klarzukommen, unser Auge musste Mechanismen entwickeln mit dem Feuerschein klarzukommen, aber eben nicht mit diesen Leuchtmitteln oder Lampen, die die Ingenieure, die Lichttechniker, in den letzten 80 Jahren entwickelt haben. Julia: Das heißt, was wären jetzt Ihre Empfehlungen oder was wären die besten Lampen für zuhause? Was sollte man dann da für Lampen haben oder wonach sollte man da auf jeden Fall schauen? Worauf sollte man da achten? Dr. Alexander Wunsch: Zum einen sollte man halt drauf achten, dass man dem Lichthunger, der den meisten Menschen angeboren ist, dass man den nicht versucht unbedingt mit Kunstlicht zu stillen, sondern dass man versucht den Lichthunger tagsüber mit dem natürlichen Tageslicht zu stillen und nachts sollte das Licht in erster Linie der Orientierung dienen und Kunstlicht mit natürlicher Spektralverteilung, da gibt's eigentlich nur 2 Möglichkeiten. Das ist einmal die Standard-Glühlampe, die nicht mehr hergestellt werden darf und die Halogen-Glühlampe. Das sind die beiden künstlichen Lichtquellen, die eine natürliche Spektralverteilung aufweisen. Man hat dabei eine optimale Farbwiedergabe, man hat eine Spektralverteilung, an die unser Organismus seit Jahrmillionen sich anpassen konnte. Bei diesem Spektrum können wir davon ausgehen, dass unser Organismus damit optimale Strategien entwickeln konnte, um das Positive rauszuziehen und keinen negativen Effekte erleiden zu müssen. Von LEDs beispielsweise, Energiesparlampen, rate ich persönlich ab, außer in speziellen Anwendungsbereichen, also ich habe immer eine kleine Taschenlampe, die ist so groß wie mein kleiner Finger, in der Hosentasche. Das ist natürlich eine LED, weil da kommt mehr Licht raus als aus so einer Riesenlampe, die jetzt auch gar nicht mehr als Taschenlampe bezeichnet werden kann eigentlich, weil sie zu groß war und Monozellen drin. Also da hat sich durchaus was geändert und LEDs, zum Beispiel gibt's auch Fluoreszenz-LEDs, die ein breitbandiges gelbes Spektrum erzeugen. Da kann man eine oder zwei als Nachtbeleuchtung optimal verwenden. Das genügt absolut, um zum Beispiel den Weg ins Badezimmer und wieder zurück ins Bett zu finden, ohne dass man den Biorhythmus, ohne dass man den Melatoninhaushalt beispielsweise negativ beeinflusst. Man braucht in der Nacht nur ganz geringe Lichtstärken oder Beleuchtungsstärken, um sich orientieren zu können. Unser Auge ist im weiten Bereich anpassungsfähig und kann mit den verschiedensten Helligkeitspegeln umgehen und dabei sollte man zum Beispiel dann auch drauf achten, dass künstliches Licht vor sagen wir mal 1.000 Jahren kam sicherlich nicht von oben von der Decke, sondern höchstens aus der Horizontalebene oder eher noch vom Boden, das heißt, ein Lagerfeuer oder eine Fackel, die an der Wand hing, aber kein Licht von oben. Man sollte auch hier die natürlichen Richtungen, die wir beobachten können, die unterschiedlich sind am Tag und in der Nacht, sollte man eigentlich auch noch mitberücksichtigen. Also einfach mal zurückgucken, wie war es vor langer Zeit, dann weiß man, woran sich unser Körper eigentlich gewöhnt hat und wenn man das nachempfindet, dann kann man quasi auf einen evolutionären Erfahrungsschatz bauen, der in unserem Körper eingespeichert ist, auch wenn es uns nicht so bewusst ist. Julia: Wird das Spektrum oder wird das irgendwie angegeben eigentlich auf der Verpackung? Also wenn ich mir jetzt ein warmweißes Licht zum Beispiel kaufen möchte, wo steht das drauf oder worauf sollte ich da schauen beim Kauf dann von den Lampen? Dr. Alexander Wunsch: Ja, das steht schon drauf. Aber es gibt gerade bei dieser, ob jetzt warmweiß oder kaltweiß, da sprechen wir von der sogenannten Farbtemperatur des Lichtes, die wird in Kelvin angegeben. Kelvin ist die Temperatur ausgehend vom absoluten Nullpunkt, der liegt bei minus 273 Grad so round about. Das heißt also 320, 310 Kelvin entsprechen dann der Körpertemperatur, also 273 plus die 37 Grad Körpertemperatur, landen wir bei 310 Kelvin. Bei Lichtquellen ist es dann so, bei einer Glühlampe, die hat 2.700 Kelvin, eine Halogenlampe hat 3.100 Kelvin, und dann ist eigentlich Schluss. Denn es gibt kein Metall mit einem höheren Schmelzpunkt als Wolfram, also Wolfram ist der Glühfaden in der Glühlampe gefertigt, und deswegen können wir mit dem Glühvorgang keine höheren Farbtemperaturen erzeugen. Als Kunstlichtquelle mit einer echten höheren Temperatur bleibt dann eigentlich nur die Kohlebogenlampe, die aber technisch sehr anspruchsvoll ist und außerdem raucht und qualmt und meistens viel zu hell wäre. Die ist auch heute eigentlich nicht mehr handelsüblich. Für alle höheren Farbtemperaturen, kaltweiß, zum Beispiel jeder Computerbildschirm wird mit einer Farbtemperatur von 6.500 Kelvin ausgeliefert, da orientiert man sich an der Sonne, die sagen wir mal so 5.700 Kelvin Oberflächentemperatur hat und allerdings eben auch wirklich so heiß ist, genauso wie der Wolfram-Faden wirklich so heiß ist, wie es der angegebenen Farbtemperatur entspricht. Kaltlichtquellen, die weisen keine echte Farbtemperatur, keine physikalische Temperatur von 6.000 Kelvin auf, sondern eine sogenannte korrelierte Farbtemperatur. Das ist ein ähnlichster Farbeindruck, den eine Lichtquelle mit tatsächlich dieser Temperatur hervorrufen würde. Das klingt jetzt ein bisschen kompliziert, aber es ist im Prinzip eine Berechnungsmethode, um einer kalten Lichtquelle einen Farbeindruck zuweisen zu können. Da fängt die Irreführung letzten Endes an. Die Farbtemperaturen, die man auf den Packungen von Lampen findet, die beziehen sich nicht auf die echte Temperatur, sondern auf die ähnlichste Temperatur, die einen solchen Farbeindruck hervorrufen würde, also man kann sich an der Glühlampe mit einer echten Farbtemperatur so von 2.700 Kelvin natürlich die Finger verbrennen, aber man verbrennt sich bei einer LED mit 7.000 oder 8.000 Kelvin eben nicht die Finger, weil das Licht auf eine ganz andere Art erzeugt wird und weil hin- und her gerechnet wird und man dann hinterher einen Wert angibt, der aber letzten Endes über die Qualität des Lichts nichts aussagt. Das heißt also, eine warmweiße - und das ist immer warmweiß - Glühlampe hat sehr wenig Blau und sehr viel Nahinfrarot. Eine warmweiße LED hingegen kann relativ viel Blau enthalten und enthält kein Nahinfrarot. Aber es ist für das viele Blau dann zum Beispiel ein bisschen mehr Rot oder Orange oder Gelb beigemischt, sodass das Messgerät hinterher einen Wert ausgibt, der auch 2.700 Kelvin lautet. Aber diese 2.700 Kelvin von einer Kaltlichtquelle haben nichts mit den echten 2.700 Kelvin von einer thermischen Lichtquelle zu tun. Und deswegen, also es sind optische Täuschungen letztendlich. Das Licht scheint wärmer auszusehen bei so einer LED, bei einer warmweißen LED hat aber dann für eine warme Lichtquelle eigentlich viel zu viel Blauanteile. Julia: Das heißt eigentlich, egal, was da draufsteht bei der LED, sollte man eigentlich nicht verwenden im Haus, wenn es irgendwie geht, wenn man es beeinflussen kann, sondern auf Halogen oder vielleicht sogar auf echte Glühbirnen noch setzen. Es gibt ja noch die Möglichkeit, die auch zu kaufen. Dr. Alexander Wunsch: Wenn man wirklich Licht verwenden möchte, Kunstlicht verwenden möchten, das für die Gesundheit die geringsten Risiken bietet, dann ist aus meiner Sicht im Moment nur die Glühlampe oder die Halogen-Glühlampe zu empfehlen. Und bei LEDs muss man immer berücksichtigen, dass die Hersteller versuchen das Ganze von der sinnlichen Anmutung her angenehm zu gestalten, angenehmer zu gestalten, aber sie bedienen sich dabei bestimmter Trick, zum Beispiel Filament-LEDs, das sind die neuesten LED-Formen, die sehen sogar wieder aus wie Glühlampen, haben auch die Schraubfassung, da sind dann solche kleinen LCDs aufgereiht. Dr. Alexander Wunsch: Es gibt heute solche Filament-LEDs, die sehen aus wie Glühlampen von der äußeren Form, haben auch eine Schraubfassung, und innendrin ist wie so ein Glühfaden, sodass man praktisch aus der Entfernung denkt, es handelt sich wieder um die gute alte Glühlampe. Aber tatsächlich ist es dann so, dass wenn man durch einen Graufilter oder durch eine sehr, sehr starke Sonnenbrille sich den Glühfaden, den scheinbaren Glühfaden anguckt, dann stellt man fest, dass hier zum Beispiel 4 kaltweiße LEDs und eine rote LED immer wieder in Folge zu erkennen sind. Das heißt, es ist ein Stream, also ein Streifen von winzigen LEDs, wo der Hersteller durch die Wahl der Lichtfarbe, dass er eben jede 5. LED mit einer roten Lichtfarbe versieht, dadurch erreicht er, dass der Messwert, die Farbtemperatur eher in Richtung warmem Licht geht. Tatsächlich haben wir aber eine Lichtzusammensetzung mit hohen Blauanteilen durch die weißen, eher kaltweißen LEDs und das Messgerät verrechnet dann die plötzliche Rotstrahlung, indem die kaltweiße Farbtemperatur nummerisch dann in Richtung warmweiß geht. Die Tricks oder die Möglichkeiten Einfluss auf die Spektralzusammensetzung zu nehmen, sind halt bei einer LED sehr groß und der Laie kann nicht auseinanderhalten, was da jetzt im Einzelnen passiert im Inneren einer solchen Lampe. Bei einer Glühlampe ist es ganz eindeutig, da ist es ein Faden aus Metall und der glüht und der gibt dementsprechend immer dasselbe Spektrum ab. Das können die modernen Lichtquellen halt leider nicht so einfach. Julia: Ja. Ich sehe schon, die Zeit verrennt und es gäbe noch so viele Fragen. Ich würde noch ganz gerne zum Abschluss die Anknüpfung an den Anfang machen. Und zwar haben Sie eben schon erzählt, dass man auch erstmal Licht und vor allem mit ganz speziellen Wellenlängen auch therapeutisch einsetzen kann und das ist etwas, mit dem Sie in Ihrer eigenen Praxis sehr viel arbeiten. Wir haben über das Nahinfrarot schon gesprochen. Ich würde jetzt gerne einfach nur, einfach auch aus Zeitgründen, gerne Infrarot herausnehmen, weil es auch etwas ist, womit viele Leute vielleicht schon Kontakt hatten, es gibt Infrarotkabinen. Ist das etwas, was empfehlenswert ist? Muss man da auch vorsichtig sein? Gibt's da Unterschiede? Das wäre eben wirklich etwas, eine tolle Information, auch für die Zuhörer und Zuschauer, weil sich jetzt viele überlegen, vielleicht sowas anzuschaffen und meist auch sehr verunsichert, weil es ein unglaubliches Angebot an verschiedenen Produkten gibt. Dr. Alexander Wunsch: Na ja, es wäre schön, wenn es da eine einfache Antwort drauf gäbe, aber beim Infrarotbereich haben wir auch wieder 3 verschiedene grobe Rasterungen. Es gibt das Infrarot A, es gibt das Infrarot B, Ferninfrarot oder Infrarot C und die wirken alle unterschiedlich auf den Organismus. Wenn es darum geht, dass man eine Tiefenwirkung erreicht, dann ist das Infrarot A eigentlich das einzige, was hier in der Lage ist, in die Tiefe des Gewebes zu kommen. Infrarot A bekommt man allerdings technisch eigentlich immer nur im Paket mit Infrarot B in Form von Glühlampen, die teilweise mit Filter ausgestattet sind, das sind die klassischen Infrarotlampen, die man so kaufen kann für relativ wenig Geld. In dem Moment, wo es dann um Infrarotkabinen geht, da gibt's unterschiedliche Ausführungen, solche, die eben quasi Fifty Fifty Infrarot A, Infrarot B haben, andere haben dann einen höheren Anteil in der Infrarot B und auch im Infrarot C Bereich. Je langwelliger das Ganze wird, umso mehr verlagert sich die Wirkung auf eine eigentlich reine Reizwirkung auf der Hautfläche. Denn schon Infrarot B ist langwellig, dass es nicht mehr in die Tiefe geht. Zum Beispiel eine Sauna, wenn der Saunaofen eine Temperatur von 200 Grad hat beispielsweise die Steine, dann haben wir es eher mit einem Dunkelstrahler zu tun, der eher im Infrarot C Bereich angesiedelt ist. Julia: Das heißt, was ich gesehen habe, es werden auch so Vollspektren Infrarot-Saunen angeboten. Ist es dann etwas, wenn man sagt, man möchte sozusagen ein abgerundetes Paket haben, ist das etwas, was man sich durchwegs anschaffen sollte oder eher nicht? Dr. Alexander Wunsch: Hm. Man muss sich dabei immer überlegen, worum es jetzt im Einzelfall geht. Die ganzen elektrischen Systeme können unter Umständen elektromagnetische Störstrahlungen erzeugen. Man ist jetzt anders als bei einer Schwitzhütte halt dann Magnetfeldern, elektromagnetischen Feldern unter Umständen ausgesetzt. Manche Menschen reagieren darauf eher mit einer Unverträglichkeit, Sonnenlicht beispielsweise hat weniger als 5 Prozent Infrarot B, also alles, was jetzt eine spürbare Wärme auf der Haut erzeugt, dabei handelt es sich dann um Infrarot-Technologien, die nicht mehr mit dem Sonnenlicht vergleichbar sind. Julia: Ja, es ist einfach interessant, weil da einfach viel am Markt ist und man dann verunsichert ist und gar nicht weiß, wofür man sich entscheiden soll. Und einerseits sehr positives natürlich hört, deswegen ist das einfach interessant, einen Experten mal zu fragen, was Ihre Meinung dazu ist. Dr. Alexander Wunsch: Vielleicht, um da nochmal einen Satz anzuhängen, es ist gibt viele Hersteller von solchen Infrarot-Saunen, man kann da bei den verschiedenen Herstellern auch Berichte lesen über die Wirkungen. Wenn sich sowas gut anfühlt und wenn man es vernünftig dosiert, dann ist es sicherlich vorteilhaft. Nur mit solchen Empfehlungen diesbezüglich bin ich zurückhaltend, man weiß nie, was dann der Anwender letztendlich aus einer Empfehlung macht, denn die Frage, was ist die optimale Dosierung, das wäre dann im Einzelfall zu klären. Die meisten Wärmekabinen haben ein Strahlungsspektrum, das mit dem Spektrum des Sonnenlichtes nicht übereinstimmt. Die Glühlampe und eine Kerzenflamme haben im Prinzip ein sehr, sehr ähnliches Spektrum, das heißt Feuer, das Feuerspektrum und das Glühspektrum, die würde ich noch als natürlich bezeichnen. Aber schon da ist es dann für eine häufige Daueranwendung wieder ein Thema, dass ich eben ein paar tausend Watt an Strahlungsleistung eigentlich nicht mit Gleichstrom erbringen kann. Das heißt ich muss wieder den Wechseltrom verwenden und dann muss man einfach eine Abwägung machen. 20 Minuten Licht oder Wärmelicht, das mit 100 Hertz pulsiert, kann sogar besser funktionieren als wenn es ungepulst wäre, aber jetzt stundenlang in einer elektrischen Sauna zu sitzen, diesem künstlichen Strahlungsumfeld, kann unter Umständen auch für den ein oder anderen eher negative Wirkungen mitbringen. Julia: Ja. Ich sehe schon, es ist alles nicht ganz so einfach, wie man es sich eben wünschen würde, aber trotzdem danke für die Zeit, für diese tollen Ausführungen. Wo können jetzt Zuhörer und Zuschauer vielleicht mehr noch über Sie erfahren oder auch zum Beispiel über die Praxis in Heidelberg? Dr. Alexander Wunsch: Zum einen habe ich einen Vimeo Kanal, wo eine ganze Reihe von Vorträgen von mir frei verfügbar sind und wem das nicht reicht, wer also da gerne einen persönlicheren Kontakt hätte, es findet zum Beispiel im November, ich glaube, es ist der 18. November, in Heidelberg ein Seminar statt über die Wirkung von Licht, über die Wirkungen von Sonnenlicht, Kunstlicht und farbigem Licht. Das ist bestimmt ein guter Einstieg, wo man dann eben auch in so einer Seminarsituation auch spezifische Fragen stellen kann, wo auch individuell sozusagen maßgeschneidert dann Themen erörtert werden können. Ansonsten bezüglich der Praxis haben Sie mich jetzt noch angesprochen. Da ist das Problem eigentlich, also ich habe bezüglich des Medizintourismus meine Vorbehalte. Das heißt, wenn sich jemand jetzt sagen wir mal hunderte von Kilometern auf den Weg macht, um in einer bestimmten Praxis vorstellig zu werden, dann ist das Ganze so aufgeladen mit Erwartungen, wo es dann sehr schwer ist, das unter Umständen zu erfüllen. Da bin ich normalerweise nicht so der Freund davon, aber natürlich ist, ich bin niedergelassener Arzt und wenn jemand jetzt Probleme hat, dann sind die unter Umständen auch nur in diesem Rahmen angehbar. ###Praxis in Heidelberg ##Termine und Veranstaltungen ##PaleoConvention am 2. - 3. Septmeber in Berlin Bücher Weitere Folgen Schlafmangel, Stress und die besten Hacks für erhöhte Leistungsfähigkeit. Interview mit Biohacker und Unternehmer Fabian Foelsch Das Natur-Defizit Syndrom - Interview mit Prof. Dr. Jörg Spitz Better Body – Better Brain: Selbstoptimierung von Körper und Geist - Anja Leitz im Interview Wie die Neurochemie des Flow-Zustand mit Ernährung, Schlaf und chronischer Entzündung zusammenhängt - Interview mit Max Gotzler Artikel Publikationen von Alexander Wunsch [Baggerly, Carole A., et al. "Sunlight and vitamin D: Necessary for public health." Journal of the American College of Nutrition 34.4 (2015): 359-365.](Baggerly, Carole A., et al. "Sunlight and vitamin D: Necessary for public health." Journal of the American College of Nutrition 34.4 (2015): 359-365.) Eells, Janis T., et al. "Mitochondrial signal transduction in accelerated wound and retinal healing by near-infrared light therapy." Mitochondrion 4.5 (2004): 559-567. Webseiten Alexander Wunsch Paleo Low Carb - JULIAS BLOG | (auf Facebook folgen)
Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 05/05
Diese Doktorarbeit befasst sich mit der Erzeugung von künstlichen Magnetfeldern für ultrakalte Atome in optischen Gittern mithilfe von Laser-induziertem Tunneln sowie mit der ersten experimentellen Bestimmung der Chernzahl in einem nicht-elektronischen System. Kalte Atome in optischen Gittern lassen sich experimentell sehr gut kontrollieren, was sie zu guten Modellsystemen für die Simulation von Festkörpern macht, wobei die Atome die Rolle der Elektronen übernehmen. Allerdings können Magnetfeldeffekte in diesen Systemen nicht direkt im Experiment simuliert werden, da die Atome elektrisch neutral sind, weshalb auf sie keine Lorentzkraft wirkt. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wird eine neue Methode vorgestellt künstliche Magnetfelder basierend auf Laser-induziertem Tunneln zu erzeugen um somit die Physik geladener Teilchen in realen Magnetfeldern nachzuahmen. Dabei verursachen Laserstrahlen eine periodische Modulation der einzelnen Gitterplätze, deren Phase von der Gitterposition abhängt und dadurch zu komplexen Tunnelkopplungen führt. Ein Atom, welches sich entlang einer geschlossenen Bahn in diesem System bewegt, erfährt eine Phase, die als Aharonov-Bohm-Phase eines geladenen Teilchens in einem Magnetfeld interpretiert werden kann. Das modulierte Gitter wird durch einen zeitabhängigen Hamilton-Operator beschrieben, der typischerweise durch einen effektiven zeitunabhängigen Floquet Hamilton-Operator genähert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wird darüber hinaus die vollständige Zeitabhängigkeit innerhalb einer Modulationsperiode beschrieben und mit den experimentellen Daten verglichen. Mithilfe des Laser-induzierten Tunnelns wurden alternierende sowie gleichgerichtete Magnetfelder im Experiment erzeugt, wobei letztere eine Realisierung des Harper-Hofstadter-Modells für einen Fluss Phi=pi/2 pro Gittereinheitszelle darstellen. Durch die Verwendung eines zusätzlichen Pseudospin-Freiheitsgrades konnte zudem der Spin-Hall-Effekt in einem optischen Gitter beobachtet werden. Unter Benutzung der einzigartigen Detektions- und Manipulationstechniken eines zweidimensionalen Übergitters konnte die Stärke und Verteilung des künstlichen Magnetfeldes auf lokaler Ebene durch die Beobachtung von Zyklotronorbits experimentell bestimmt werden. Die Bandstruktur in einem periodischen Potential mit externem Magnetfeld weist interessante topologische Eigenschafen auf, die durch Chernzahlen beschrieben werden, welche beispielsweise dem Quanten-Hall-Effekt zugrunde liegen. Um topologische Bandeigenschaften mit kalten Atomen beobachten zu können, wurden die genannten experimentellen Techniken weiterentwickelt. Mit einem neuen Aufbau, der nur auf optischen Potentialen beruht, konnte erstmals die Chernzahl in einem nicht-elektronischen System bestimmt werden. Die vorgestellten experimentellen Methoden eröffnen einzigartige Möglichkeiten die Eigenschaften von topologischen Materialien mit kalten Atomen in optischen Gittern zu untersuchen. Die Techniken wurden mit bosonischen Atomen implementiert, sie lassen sich allerdings ohne weiteres auch auf fermionische Systeme anwenden.
Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 15/19
Die Magnetresonanztomografie (MRT) ist ein wichtiges diagnostisches Mittel um kartilaginäre Läsionen frühzeitig erkennen und effektiv behandeln zu können. MRT Untersuchungen erlauben die Diagnose von kartilaginären Schäden ohne den Einsatz von radioaktiver Strahlung, wie sie im Röntgen oder CT Verwendung findet. Obwohl MRT Untersuchungen als generell sicher gelten, gibt es bisher keine eindeutigen Untersuchungen über die Auswirkung von hochfrequenten, starken Magnetfeldern auf humane Zellen. Die Wirkung von Magnetfeldern, wie sie in der MRT Diagnostik verwendet werden, auf Chondrozyten und den unter anderem von Chondrozyten gebildeten Knorpel ist bis jetzt nur unzureichend untersucht. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die Auswirkungen eines 3 Tesla Magnetfeldes auf die Proliferationsrate und Genexpression humaner Chondrozyten zu evaluieren. Dafür wurden humane Chondrozyten einer 3 T MRT Sequenz ausgesetzt, wie sie zur Untersuchung am Knie verwendet wird. Die Proliferationsrate 1, 5 und 10 Tage nach Exposition wurde mit Hilfe eines WST-1 Proliferations Assay bestimmt und mit jener einer Kontrollgruppe verglichen. Gleichzeitig wurde die RNA Expression von Proteinen bestimmt, die entweder Chondrozyten- oder Apoptosespezifisch sind. Beim Betrachten der Ergebnisse zeigte sich, dass Chondrozyten, die einem 3 T Magnetfeld ausgesetzt waren, 10 Tage nach Exposition eine im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant gesteigerte Proliferationsrate aufwiesen. Apoptose spezifische RNA wurde an den Tagen 1 und 5 nach Exposition im Vergleich zur Kontrollgruppe geringer exprimiert
Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 04/05
Diese Dissertation untersucht den Urspung der kosmischen Strahlung mit Beobachtungen der MAGIC Teleskope im Bereich der hoch energeticher Gammastrahlenastronomie. Gammastrahlung wird bei der Wechselwirkung relativistischer Teilchen erzeugt. Im Gegensatz zur geladenen kosmichen Strahlung, werden Gammastrahlen nicht von interstellaren Magnetfeldern beinflusst. Daher erlaubt die Ankunftsrichtung von Gammastrahlen die Bestimmung ihres Ursprungs. Ein Teil dieser Arbeit widmet sich der Verbesserung der Analyse von MAGIC-daten. Im besonderen wurde ein neuer Algorithmus zur Hintergrundbestimmung entwickelt, wodurch die systematischen Unsicherheiten deutlich verbessert werden konnten. Zudem wurde die Reflekivitaet und Fokusierung beider MAGIC Teleskope anhand des Vergleichs zwischen echten und simulierten Muonereignissen bestimmt. Die heutige Meinung ist, dass die Ueberreste von Supernovae, die expandierende Schockwellen der Sternimplosionen, der Ursprung der galaktischen kosmischen Strahlung sind. Obwohl hoch energetische Gammastrahlung von vielen dieser Objekte beobachtet wurde, erlaubt die schwierige Unterscheidung von leptonisch und hadronsich produzierter Gammastrahlung in den meisten Faellen keine klaren Schlussfolgerungen ueber die Anwesenheit relativistischer Hadronen und damit kosmischer Strahlung. Da Gammastrahlung aus hadronischen Wechselwirkungen, nahezu ausschliesslich in inelastischen Proton-Proton Kollisionen erzeugt wird, ist ihre Produktion umso effektiver, desto hoeher die Dichte des mediums ist. Die Region W51 beherbergt den 30000 Jahre alten Supernovaueberrest W51C, welcher teilweise mit der grossen Molekuelwolke W51B kollidiert. MAGIC hat ausgedehnte Gammastrahlung von dieser Region mit hoher statistischer Signifikanz (11 sigma) gemessen. Es konnte gezeigt werden, dass das Zentrum der Emission in dem Bereich hoher Dichte liegt, wo der Supernovaueberrest mit der Molekuelwolke kollidiert. Das Energiespektrum wurde im Bereich von 75 GeV bis 5.5 TeV gemessen und folgt einem Potenzgesetz. Die moegliche Kontamination dieser Emission durch einen nahegelegenen potentiellen Pulsarwindnebel zeigt keine Energieabhaengigkeit und wurde als ~20% der Gesamtemission bestimmt. Die Modellierung der nicht thermischen Mutliwellenlaengenemission deutet stark auf einen hadronischen Ursprung der Gammastrahlung hin. Diese Beschreibung impliziert, dass in etwa 16% der kinetsiche Energie der Schockwelle von W51C zur Produktion kosmischer Strahlung genutzt wurden. Damit is W51C eine der wenigen bekannten Supernovaueberreste wo eine Beschleunigung von Protonen der komsischer Strahlung, zumindestens bis 50 TeV, direkt beobachtet wird. HESS J1857+026 ist eine nicht identifizierte TeV-Quelle, die moeglicherweise den Pulsarwindnebel des, von der Gammastrahlung umschlossenen, hochenergetischen Pulsares PSR J1856+0245 darstellt. Eine augedehnte Emission wurde von MAGIC mit einer statistischen Signifikanz von mehr als 12 sigma gemessen. Das berechnete Spektrum verbindet die vorherigen Daten von Fermi/LAT und HESS, wobei es mit beiden Messungen ueberlappt. Anhand der MAGIC und Fermi/LAT Daten wurde ein Abweichung von einem einfachen Potenzgesetz bei ca. 100~GeV festgestellt. Bei hoeheren Energien werden zwei Emissionsregionen aufgeloest. Ueberhalb von einem TeV koennen zwei voneinander getrennte, einzeln signifikante Regionen festgestellt werden. Diese Dissertation zeigt die ersten morphologischen Untersuchungen, die mit den MAGIC Teleskopen durchgefuehrt wurden. Es wurde gezeigt, dass die Faehigkeit Strukturen in galaktischen Quellen aufloesen zu koennen, wichtige Informationen ueber die Physik der Teilchenbeschleunigung in astrophysikalischen Objekten liefert.
Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/05
Das Massenspektrum neu entstandener Sterne (IMF) ist von universeller Gueltigkeit. So jedenfalls scheint es in verschiedenen Sternentstehungsregionen in der Milchstrasse, die alle derselben Verteilung aufweisen. Hierbei ist die relative Haeufigkeit von Sternen mit einer Masse von 1M⊙ oder weniger, welche als massearm bezeichnet werden, besonders hoch. Die IMF ist von grundlegender Bedeutung fuer viele Bereiche der Astronomie. Unter Anderem bildet sie die Grundlage fuer die optische Erforschung ferner Galaxien und die Statistik entstehender chemischer Elemente. Dennoch ist ihre Universalitaet bezueglich fremder Galaxien oder bei hohen Rotverschiebungen bislang nicht eindeutig wissenschaftlich belegt, da eine vollstaendige Theorie der Sternentstehung immer noch aussteht. Sternentstehung basiert auf einem aeusserst komplexen, nichtlinearen Wechelspiel von Eigengravitation, Hydrodynamik und Druck, sowie von Turbulenz, Strahlung, Magnetfeldern und der Chemie von Staub und Gas. Erschwerend kommt hinzu, dass junge Sterne in die Molekuelwolke, aus welcher sie entstehen, eingebettet sind. Daher sind sie nur mittels Molekuelspektren im Radio-Wellenlaengenbereich zu beobachten. Eine vielversprechende Moeglichkeit umden Sternentstehungsprozess letztendlich zu durchschauen ergibt sich mittels Computersimulationen. Abgesehen von den vielen physikalischen Prozessen liegt die numerische Herausforderung in der grossen Aenderung der Laengenskala (um mehr als sieben Groessenordnungen), sowie der Dichte (um mehr als 20 Groessenordnungen) waehrend des Kollapses eines dunklen Wolkenkerns. Aus diesem Grund wurden im Rahmen dieser Doktorarbeit nur Eigengravitation, Hydrodynamik, und Turbulenz in Betracht gezogen. Eine geeignete Methode zur Berechnung des Kollapses prestellarer Kerne ist die sogenannte Smoothed Particle Hydrodynamics Methode, ein Teilchen-basiertes Schema, welches die hydrodynamischen Gleichungen in ihrer Lagrangeschen Form loest. Die Simulationen sind vollstaendig dreidimensional. Da eine direkte Berechnung des Strahlungstransports derzeit immer noch zu zeitintensiv, jedoch die Beschreibung des Gases durch eine einfache Zustandsgleichung relativ unrealistisch ist, wurde im Rahmen dieser Doktorarbeit eine vereinfachte Beschreibung der Gaskuehlung mittels tabellierter, optisch duenner Molekuellinien integriert. Eine vollstaendige Theorie der Sternentstehung sollte die Entwicklung einzelner Molekuelwolkenkerne (MWK) eindeutig vorhersagen koennen. Dies beinhaltet den Einfluss der Verteilung des Gesamtdrehimpulses des MWKs auf die Multiplizitaet und die akkretierte Masse der entstehenden Sterne. Das Ziel dieser Doktorarbeit ist daher, die dynamische Entwicklung des kollabierenden Kerns sowie die Entstehung protostellarer Scheiben unter verschiedenen Voraussetzungen zu untersuchen, um gegebenenfalls vorhandene Abhaengigkeiten von Scheibenstruktur und physikalischen Anfangsbedingungen in der Gaswolke zu identifizieren. Im Fall starr rotierender MWKs ist dies moeglich. Die durchgefuehrten Simulationen ergeben, dass sich als Funktion des Anfangsdrehimpulses eindeutig bestimmen laesst, wie groß, konzentriert und warm eine protostellare Scheibe sein wird. Je groesser der Drehimpuls j, desto groesser und kuehler auch die Scheibe. Ab einem bestimmten j bilden sich ausgepraegte Spiralarme und die Scheibe fragmentiert. Bei kleinerem j ist die Scheibe sehr konzentriert und heizt sich daher auf. Der zusaetzliche thermischen Druck wirkt stabilisierend, weswegen die Fragmentation unterdrueckt wird. In Abhaengigkeit von Radius, j und Masse des MWKs ist es moeglich mittels einer einfachen analytischen Abschaetzung eine mittlere Scheibendichte zu berechnen und diese durch eine detaillierte Analyse mehrerer Simulationen grundsaetzlicher gleicher Kerne mit unterschiedlichem j zu ’eichen’. Untersucht wurde die mittlere Scheibendichte fuer die Fragmentation eintritt bzw. unterdrueckt wird. Im Vergleich mit Beobachtungen von dunklen MWKs fuehrt die berechnete kritische mittlere Scheibendichte zu einem sehr geringen Anteil an Kernen fuer welche eine spaetere Scheibenfragmentation vorhergesagt wird: nur 13%. Verglichen mit der beobachteten Multiplizitaetsrate junger, massearmer Sterne (30% - 50% in Abstaenden von 14AU-1400AU) ist dieser Wert viel zu klein. Unter der Annahme effizienterer Gaskuehlung waere die kritische mittlere Scheibendichte fast um drei Groeßenordnungen hoeher, was die Fragmentation maßgeblich beguenstigen wuerde. Das Fragmentationsverhalten protostellarer Scheiben scheint also von den lokalen thermodynamischen Eigenschaften des Gases bestimmt zu sein. Mit turbulenten Anfangsbedingungen gestaltet sich die Scheibenentstehung und Entwicklung vollkommen anders. In diesem Fall ergibt sich keine Korrelation von Groeße, Konzentration oder Durchschnittstemperatur der Scheibe mit dem Anfangs-Drehimpuls der Gaswolke. Unter dem Einfluss von Turbulenz wird das aufgesetzte hydrostatische Gleichgewicht der Wolke von Anfang an maßgeblich gestoert. Im Wechselspiel mit der Eigengravitation des Gases bildet sich in jeder Simulation ein langgezogenes Filament, welches lokal sehr dicht wird. In dichten Filamentgebieten kann die lokale Jeans Masse waehrend des weiteren Kollapses ueberschritten werden und dort entstehen protostellare Objekte. Vergleichbar mit dem Kollaps duenner, sehr flacher Ellipsoide findet sich der Protostern oftmals in einer Ecke des Filaments. Im Vergleich zur umgebenden Scheibe wachsen die Protosterne im Mittel viel schneller als im starr rotierenden Fall. Die entstehenden protostellaren Scheiben sind viel kleiner, obgleich kuehl. Trotzdem sind sie nicht gravitativ instabil. Durch den turbulenten, aber kontinuierlichen Gaseinfall wird die Scheibe in vertikaler Richtung gestoert und erscheint daher dicker als im Fall des starr rotierenden Kollapses. Interessanterweise fragmentieren auch in diesem Fall nur 16% aller MWKs. Obwohl Turbulenz den Kollaps maßgeblich beeinflußt aehnelt dieser Wert dem vorhergesagten Wert fuer Kerne im starr rotierenden Fall. Diese Uebereinstimmung kann wiederum als Hinweis darauf gewertet werden, dass die lokalen thermodynamischen Eigenschaften des Gases die tatsaechliche Fragmentation ermoeglichen. Die im Rahmen dieser Doktorarbeit gewonnene Erkenntnisse geben tiefe Einblicke in die Dynamik der Entstehung und fruehen Entwicklung von protostellaren Scheiben. Sie zeigen numerische Schwaechen, ebenso wie physikalische Kritikpunkte in modernsten Simulationen des Sternentstehungsprozesses auf. Daher bilden sie die Basis fuer kompliziertere Rechnungen und sind ein weiterer Schritt in Richtung einer vollstaendigen Theorie der Sternentstehung.
Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 02/05
Ziel der Arbeit ist die Untersuchung von Magnetfeldern im intergalaktischen Gas von Galaxienhaufen mittels Faradayrotationskarten extragalaktischer Radioquellen, die in oder hinter einem Galaxienhaufen lokalisiert sind. Faradayrotation entsteht, wenn linear polarisierte Strahlung einer solchen Quelle durch ein magnetisiertes Medium propagiert und dabei dessen Polarisationsebene rotiert wird. Multifrequenzbeobachtungen erlauben die Konstruktion von Faradayrotationskarten. Die statistische Charakterisierung und Analyse dieser Karten erlaubt es, Eigenschaften der Magnetfelder, welche mit dem Plasma in Galaxienhaufen in Verbindung stehen, zu bestimmen. Es wurde untersucht, ob es einen Beweis dafuer gibt, dass die Faradayrotation im quellennahen Material erzeugt wird oder im magnetisierten Plasma der Galaxienhaufen. Dazu wurden zwei statistische Masse zur Charakterisierung der Daten eingefuehrt. Beide Masse sind ausserdem wertvolle Indikatoren fuer moegliche Probleme bei der Berechnung von Magetfeldeigenschaften auf der Basis von Faradayrotationsmessungen. Die Masse wurden auf Faradayrotationsmessungen von ausgedehnten Radioquellen angewandt. Es konnten keine Hinweise auf quellennahe Enstehungsorte der Faradyrotation gefunden werden. Aufgrund von davon unabhaengigen Beweisen, wurde festgestellt, dass die Magnetfelder, welche die Faradayrotation verursachen, mit dem Plasma in Galaxienhaufen in Zusammenhang stehen sollten.Eine statistische Analyse von Faradayrotationsmessungen mittels Autokorrelationsfunktionen und aequivalent dazu Energiespektren wurde entwickelt um Magnetfeldstaerken und -korrelationslaengen zu bestimmen. Diese Analyse stuetzt sich auf die Annahme, dass die Magnetfelder statistisch isotrop im Faradayrotationsgebiet verteilt sind. Sie benutzt eine sogenannte Fensterfunktion, die das Probenvolumen beschreibt, in welchem Magnetfelder detektierbar sind. Die Faradayrotationskarten von drei ausgedehnten Radioquellen (d.h. 3C75 in Abell 400, 3C465 in 2634 und Hydra A in Abell 780) wurden mittels dieser Methode neu ausgewertet und dabei Magnetfeldstaerken von 1 bis 10 muGauss fuer diese drei Galaxienhaufen abgeleitet.Die Messung von magnetischen Energiespektren erfordert Faradayrotationskarten hoechster Guete. Um Artefakte durch die Datenreduktion zu vermeiden, wurde ein neuer Algorithmus -- Pacman -- zur Berechnung von Faradayrotationskarten entwickelt. Verschiedene statistische Tests zeigen, dass dieser Algorithmus stabil ist und zuverlaessige Faradayrotationswerte berechnet. Zur genauen Messung von magnetischen Energiespektren aus den Pacman Karten wurde ein Maximum-Likelihood-Schaetzer, der auf der zuvor eingefuehrten Theorie beruht. Diese neue Methode erlaubt erstmals, die statistische Unsicherheit des Ergebnisses anzugeben. Des weiteren beruecksichtigt diese Methode das begrenzte Probenvolumen und macht die verlaessliche Bestimmung von Energiespektren moeglich. Diese Maximum-likelihood Methode wurde auf Pacman Faradayrotationskarten von Hydra A angewandt. Beruecksichtigt man die Ungewissheit ueber die exakte Probengeometrie des Faradaygebietes, erhaelt man eine Magnetfeldstaerke von 7 +/- 2 muGauss. Das berechnete Energiespektrum folgt einem Kolmogorov aehnlichem Energiespektrum ueber wenigstens eine Groesseenordnung. Die magnetische Energie ist auf einer dominanten Skale von ungefaehr 3 kpc konzentriert.
Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/19
Durch den Einsatz neuer MR-Bildgebungsverfahren und durch die Realisierung von störungsfreien elektrophysiologischen Ableitungen in der MRT konnten neue Methoden und Ergebnisse im Bereich der schnellen MR-Bildgebung erarbeitet werden. Die Ergebnisse waren vor allem die Entwicklung von Methoden der digitalen Signalverarbeitung zur Entstörung von EEG-Ableitungen in der MRT, die praktische Umsetzung dieser Methoden in einer klinischen Studie zur nicht invasiven Lokalisation epileptischer Herde durch EEG-geführte funktionelle MR-Bildgebung, weiter der experimentelle Nachweis der Stimulation peripherer Nerven bei schnellen MR-Bildgebungsverfahren mittels EMG-Ableitung in der MRT und schließlich die Programmierung eines umfassenden Modells zur Abschätzung einer Stimulation peripherer Nerven und des Myokards während schneller MR-Bildgebung. Bei medikamentös nicht einstellbarer fokaler Epilepsie verbleibt als einzige Therapieform eine Resektion des anfallauslösenden Cortexareals. Eine exakte Lokalisation des zu resezierenden Areals ist von entscheidender Bedeutung für den therapeutischen Erfolg. Das EEG ist der Goldstandard zur Diagnose von Epilepsien. Eine genaue dreidimensionale Lokalisation des Ursprungs epilepsietypischer Ereignisse ist mit nicht invasiven EEG-Ableitungen jedoch unmöglich. Mit der funktionellen Magnetresonanztomographie hingegen lassen sich aktive Cortexareale unübertroffen genau lokalisieren. Ziel der Arbeit war es, ein EEG in diagnostischer Qualität in der MRT abzuleiten, epilepsietypische Ereignisse im EEG zu detektieren, nach diesen Ereignissen die funktionelle MRT zu starten und somit Cortexareale mit epilepsietypischer Aktivität dreidimensional zu lokalisieren. Das EEG ist für elektromagnetische Störungen extrem anfällig. In der Umgebung der MRT mit Hochmagnetfeldern, Radiofrequenzen und niederfrequenten Magnetfeldern war ein EEG bisher nicht auswertbar. In dieser Arbeit wurden verschiedene Störeinflüsse der MRT auf das EEG untersucht. EKG-synchrone minimale Bewegungen des Kopfes der Patienten im Hochmagnetfeld induzieren Signale im EEG, die eine Erkennung epilepsietypischer Ereignisse im EEG verhindern. Algorithmen wurden entwickelt, die Störungen im EEG durch eine Korrelation zum EKG ermitteln und dann vom EEG subtrahieren. Mit diesen Algorithmen ließ sich ein EEG in diagnostischer Qualität im Hochmagnetfeld des MR-Tomographen realisieren. Während der Bildgebung ist das EEG durch elektromagnetische Induktion und durch Vibrationen bei den Schaltvorgängen der magnetischen Gradientenfelder gestört. Es konnte gezeigt werden, dass die im EEG induzierten Störfrequenzen aus diskreten harmonischen Frequenzen bestehen, die den Programmstrukturen der Bildgebungssequenzen entsprechen. Ein digitales Signalverarbeitungsverfahren wurde entwickelt, das die Fourier-Transformationen von gestörtem und ungestörtem EEG vergleicht, Störfrequenzen automatisch erkennt und schließlich aus dem EEG entfernt. Eine kontinuierliche Korrelation funktioneller MR-Daten mit der elektrischen Aktivität des Cortex wurde mit diesem Verfahren erstmals möglich. In einer Studie mit Patienten, die an fokaler Epilepsie leiden, wurde das EEG in der MRT abgeleitet und die entwickelten Algorithmen zur Entstörung des EEG wurden angewendet. Dabei wurde die funktionelle Bildgebung unmittelbar nach dem Auftreten epilepsietypischer interiktaler Spikes im EEG gestartet. Mehrere Datensätze wurden nach einem interiktalen Spike erfasst. Durch eine Korrelation der MR-Daten mit dem entstörten EEG konnten eindeutige MR-Datensätze einer statistischen funktionellen Auswertung zur Verfügung gestellt werden. Bei Patienten, die eine angemessene Zahl interiktaler Spikes während der Untersuchungszeit aufwiesen, ließ sich das interiktal aktive Cortexareal in hoher dreidimensionaler Auflösung darstellen. Die Signalintensitätsänderungen in den MR-Datensätzen durch den BOLD-Kontrast nach interiktalen Spikes betrug durchschnittlich 15 % und übertraf damit alle Signalintensitätsänderungen, die mit anderen funktionellen MR-Studien bei gleicher Feldstärke bisher erreicht werden konnten. Dem Einsatz neuer schneller MR-Bildgebungsverfahren mit deren erweiterten diagnostischen Möglichkeiten stehen Stimulationen peripherer Nerven, ausgelöst durch schnelles Schalten magnetischer Gradientenfelder, entgegen. Schaltet man magnetische Gradientenfelder von großer Amplitude in sehr kurzer Zeit, werden dadurch Ströme im Körper des Patienten induziert, die wiederum periphere Nerven stimulieren können. Die Regulierungsbehörden mehrerer Länder, wie auch das Bundesamt für Strahlenschutz, reagierten auf diese Umstände und empfahlen Grenzwerte für geschaltete magnetische Gradientenfelder in der MRT. Schädigende Wirkungen der Stimulation peripherer Nerven waren nicht bekannt, es wurde jedoch eine mögliche Erregung des Myokard befürchtet. In einer Projektarbeit für das Bundesamt für Strahlenschutz wurden mehrere Studien durchgeführt, um die Problematik der Stimulation peripherer Nerven durch schnell geschaltete magnetische Gradientenfelder in der MRT näher zu untersuchen. Die physiologischen Vorgänge bei der Stimulation peripherer Nerven durch geschaltete magnetische Felder wurden erläutert. Die Schwelle zur Erregung peripherer Nerven durch geschaltete magnetische Felder ist für motorische Nerven am geringsten. Wird ein motorischer Nerv erregt, führt dies zu einer Kontraktion des entsprechenden Muskels. In früheren Studien wurden Stimulationsschwellen durch das Befragen der Probanden bestimmt. Dabei wurde eine weite Streuung der Stimulationsschwellen unter den Probanden beobachtet und das subjektive Empfinden der Probanden als Ursache der weiten Streuung der Stimulationsschwellen konnte nicht ausgeschlossen werden. Mittels Elektromyographie (EMG) in der MRT konnte die Stimulation peripherer Nerven erstmals messtechnisch nachgewiesen werden. Durch einen Vergleich der Stimulationsschwellen, bestimmt durch die Aussagen der Probanden, mit den Stimulationsschwellen, die durch EMG-Ableitung bestimmt wurden, ließ sich zeigen, dass die Aussagen der Probanden gut mit dem EMG übereinstimmen und dass die Streuung der Stimulationsschwellen auf unterschiedlichen konstitutionellen Parametern der Probanden beruhen muss. Die Erregung peripherer Nerven mit elektrischen Strömen wurde in zahlreichen anderen Studien bereits ausführlich untersucht und ein breites Wissen ist in internationalen Veröffentlichungen zugänglich. Das Grundgesetz der Elektrostimulation, das Weiss-Gesetz, beschreibt die Stimulationswirkung eines Strompulses mit den neurophysiologischen Konstanten Rheobase und Chronaxie. Stimulationsexperimente wurden im Magnetresonanztomographen durchgeführt, mit denen sich die Werte von Chronaxie und Rheobase der einzelnen Probanden bestimmen ließen. Die Werte stimmen mit den Werten aus Studien der Elektrostimulation überein. Ein anderes Modell aus der Elektrostimulation, das SENN-Modell, beschreibt die Stimulation von oszillierenden Strömen in Abhängigkeit von deren Frequenz. In Stimulationsexperimenten konnte gezeigt werden, dass sich auch dieses Gesetz zur Beurteilung der Stimulationswirkung oszillierender magnetischer Felder in der MRT eignet. Ergebnisse aus der Elektrostimulation lassen sich also auf die Beschreibung der Stimulation peripherer Nerven durch magnetische Felder in der MRT übertragen. Die Literatur der Elektrostimulation bietet jedoch kein umfassendes Modell an, das die Stimulation einer beliebigen Schaltung von magnetischen Feldern beschreiben kann. Auf den Kenntnissen der Elektrostimulation aufbauend wurde ein umfassendes Modell programmiert, das einer Verallgemeinerung des Weiss-Gesetzes von konstanten zu zeitlich veränderlichen Strömen entspricht und das die Stimulation einer beliebigen Gradientenschaltung vorhersagen soll. Dem Modell liegt zugrunde, dass Ströme, die durch geschaltete Magnetfelder induziert werden, eine Ladung auf der Nervenmembran aufbauen. Überschreitet diese Ladung einen bestimmten Wert, wird die Erregung des Nerven ausgelöst. Das Modell wurde in entsprechenden Algorithmen umgesetzt, die aus der Gradientenschaltung ein Stimulationspotential berechnen. In mehreren Stimulationsexperimenten, in denen verschiedene Parameter der Gradientenschaltungen variiert wurden, wurde das Modell getestet. Die Simulationen des Modells konnten stets die Ergebnisse der Experimente reproduzieren. Da in das Modell die neurophysiologischen Parameter Chronaxie und Rheobase eingehen, konnte das Modell darüber hinaus auch das Stimulationsverhalten individueller Probanden vorhersagen. Eine optimale Ausnutzung der technischen Möglichkeiten zur schnellen MR-Bildgebung bei uneingeschränktem Komfort für den Patienten wird durch den Einsatz dieses sogenannten GSF-Modells möglich. Die Parameter Chronaxie und Rheobase sind auch für das Myokard bekannt. Durch einen Austausch der Parameter für periphere Nerven mit den Parametern des Myokards im GSF-Modell konnten Stimulationsschwellen des Herzens reproduziert werden, wie sie von einer anderen Forschungsgruppe an Hunden experimentell bestimmt wurden. Mit dem GSF-Modell für das Herz ließ sich zeigen, dass selbst mit den zur Zeit leistungsfähigsten Gradientensystemen keine Gefahr der Erregung des Myokards besteht. Aus der Kombination von zwei etablierten diagnostischen Verfahren, der schnellen MR-Bildgebung und der Aufzeichung elektrophysiologischer Signale, und durch die Lösung der in der Kombination auftretenden methodischen Schwierigkeiten, ließen sich in den vorgestellten Studien aktuelle wissenschaftliche Ergebnisse im Bereich der Magnetresonanztomographie erarbeiten, die von klinischer und sicherheitstechnischer Relevanz sind.
Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/05
In dieser Arbeit werden Widerstaende in ballistischen metallischen Leitern untersucht, in denen Streuung an rauen Ober flaechen die dominante Streuung ist. Dies geschieht durch eine numerische Simulation, die sich als extrem rechenintensiv herausstellt. Die betrachteten Widerst�ande sind der Hall- und der Bend- Widerstand, der bei einer Stromablenkung um 90 Grad auftritt, sowie der longitudinale Widerstand. In der Rechnung werden geeignete Geometrien in einem Tight-Binding-Modell diskretisiert. Mit Hilfe des Landauer-Buettiker-Formalismus werden ueber die Transmissionsamplituden die erw�unschten Widerstaende berechnet und ihre Magnetfeldabhaengigkeit untersucht. Ohne Randstreuung liefern die Simulationen die wesentlichen Features des integralen Quanten-Hall-Effekts, wie die Hall-Plateaus im Hall-Widerstand und das Verschwinden des longitudinalen und des Bend-Widerstands. Nach dem Einschalten der Randstreuung treten einige neue Phaenomene auf, darunter ein Quenching des Hall-Widerstands bei kleinen Magnetfeldern, ein positiver Magnetowiderstand im longitudinalen Widerstand und ein positiver Bereich im Bend-Widerstand. Besonders interessant ist, dass die Staerke der Randstreuung keinen Ein uss auf den Bend- und den Hall-Widerstand hat. Diese Phaenomene koennen zum Teil durch klassische Effekte erklaert werden, das Hall-Quenching hat allerdings einen neuen Ursprung. Es zeigt sich, dass die Randstreuung zu einer Kollimation des Elektronenstrahls fuehrt, da die hohen Moden am Rand staerker gestreut werden als die niedrigen. Dies fuehrt zu einer Geschwindigkeitsverteilung, in der die Elektronen in der Mitte schneller als am Rand iesen. Zur Ablenkung eines solchen kollimierten Strahls ist ein groesseres Magnetfeld noetig als zur Ablenkung eines Strahls, der gleichmaessig in der gesamten Zuleitung liesst. Dies ist aehnlich zur Kollimation in Geometrien mit sich langsam onenden Zuleitungen, in denen in den 80-er Jahren bereits Quenching im Hall- Widerstand beobachtet worden war. Die Resultate der Simulation sind in guter Uebereinstimmung zu einem Experiment, bei dem die rauen Ober flaechen ebenfalls als dominierende Streuursache identifiziert wurden. Allerdings ergeben sich deutliche qualitative Abweichungen, wenn als dominante Streuung Bulk-Effekte durch eine Unordnung in der on-Site- Energie untersucht werden.
Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/05
Fri, 26 May 2000 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/277/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/277/1/Dolag_Klaus.pdf Dolag, Klaus ddc:530, ddc:500, Fakultät für Physik