Podcasts about neutronen

Lange Zeit glaubten Forschende nicht daran, dass sich Atomkerne spalten lassen – bis Otto Hahn im Dezember 1938 in Berlin Uran mit Neutronen beschoss und Barium nachweisen konnte. Damit wurde – nicht nur für die Physik – ein neues Zeitalter eingeläutet: Das Atomzeitalter. Wir sprechen in der Folge über die Entdeckung der Kernspaltung und den Wettlauf der Kernforschung während des Zweiten Weltkriegs. Und vor allem über die Anstrengungen der Alliierten, die verhindern wollten, dass schweres Wasser (Deuterium) in die Hände der deutschen Kernphysiker fällt: die norwegische Schwerwasser-Sabotage. Denn in nennenswerten Mengen wurde schweres Wasser nur in einer norwegischen Fabrik hergestellt. // Erwähnte Folgen - GAG465: Wie Aluminium entdeckt wurde – https://gadg.fm/465 - GAG448: Die Phenol-Verschwörung – https://gadg.fm/448 - GAG381: Mau Piailug und die Besiedelung des Pazifiks – https://gadg.fm/381 - GAG259: Operation Mincemeat – Eine Geheimdienstaktion während des Zweiten Weltkriegs – https://gadg.fm/259 // Literatur - Astrid Viciano: Die Formel des Widerstands. Wie Kernphysiker mithalfen, die Atombombe der Nazis zu verhindern, Galiani Berlin, 2024. - Neal Bascomb: The Winter Fortress: The Epic Mission to Sabotage Hitler's Atomic Bomb. Alle Infos zu Fragen und Audiobeiträgen für die 500. Folge gibt's hier: https://www.geschichte.fm/allgemein/jubilaeumsfolge-gag500/ //Aus unserer Werbung Du möchtest mehr über unsere Werbepartner erfahren? Hier findest du alle Infos & Rabatte: https://linktr.ee/GeschichtenausderGeschichte //Wir haben auch ein Buch geschrieben: Wer es erwerben will, es ist überall im Handel, aber auch direkt über den Verlag zu erwerben: https://www.piper.de/buecher/geschichten-aus-der-geschichte-isbn-978-3-492-06363-0 Wer Becher, T-Shirts oder Hoodies erwerben will: Die gibt's unter https://geschichte.shop Wer unsere Folgen lieber ohne Werbung anhören will, kann das über eine kleine Unterstützung auf Steady oder ein Abo des GeschichteFM-Plus Kanals auf Apple Podcasts tun. Wir freuen uns, wenn ihr den Podcast bei Apple Podcasts oder wo auch immer dies möglich ist rezensiert oder bewertet. Wir freuen uns auch immer, wenn ihr euren Freundinnen und Freunden, Kolleginnen und Kollegen oder sogar Nachbarinnen und Nachbarn von uns erzählt! Du möchtest Werbung in diesem Podcast schalten? Dann erfahre hier mehr über die Werbemöglichkeiten bei Seven.One Audio: https://www.seven.one/portfolio/sevenone-audio

Neulich sagte mir ein Freund: »Wenn mir jemand erzählen will, er habe die Fotosynthese durchschaut und verstanden, dann beweist er mir damit nur, dass er von Quarks und Quanten noch nichts gehört hat.« Mit »Quarks« meinte er natürlich nicht verschiedene Milchprodukte und mit »Quanten« nicht die Füße des Professors Planck, sondern die unvorstellbar kleinen Bausteine der Protonen und Neutronen in den Kernen der Atome. Gerade auf diese wohl allerkleinsten Teilchen richtet sich zurzeit nämlich die Aufmerksamkeit derjenigen Forscher, die die letzten Geheimnisse der Fotosynthese ergründen wollen – bislang aber noch keinen Durchbruch erzielen konnten.Doch auch wenn das eines Tages gelingen sollte, wird das der unendlichen Majestät des Wortes aus Psalm 33,9 nicht den geringsten Abbruch tun. Auch dann nicht, wenn wir Menschen nur die Entdecker ehren. Denn noch immer bleibt der riesige Unterschied bestehen zwischen dem Entwickler einer genialen Maschine und dem, der nur dahinterkommt, wie sie funktioniert.Man muss nur die Kosten-Nutzen-Rechnung bei menschlichen Maschinen mit der der Fotosynthese vergleichen, um den unvorstellbar größeren Mehrwert dieser Erfindung zu erkennen. Wenn wir Menschen den Prozess nicht beeinflussen, arbeitet sie mit 100 % Recycling, hinterlässt also keine giftigen oder anderweitig schädlichen Reste. Die Umwandlung von Licht, Wasser und Kohlenstoffdioxid mittels Energiepotenzialen in Sauerstoff und Glukose bedient sich ausschließlich natürlich vorhandener Ressourcen. Dazu kommt, wie viel Krach menschliche Maschinen verursachen, und wie geräuschlos die Fotosynthese-Maschine läuft, die doch zurzeit 8 Milliarden Menschen und alle Tiere und Pflanzen, die kein Blattgrün haben, am Leben erhält.Hermann GrabeDiese und viele weitere Andachten online lesenWeitere Informationen zu »Leben ist mehr« erhalten Sie unter www.lebenistmehr.deAudioaufnahmen: Radio Segenswelle

Diese Kraft macht 99 % der Masse in unserem Universum aus. Doch wie funktioniert Sie und was ist mit dem anderen 1 Prozent? Als das Higgs-Boson 2012 entdeckt wurde, gab es viel Wirbel um dieses schwer fassbare Teilchen. Obwohl es so angepriesen wurde, dass es der gewöhnlichen Materie Masse verleiht, erzeugen Wechselwirkungen mit dem Higgs-Feld nur etwa 1 % der gewöhnlichen Masse. Die anderen 99 % stammen aus Phänomenen im Zusammenhang mit der starken Kernkraft, der fundamentalen Kraft, die kleinere Teilchen, die sogenannten Quarks, zu größeren Teilchen, den Protonen und Neutronen, zusammenbindet, aus denen die Kerne der Atome der gewöhnlichen Materie bestehen. Das Higgs-Feld verleiht den fundamentalen Teilchen - Elektronen, Quarks und anderen Bausteinen, die nicht in kleinere Teile zerlegt werden können - Masse. Wenn Teilchen durch das Higgs Feld durch strömen entsteht eine Art Reibung die, den Teilchen einen Teil der Masse verleiht, um es wirklich sehr sehr simple zu beschreiben. Doch diese Reibung macht nur einen winzigen Teil der Masse des Universums aus. Der Rest stammt von Protonen und Neutronen, den Grundbausteinen von Atomkernen die ihre Masse fast ausschließlich durch die starke Kernkraft erhalten. Diese Teilchen bestehen jeweils aus drei Quarks, die sich mit halsbrecherischer Geschwindigkeit bewegen und durch Gluonen, die Teilchen der starken Kraft, miteinander verbunden sind. Die Energie dieser Wechselwirkung zwischen Quarks und Gluonen ist es, die Protonen und Neutronen ihre Masse verleiht, die wieder rum die Kerne von Atomen ausmachen. "Wenn man drei Quarks zusammenbringt, um ein Proton zu erzeugen, bindet man eine enorme Energiedichte in einem kleinen Bereich des Raums" diese Energie ist laut Einstein auch die Masse des Teilchens. Abonniere jetzt die Entropy, um keine der coolen & interessanten Episoden zu verpassen! Das unterstützt mich natürlich und hilft mir meinen Content zu verbessern und zu erweitern! Hier abonnieren: https://www.youtube.com/channel/UC5dBZm6ztKizdUnN7Puz3QQ?sub_confirmation=1 ♦ MEINE NEUE WEBSITE - WISSENSCHAFT IM ÜBERBLICK: https://www.entropywse.com ♦ MERCH: https://yvolve.shop/collections/vendors?q=Entropy ♦ PATREON: https://www.patreon.com/entropy_wse ♦ TWITTER: https://twitter.com/Entropy_channel ♦ INSTAGRAM: https://www.instagram.com/roma_perezogin/ ♦ INSTAGRAM: https://www.instagram.com/entropy_channel/ ♦ DISCORD-SERVER: https://discord.gg/xGtUAaAw98 ♦ GOODNIGHT STORIES: https://open.spotify.com/show/5Mz5jx2lm7DXN3FizSigoJ

In dieser Folge wird das Atom, der kleinste Baustein des Universums, erforscht. Atome sind überall und machen alles aus, was wir als Materie bezeichnen. Die Elektronen in der Umlaufbahn eines Atoms kollidieren mit Photonen, wodurch wir sie als Materie wahrnehmen können. Die Struktur eines Atoms ist komplex und enthält ein empfindliches Gleichgewicht, das auf die Existenz eines Schöpfers hinweist. Der Kern eines Atoms besteht aus Protonen und Neutronen, die fast die gesamte Masse des Atoms ausmachen. Die Elektronen kreisen mit einer unglaublichen Geschwindigkeit von 1.000 Kilometern pro Sekunde um den Kern. Vier Kräfte halten das Atom zusammen: die starke Kernkraft, die schwache Kernkraft, die elektromagnetische Kraft und die Gravitationskraft. Die Stärke dieser Kräfte ist fein ausbalanciert, und jede geringfügige Abweichung würde das Atom instabil werden lassen. Das Kohlenstoffatom ist der Baustein allen Lebens, da alle Lebewesen aus Kohlenstoffverbindungen aufgebaut sind. Die im Atomkern gespeicherte Kraft ist immens, und die Kernenergie wurde für verschiedene Zwecke nutzbar gemacht. Die makellose Harmonie, Ordnung und das Gleichgewicht im Atom beweisen, dass alles Leben das Produkt einer bewussten und makellosen Schöpfung ist. Der Schöpfer des Universums ist der allmächtige Gott, der Herr der Welten.

Wo kommt die ganze Materie her? Aus dem Quark-Gluon-Plasma, dass in den erste Sekundenbruchteilen nach dem Urknall das Universum gefüllt hat. Was da genau passiert ist, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten

Neutronensterne sind extreme Objekte. Und wenn so ein toter Stern zu Beben beginnt, ist mit gewaltigen Explosionen zu rechnen, die uns vielleicht sagen können, wie die Materie im Innersten aufgebaut ist. Mehr erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Impfungen sind nie harmlos. Auch die Covid-Impfung nicht. Rund 260 Menschen in der Schweiz haben wegen schwerer gesundheitlicher Folgen ein Gesuch auf Entschädigung gestellt. Wie weit die Gesuche vom BAG geprüft sind und wie viel mit einer Anerkennung rechnen können, ist noch immer unklar. Die Impfgeschädigten leiden unter der Ungewissheit. Meldungen (10:04) Künstliche Embryonen: Wissenschaftler:innen züchten aus Stammzellen embryoähnliche Strukturen. (13:32) Phagentherapie in Genf: Bakterienfressende Viren heilen chronisch lungenkranken Patienten. (15:09) Was stimmt? Die künstliche Intelligenz GPT-3 fälscht Tweets täuschend echt.  (17:36) Neutronenfang am Südpol: das Ice-Cube-Observatorium entdeckt Neutronen aus der Milchstrasse.  (19:44) Euclid bringt Licht ins Dunkel des Universums Das Weltraum-Teleskop der ESA startet mit der Mission, die unsichtbaren Massen und Mächte im All zu erforschen: Die Dunkle Materie und die Dunkle Energie. Die Physikerin Ruth Durrer und der Kosmologe Martin Kunz von der Universität Genf erzählen, was sie darüber wissen möchten.

Was bislang über die fundamentalen Bausteine der Materie bekannt ist und welche neuen Entdeckungen kürzlich an Teilchenbeschleunigern gelangen, berichtet Stephan Paul von der Technischen Universität München in dieser Folge.

Elementarteilchen haben Farben, die gar keine Farben sind und vielleicht die Lösung für das Rätsel der dunklen Materie liefern. Es geht um das Axion und was es damit auch sich hat, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Diese Kraft macht 99 % der Masse in unserem Universum aus. Doch wie funktioniert Sie und was ist mit dem anderen 1 Prozent? Als das Higgs-Boson 2012 entdeckt wurde, gab es viel Wirbel um dieses schwer fassbare Teilchen. Obwohl es so angepriesen wurde, dass es der gewöhnlichen Materie Masse verleiht, erzeugen Wechselwirkungen mit dem Higgs-Feld nur etwa 1 % der gewöhnlichen Masse. Die anderen 99 % stammen aus Phänomenen im Zusammenhang mit der starken Kernkraft, der fundamentalen Kraft, die kleinere Teilchen, die sogenannten Quarks, zu größeren Teilchen, den Protonen und Neutronen, zusammenbindet, aus denen die Kerne der Atome der gewöhnlichen Materie bestehen. Das Higgs-Feld verleiht den fundamentalen Teilchen - Elektronen, Quarks und anderen Bausteinen, die nicht in kleinere Teile zerlegt werden können - Masse. Wenn Teilchen durch das Higgs Feld durch ströhmen entsteht eine Art Reibung die, den Teilchen einen Teil der Masse verleiht, um es wirklich sehr sehr simple zu beschreiben. Doch diese Reibung macht nur einen winzigen Teil der Masse des Universums aus. Der Rest stammt von Protonen und Neutronen, den Grundbausteinen von Atomkernen die ihre Masse fast ausschließlich durch die starke Kernkraft erhalten. Diese Teilchen bestehen jeweils aus drei Quarks, die sich mit halsbrecherischer Geschwindigkeit bewegen und durch Gluonen, die Teilchen der starken Kraft, miteinander verbunden sind. Die Energie dieser Wechselwirkung zwischen Quarks und Gluonen ist es, die Protonen und Neutronen ihre Masse verleiht, die wieder rum die Kerne von Atomen ausmachen. "Wenn man drei Quarks zusammenbringt, um ein Proton zu erzeugen, bindet man eine enorme Energiedichte in einem kleinen Bereich des Raums" diese Energie ist laut Einstein auch die Masse des Teilchens. Abonniere jetzt die Entropy, um keine der coolen & interessanten Episoden zu verpassen! Das unterstützt mich natürlich und hilft mir meinen Content zu verbessern und zu erweitern! Hier abonnieren: https://www.youtube.com/channel/UC5dBZm6ztKizdUnN7Puz3QQ?sub_confirmation=1 ♦ PATREON: https://www.patreon.com/entropy_wse ♦ TWITTER: https://twitter.com/Entropy_channel ♦ INSTAGRAM: https://www.instagram.com/roma_perezogin/ ♦ INSTAGRAM: https://www.instagram.com/entropy_channel/

Wir alle haben doch in der Schule gelernt, dass alles um uns herum und auch wir selbst aus Atomen besteht, oder? Aus unendlich vielen, unendlich kleinen Teilchen. Sind Atome somit die Grundbausteine, mit denen sich alles, was wir kennen, sehen und wahrnehmen nachbauen lässt oder gibt es noch etwas elementareres? Denn auch Atome bestehen aus verschiedenen Bestandteilen - wie z.B. den Elektronen und Neutronen. Doch kann man vielleicht auch diese noch weiter aufspalten? Was sind die Grundbausteine unseres Universums? All das erfahrt ihr in der heutigen Folge ALLwissen.

Uraltes Helium, das im Zuge des Urknalls geschmiedet wurde, entweicht aus dem Erdkern, Das berichten Wissenschaftler in einer neuen Studie. Aber keine Sorge, es gibt keinen Grund zur Beunruhigung. Die Erde bläht sich nicht auf wie ein trauriger Luftballon. Es bedeutet jedoch, dass sich die Erde in einem solaren Nebel gebildet hat - der Molekülwolke, aus der die Sonne hervorging - ein Detail über die Entstehung unseres Planeten, das lange Zeit ungeklärt war. Es deutet auch darauf hin, dass andere ursprüngliche Gase aus dem Erdkern in den Erdmantel entweichen könnten, was wiederum Informationen über die Zusammensetzung des solaren Nebels liefern könnte. Helium kommt auf der Erde in zwei stabilen Isotopen vor. Das bei weitem häufigste ist Helium-4 mit einem Kern, der zwei Protonen und zwei Neutronen enthält. Helium-4 macht rund 99,99986 Prozent des gesamten Heliums auf unserem Planeten aus. Quelle: https://news.agu.org/press-release/ancient-helium-leaking-from-core-offers-clues-of-earths-formation Abonniere jetzt die Entropy, um keine der coolen & interessanten Episoden zu verpassen! Das unterstützt mich natürlich und hilft mir meinen Content zu verbessern und zu erweitern! Hier abonnieren: https://www.youtube.com/channel/UC5dBZm6ztKizdUnN7Puz3QQ?sub_confirmation=1 ♦ PATREON: https://www.patreon.com/entropy_wse ♦ TWITTER: https://twitter.com/Entropy_channel ♦ INSTAGRAM: https://www.instagram.com/roma_perezogin/ ♦ INSTAGRAM: https://www.instagram.com/entropy_channel/

Gemeinsam mit Richard Buschbeck aus dem Research Team von 10xDNA spreche ich mit Franklin Servan-Schreiber, Gründer von Transmutex. Transmutex entwickelt eine neue Art von Kernenergie, die nicht die Gefahr eines unkontrollierbaren Reaktorunfalls hat, weniger problematischen Atommüll produziert und sogar bestehenden Atommüll recyclen und weniger schädlich machen kann, indem durch die sogenannte „Transmutation“ Atomkerne mit Neutronen beschossen werden und dadurch in andere Elemente umgewandelt werden. https://www.transmutex.com/

Shownotes: Episode 00042 bringt natürlich die Antwort auf das Leben, das Universum und dem ganzen Rest… oder zumindest Teile davon. Alles weitere dann in den nächsten 99957 Episoden! ;) Denn um all das irgendwann beantwortet zu haben, gibt es ja diesen Podcast! :P Erstmal gibt's natürlich NEEEEWS! Wie immer zu E-Mobilität, der Arbeitswelt, der Chipkrise, Infrastruktur, Gaming, Weltraum-News usw.! Spannendes Zeug! :) Dann haben wir dieses mal zwei schöne, hardcore-wissenschaftliche Themen mitgebracht! Im ersten Thema erklärt Chris uns Isotopenanalyse! Was ist das? Was kann man damit rausfinden? Und wie genau kann man damit werden? … und was sind nochmal Isotopen? :P Hört rein und findet es raus! :) Im zweiten Thema erklärt Pati uns was eigentlich Opto-Elektronik ist! Ganz schön abgefahren wenn man so schnell schaltet, dass das Licht in der Zeit nur noch 1/3 Millimeter weit kommt! :O Und nebenbei gibt es auch noch die Antwort auf die Frage wie schnell man rein physikalisch eigentlich CPUs takten könnte! ;) Im Dummgeschnack quatschen wir dann noch über ein paar coole Indie-Games und das in diesem Jahr noch erscheinende Harry Potter Spiel! :) Wie immer freut uns jede Nachricht und jeder Gruß den wir auf jedem Weg erhalten! :) Schreibt uns gerne Grüße, Wünsche, Ideen, Vorschläge oder auch Kritik! Einfach auf Insta oder Facebook, ne Mail unter jasiapodcast@gmail.com oder kommt uns mal auf unserem Discord unter discord.ja-sia.de besuchen! Bis zum nächsten Mal! :) Unsere Links: Unser Discord-Server: http://discord.ja-sia.de Instagram: https://www.instagram.com/jasiapodcast/?hl=de Facebook: https://www.facebook.com/jasiapodcast/ Mail: jasiapodcast@gmail.com Kapitel: 00:00:00 Intro 00:02:22 Vorgeplänkel und News 01:01:29 Themenvorstellung 01:02:21 Thema 1: Sag mir die Anzahl deiner Neutronen und ich sag dir wo du warst // Isotopen Analyse 01:33:19 Thema 2: Wie schnell kann ein Chip schwingen? // Optoelektronik 02:08:08 Dummschnack 02:39:03 Zusammenfassung Links zur Sendung: Diesmal nix besonderes! :P Folge direkt herunterladen

Physikalische Revolution: Wurde jetzt das Tetra-Neutron entdeckt? Seit mehr als 50 Jahren suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach einem Teilchen, das nur aus vier Neutronen besteht. Physikalisch gesehen allerdings ein “unmögliches” Teilchen! Doch jetzt möglicherweise der Durchbruch: Fachleute aus der Technischen Universität München wollen dieses unmögliche “Tetra-Neutron” in einem Experiment nachgewiesen haben.

Dunkle Materie ist eine der mysteriösesten und doch allgegenwärtigsten Substanzen im Universum. Während Dinge wie Menschen, die Erde, die Sonne und alles, was Licht im Weltraum emittiert oder absorbiert, aus normaler Materie bestehen - einschließlich Teilchen wie Protonen, Neutronen und Elektronen -, macht dies nur ein Sechstel der gesamten Masse im Universum aus. Die restlichen fünf Sechstel, und die überwiegende Mehrheit, sind dunkle Materie. In dieser Folge zeige ich fünf Dinge auf, über die dunkle Materie die wir wissen und fünf, die uns unbekannt sind.

In jeder Sekunde durchdringen uns Milliarden von winzigen Neutronen. Deren Masse zu bestimmen wird seit Jahrzehnten r. Genau das will Kathrin Valerius und ihr Team mit dem sogenannten „KarlsruheTritium Neutrino Experiment“, kurz „Katrin“, herausfinden. Denn die Neutrino-Masse könnte Aufschluss geben über die Struktur unseres Kosmos. Ilyas Buss im Gespräch mit Kathrin Valerius.

Dunkle Materie ist eine der mysteriösesten und doch allgegenwärtigsten Substanzen im Universum. Während Dinge wie Menschen, die Erde, die Sonne und alles, was Licht im Weltraum emittiert oder absorbiert, aus normaler Materie bestehen - einschließlich Teilchen wie Protonen, Neutronen und Elektronen -, macht dies nur ein Sechstel der gesamten Masse im Universum aus. Die restlichen fünf Sechstel, und die überwiegende Mehrheit, sind dunkle Materie. In diesem Video zeige ich fünf Dinge auf, über die dunkle Materie die wir wissen und fünf, die uns unbekannt sind.

Ich habe im Radio gehört, dass die Antike älter sei als angenommen. Denn es gibt ein neues Messverfahren, die C14-Methode. Kennst du die? Neu ist daran nichts. Die C14-Methode, auch Radiokarbonmethode genannt, ist ziemlich alt. Dafür gab es sogar schon mal einen Nobelpreis: 1960 für Willard Frank Libby. Man kann damit das Alter von Dingen bestimmen, die Kohlenstoff enthalten, also von organischen Funden wie Holz, Knochen, Resten von Pflanzen oder Nahrung, zum Beispiel in Tonscherben. Denn zu Lebzeiten dieser Organismen wurde Kohlenstoff eingelagert. Davon gibt es mehrere Isotope, die eine unterschiedliche Zahl von Neutronen besitzen und deshalb unterschiedlich schwer sind. Der normale Kohlenstoff ist C12. Der hat zwölf Teilchen im Kern. Und C14 hat eben zwei mehr, ist instabil und zerfällt radioaktiv, wenn auch sehr langsam. Das ist das Schöne, denn damit kann man diese Datierungen machen. Okay, und was ist jetzt das Neue? Bei antiken Funden aus dem Mittelmeerraum hatte man diese Methode bisher kaum genutzt. Als man es tat - siehe da, da fing die Antike schon mindestens hundert Jahre früher an. Allerdings ist auch die Radiokarbonmethode nicht ohne Tücke. Denn das C14 hat sich in der oberen Atmosphäre nicht konstant gebildet. Wenn das Erdmagnetfeld sich mal geändert hat oder ein großer Sonnensturm war, dann entstand auch mal mehr C14 als normalerweise. Man braucht also außerdem noch ein Eichsystem. Und als Eichsystem dienen unter anderem alte Holzreste und deren Jahresringe. Was bringt es, dass man die Antike hundert Jahre vordatieren kann? Man kann viele Sachen, die man vielleicht vorher in den falschen Zusammenhang gestellt hat, anders einordnen. Bei der Himmelsscheibe von Nebra wäre das interessant gewesen, aber sie enthielt leider keinerlei geeignete Reste. Und sie wurde von Grabräubern entdeckt. Das ist immer blöd für die Archäologen, weil der Fundzusammenhang zerstört ist. Das Objekt taucht auf wie Kasper aus der Kiste. Bis ins 19. Jahrhundert war Archäologie nur mit sehr viel gutem Willen von Grabräuberei und Schatzsuche zu unterscheiden. Wolltest du mal Archäologe werden? Witzigerweise ja. In der 10. Klasse. Dann hat mein Vater mich zu einem Archäologen mitgeschleppt, und da kam ich auf den Trichter, dass man als Archäologe in der DDR wohl die meiste Zeit in irgendeinem Museum zubringt. Das fand ich dann doch nicht so toll. Aber jetzt könntest du im Alter ja noch umschulen. Das wär wohl etwas viel. Man sollte nicht unterschätzen, dass das Lernen mit dem Alter auch immer schwieriger wird. Oder wolltest du jetzt mal Physik machen?

In der heutigen Folge geht es um die stärkste aller fundamentalen Kräfte, die starke Kernkraft. Sie hält die Quarks zusammen, aus denen die Kernbausteine wie Protonen und Neutronen bestehen. Die Quantenchromodynamik beschreibt alle Effekte der starken Kernkraft und gibt den Quarks sogar eine Farbe. Wie immer überall, wo es Podcasts gibt. Viel Vergnügen! #QCD #Quarks #Gluonen #Kernkraft #Farbladung

Heute reden wir über die Baryogenese und die Zeit bis zur ersten Sekunde nach dem Urknall. Wie haben sich die ersten Protonen und Neutronen gebildet und wie haben sich während der Baryogenese schließlich Materie und Antimaterie ausgelöscht? Und warum besteht dann momentan alles aus Materie und nicht aus Antimaterie? Wie immer überall, wo es Podcasts gibt. Viel Vergnügen! #Baryogenese #Urknall #Kosmologie #Nukleosynthese

Ein Magnetar ist keine Comicfigur. Sondern eine ganz besonders seltsame Art von Himmelskörper. Ein toter Stern mit einem extrem starken Magnetfeld der sehr extreme Sachen macht. Was da genau abgeht erfahrt ihr in der neuen Folge des Sternengeschichten-Podcast.

Im Trakt F2, viertes Untergeschoss beim CERN, in Meyrin im Kanton Genf, entsteht aus dem Nichts ein kleines schwarzes Loch von der Grösse einer Murmel. Bizarr! Plötzlich fangen die Strings Swing zu tanzen, Elektronen und Protonen werden unschlüssig (Neutronen waren es schon). Zeit und Raum verlieren die Orientierung. Aber hören Sie rein.

Zum Tageslicht 13.09.2019: https://wp.me/pawoZn-3KO Dada Madhuvidyananda spricht über die erhabenste und wertvollste Qualität der Menschheit. Und wie wir sie erhalten können. Dazu singt Dada auch ein Lied... „Alle Moleküle, Atome, Elektronen, Protonen, Positronen und Neutronen sind wahrlich die Ausdrucksformen desselben Höchsten Bewusstseins. Von denjenigen, die sich an diese Realität erinnern, die diese Erkenntnis immer lebendig in ihren Herzen halten, wird gesagt, dass sie die Vollkommenheit des Lebens erreicht haben. Sie sind die wahren Bhaktas [Liebende des Göttlichen]. Wenn diese hingebungsvolle Ausrichtung nicht auf eine bloße Praxis beschränkt bleibt, sondern zu einem hingebungsvollen Lebensgefühl, einer hingebungsvollen Mission, zum Bereich der hingebungsvollen Lebenseinstellung erhoben wird - wenn der zugrunde liegende Geist des Humanismus auf alles in diesem Universum ausgedehnt wird, belebt und unbelebt - habe ich dies als "Neohumanismus" bezeichnet. Dieser Neohumanismus wird den Humanismus zum Universalismus erheben, der Lebensweise der Liebe zu allen Geschöpfen dieses Universums.“ Shri P. R. Sarkar

Elke week vertelt Hens Zimmerman je een nachtelijk ruimteverhaal in de uitzending van Focus. Dit keer over subatomaire deeltjes en zware neutronensterren: Wat zijn dat eigenlijk voor een sterren?

Die dritte Folge unserer Spezialreihe über die vier fundamentalen Kräfte der Natur widmen wir der starken Wechselwirkung. Wie diese Grundkraft nicht nur Protonen und Neutronen in Atomkernen zusammenhält, sondern auch die Protonen und Neutronen selbst, erklärt Peter Schleper von der Universität Hamburg in dieser Folge.

Kernfusie is de energiebron van de toekomst: een schone, oneindige zon in een doosje. Tenminste, zo klinkt het in de propaganda van ITER, de internationale experimentele kernfusiereactor in aanbouw op het Zuid-Franse platteland. Is het echt zo veelbelovend? En gaat het ook lukken? Dorine Schenk, die voor NRC over natuurkunde schrijft, loodst de Onbehaarde Apen stapsgewijs door het proces.Presentatie: Lucas Brouwers en Hendrik SpieringProductie: Mirjam van Zuidam en Misha Melita@lucasbrouwers // @hendrikspiering // @dorineschenkBenieuwd naar beelden van Iter? Check de website van het internationale experiment: https://www.iter.org/Zelf een Tokamak besturen? Kijk hoe ver je komt in dit kernfusiespel: https://www.euro-fusion.org/news/detail/detail/News/how-to-operate-a-tokamak/

Wie Physiker die vermutlich dichtesten Objekte im Universum erforschen, erklärt Andreas Bauswein von der Gesellschaft für Schwerionenforschung in dieser Folge.

Schwerpunkt: Hannah Petersen von der Universität Frankfurt über einen exotischen Materiezustand, der nur unter extremen Bedingungen auftritt – so wie sie etwa Bruchteile von Sekunden nach dem Urknall herrschten || Nachrichten: Neuer Baustein für neuronale Computer | Rasche Umpolung des Erdmagnetfelds unwahrscheinlich | Perfekt verpackte Tropfen

Schwerpunkt: Karlheinz Langanke von der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt erklärt, wie und wo die verschiedenen chemischen Elemente des Periodensystems entstanden || Nachrichten: Doppeltes Schwarzes Loch beobachtet | Nebel in Champagnerflaschen erklärt | Wie flüssige Metalltropfen erstarren

Schwerpunkt: Norbert Pietralla von der Technischen Universität Darmstadt über Atomkerne, die spontan ihre Form ändern || Nachrichten: Lawine verursacht Staubausbruch auf Kometen | Dunkle Materie im frühen Universum | Siliziumsolarzelle mit Rekordwirkungsgrad

In der heutigen Folge beschäftigen wir uns mit dem Beginn der modernen Gentechnik (PCR), Massenspektrometrie mit Neutronen, einem neuen Ansatz zur Behandlung von Alzheimer und dem Nobelpreisträger Paul Ehrlich.

Wir stellen in ein paar Worten uns und unser Konzept vor bevor wir mit den ersten 4 Themen zum Thema "A" beginnen. Mit /*/Alphabet Inc./*/ greift Max ein tagesaktuelles Thema auf. Die massive Umstrukturierung von Google dürften die meisten mitbekommen haben. Was das aber genau bedeutet und wie es die Zukunft des Milliardenkonzerns beeinflusst wissen (wussten) die wenigsten. Der /*/Axolotl/*/ ist ein seltsames Tier, das es irgendwie nicht fertig bringt erwachsen zu werden (fast wie Männer). Adrian erklärt die Besonderheiten des mexikanischen Schwanzlurches und warum unsere Gesichter so klein sind. /*/Atomkraft/*/ ist wieder ein Thema das jeder kennt. Aber was passiert wenn zu viele (oder zu wenige) Neutronen freigesetzt werden und welche Funktion hat dabei das Kühlwasser? Max sagt es uns. Adrian ist Biologe (siehe Axolotl) aber kann auch Chemie (naja). Deswegen knöpft er sich im letzten Thema des Tages die Stoffklasse der /*/Anabolika/*/ vor. Warum führen sie zu stärkerem Muskelwachstum und vor allem: Warum sind sie so gefährlich?

Schwerpunkt: Christoph Düllmann von der Universität Mainz erklärt, wie er und seine Kollegen die Eigenschaften von künstlich erzeugten chemischen Elementen untersuchen, die in der Natur nicht vorkommen || Nachrichten: Akustische Linse aus Coladosen | Supermikroskop filmt Prozesse in lebenden Zellen | Wie Plasma Positronen beschleunigt

Schwerpunkt: Alfons Khoukaz von der Universität Münster über die Entdeckung von Teilchen, die sich anders als bekannte Materie aus mehr als drei Quarks zusammensetzen || Nachrichten: Heiße Jupiter besitzen wasserarme Atmosphären | Wann ein Tropfen spritzt | Fledermäuse nutzen polarisiertes Licht zur Orientierung || Veranstaltungen: MS Wissenschaft

Schwerpunkt: Werner Heil von der Universität Mainz über Messungen der Neutronenlebensdauer, die sich bisher nicht in Einklang bringen lassen || Nachrichten: Astronomen entdecken enges Trio aus Schwarzen Löchern | Zerfall des Higgs in Fermionen gemessen | Neuartiger Leiter für Magnetfelder || Veranstaltungen: Kiel | Würzburg | München

Schwerpunkt: Burkhard Schillinger von der TU München beschreibt, wie er und seine Kollegen archäologische und paläontologische Fundstücke mit Neutronen durchleuchten – und dabei teils erstaunliche Entdeckungen machen || Nachrichten: Woraus die Materiestrahlen von Schwarzen Löchern bestehen| Schaumblasen in der Schwebe | Ein Atom als haltbarer Datenspeicher || Veranstaltungen: Bochum | Braunschweig | Aachen

Schwerpunkt: Burkhard Schillinger von der TU München beschreibt, wie er und seine Kollegen archäologische und paläontologische Fundstücke mit Neutronen durchleuchten – und dabei teils erstaunliche Entdeckungen machen || Nachrichten: Woraus die Materiestrahlen von Schwarzen Löchern bestehen| Schaumblasen in der Schwebe | Ein Atom als haltbarer Datenspeicher || Veranstaltungen: Bochum | Braunschweig | Aachen

Der Compact Linear Collider (CLIC) ist ein Konzept eines 48.3km langen e+ e- Beschleunigers mit einer Schwerpunktsenergie von 3TeV. Sein Ziel ist sowohl die Präzisionsvermessung bereits bekannter, als auch die Entdeckung bislang unbekannter Teilchen. Der International Large Detector (ILD) ist eines der Detektorkonzepte, die speziell für die Anwendung des Particle Flow Algorithmus entworfen wurde. Der Inhalt dieser Arbeit gliedert sich in zwei Teilbereiche, die beide im Kontext von CLIC stehen. Im ersten Teil dieser Arbeit wird die Messung der Zeitstruktur hadronischer Schauer in Kalorimetern mit Wolframabsorber, wie es auch im ILD Konzept für CLIC benutzt wird, präsentiert. Das beinhaltet die Entwicklung und Konstruktion eines kleinen Testbeam-Experimentes namens Tungsten Timing Testbeam (T3B), welches aus lediglich 15 Szintillator Kacheln der Dimension 30mm x 30mm x 5mm besteht. Diese werden mit Silicon Photomultipliern ausgelesen, welche wiederum mit USB Oszilloskopen verbunden sind. T3B wurde während der Testreihen am CERN in den Jahren 2010 und 2011 hinter dem Prototypen des analogen hadronischen Kalorimeters (W-AHCal) der CALICE Kollaboration platziert. Die gewonnenen Daten wurden mit Simulationsergebnissen verglichen, die mit den drei verschiedenen Modellen hadronischer Schauer der Geant4 Simulation gewonnen wurden: QGSP_BERT, QGSP_BERT_HP und QBBC. Die Ergebnisse der 60GeV Datennahme sind zumeist mit QBBC und QGSP_BERT_HP konsistent. Hingegen überschätzt QGSP_BERT wegen der fehlenden Präzisionsverfolgung von Neutronen die Häufigkeit später Energiedepositionen. Im zweiten Teil wird einer der sechs Benchmark-Prozesse gezeigt, die im Rahmen des CLIC Conceptual Design Report die Detektor Leistungsfähigkeit am CLIC Beschleuniger gezeigt haben. Der vorgestellte Benchmark Prozess behandelt die Messung der Masse und des Wirkungsquerschnitts der Paarerzeugung von supersymmetrischen rechtshändigen skalaren Quarks (squarks). Im zugrundeliegenden SUSY Modell zerfallen diese fast ausschließlich in das leichteste Neutralino (fehlende Energie) und das zugehörige Standardmodell Quark (Jet). In der Analyse wird der Beam-generierte pile-up Untergrund von gamma gamma -> Hadronen durch die Anwendung der Hadronen Variante des kt-Algorithmus der FastJet-Bibliothek unterdrückt. Standardmodell Prozesse, die der Ereignisstopologie entsprechen, werden durch die Anwendung von Boosted Decision Trees, implementiert im Toolkit for Multivariate Analysis (TMVA), zurückgewiesen. Die Squark-Masse wird durch die Konstruktion der MC-Verteilung und dem folgenden Fit an die mit verschiedenen Squark-Massen generierten Templates extrahiert. Die Ergebnisse sind konsistent mit ihren Eingangswerten und zeigen, dass Massenmessungen von schweren, stark wechselwirkenden Teilchen bei CLIC mit Genauigkeiten von unter 1% möglich sind.

Der Compact Linear Collider (CLIC) ist ein zukünftiger e+e- Beschleuniger mit einer Kollisionsenergie von bis zu 3 TeV und einer Kollisionsrate der Teilchenbündel von 2 GHz. Damit stellt CLIC besondere Anforderungen an ein Gesamtdetektorsystem. Die Akkumulation von Hintergrundereignissen - wie zum Beispiel aus Beamstrahlung resultierende gamma gamma -> Hadronen Interaktionen - soll durch eine zeitaufgelöste Teilchendetektion in allen Subdetektorsystemen minimiert werden. In der Ereignisrekonstruktion wird die präzise Zuordnung von Ereignissen zu einer kleinen Anzahl aufeinanderfolgender Teilchenbündelkollisionen insbesondere durch die Kalorimeter unterstützt indem man Energiedepositionen einen genauen Zeitstempel zuweist. Andererseits ist die Zeitentwicklung von hadronischen Schauern nicht instantan. Die Anforderungen an die Energieauflösung der Kalorimeter machen eine Integration über einen ausgedehnten Zeitraum unabdingbar. Wolfram ist eines der dichtesten Materialien und soll als Absorber verwendet werden um Teilchenschauer auf engstem Raum und innerhalb der Kalorimeter zu stoppen. Gegenwärtig ist die zeitaufgelöste Propagation hadronischer Schauer in Wolfram experimentell jedoch noch nicht hinreichend erforscht. Das T3B Experiment (Tungsten Timing Test Beam) wurde im Rahmen dieser Arbeit entworfen und konstruiert. Es besteht aus einer Kette von 15 Szintillatorkacheln, deren Lichtsignal durch Photosensoren (SiPMs) detektiert und durch Oszilloskope mit einer Abtastrate von 1.25 GHz digitalisiert wird. Das Experiment wurde dafür entwickelt die Zeitstruktur hadronischer Schauer zu vermessen und herauszufinden wie stark verspätete Energiedepositionen innerhalb eines Schauers beitragen. Der T3B Kachelstreifen wurde hinter zwei Prototypen für Hadronenkalorimeter der CALICE Kollaboration montiert, die mit einer Stahl- bzw. Wolframabsorberstruktur ausgestattet waren. Das T3B Experiment hat während der CALICE Teststrahlphase 2010/2011 am PS und SPS des CERN Hadronenschauer in einem Energiebereich von 2-300 GeV zeitlich vermessen. Eine für den Teststrahlbetrieb optimierte Software zur Datennahme wurde neu konzipiert. Die Entwicklung eines neuartigen Softwarealgorithmus zur zeitlichen Dekomposition von SiPM-Signalen erlaubte es, den Detektionszeitpunkt einzelner Photonen und somit Schauer mit einer zeitlichen Präzision von 1 ns zu studieren. Das T3B Experiment konnte eine erhöhte späte Schaueraktivität in Wolfram relativ zu Stahl nachweisen. Hierzu wurde eine detaillierte Untersuchung der Zeitverteilung der Energiedepositionen bemüht. Außerdem wurde beobachtet, dass der relative Einfluss von späten Energiedepositionen radial mit der Distanz zur Schauerachse zunimmt. Diese Zunahme ist in Wolfram wesentlich stärker ausgeprägt als in Stahl. Es konnte nachgewiesen werden, dass das für Simulationen am LHC und für den Großteil der Physikstudien für CLIC standardmäßig verwendete hadronische Schauermodell QGSP_BERT späte Energiedepositionen systematisch überschätzt. Neu entwickelte Modelle mit speziellem Augenmerk auf niederenergetischen Neutronen reproduzieren die Daten besser. Im Bezug auf die Energie einfallender Teilchen in einem Bereich von 60-180 GeV konnten keine signifikanten Unterschiede im Rahmen der Messunsicherheiten nachgewiesen werden.

Willkommen zu einer weiteren Folge von Chemie in 2 Minuten, mein Name ist Ricardo Grieshaber. In der heutigen Folge geht es um eines der Modelle, um den Aufbau von Atomkernen zu erklären: das Schalenmodell. Es ist eine Erweiterung des Bohrschen Atommodells und eine Vereinfachung des Orbitalmodells. Das Schalenmodel dient der bildlichen Vorstellung des Atoms. Man vermutet, dass sich im Kern von Atomen Protonen und Neutronen befinden. In der Kurzschreibweise beziehungsweise in Skizzen werden Protonen abkürzend als P plus bezeichnet, da sie eine positive Ladung tragen. Neutronen tragen keine Ladung und werden daher lediglich als kleines N geschrieben. Um den Kern herum ordnen sich die Elektronenschalen an. Das kann man sich in etwa so vorstellen, wie mehrere ineinander stehende Schüsseln. Auf den Rändern der Schüsseln kreisen die Elektronen. Sie werden im Schalenmodell entweder als Punkte, umkreiste Minuszeichen oder auch als Zahl zusammengefasst für die jeweilige Schale als E minus geschrieben. Die Elektronenschalen haben sogar Namen: Von innen nach außen tragen sie die Großbuchstaben K, L, M, N, O, P, Q. Nicht in jede Elektronenschale passen gleich viele Elektronen rein: In die K-Schale passen nur zwei Elektronen, in die L Schale dagegen acht Elektronen. Die Maximale Elektronenzahl in einer Schale wird nach der Formel zwei n zum Quadrat gebildet, wobei n der Nummer der Schale entspricht, wenn man im inneren anfängt zu zählen. Zu dieser Regel kommt noch eine weitere dazu: In die äußerste Schale passen immer höchstens acht Elektronen, ganz egal, um welche Schale es sich handelt. Einzige Ausnahme bildet hier die innerste, also die K-Schale, denn in diese passen höchstens zwei Elektronen. Ergänzend zu dieser Folge könnt ihr euch auf unserer Webseite www.in2minuten.com im Glossar noch den Artikel “Edelgaskonfiguration” durchlesen und in unserem interakiven Periodensystem die Schalenmodelle verschiedener Atome nachschauen.

Schwerpunkt: Sebastian Schmidt und Dieter Richter vom Forschungszentrum Jülich über die Forschung mit Neutronen und die Europäische Spallationsquelle ESS || Nachrichten: Selbstheilende Solarzellen | Rasante Umpolung des Erdmagnetfelds | Getrennte Asteroidenpaare || Veranstaltungen: Darmstadt | Daun in der Eifel | Hamburg

Der Erfolg chirurgischer Eingriffe wird nicht selten durch überschießende Wundheilung zunichte gemacht, so daß ein erneuter Eingriff notwendig wird. Am Wundort lokal eingesetzte Radionuklide mit kurzreichweitiger Strahlung können solche gutartigen Wucherungen verhindern. Das Radionuklid P-32 eignet sich als reiner Elektronenemitter mit einer Halbwertszeit von 14,3 Tagen und einer mittleren Energie von 694,9 keV (Emax=1710,48 keV) für diese Aufgabe und kann durch den Einfang thermischer Neutronen (1 · 10^14 /s/cm^2) im Kernreaktor aus dem stabilen P-31 hergestellt werden. Nach einer typischen Bestrahlungszeit (14 Tage) beträgt der P-32–Anteil 1,4 · 10^-5. Implantate aus Polymer bzw. bioresorbierbarem Material als Träger des radioaktiven Strahlers ermöglichen gegenüber metallischen Implantaten neue Anwendungen für diese Art der Strahlentherapie. In dieser Arbeit wurde eine Herstellungsmethode für bisher nicht verfügbare organische radioaktive Implantate entwickelt und ein dazugehöriges Dosimetriesystem aufgebaut. Mittels Ionenimplantation können P-32–Ionen mit bis zu 180 keV einige 100 nm tief in organische Implantatmaterialien eingeschossen werden. Für eine typische Dosis (15 Gy in 7 Tagen in 1 mm Abstand zum Implantat) wird eine Aktivität von 75 kBq benötigt, dies entspricht 1,3 · 10^11 P-32–Ionen. Die dafür optimierte Zerstäubungsionenquelle ermöglicht einen Ionenstrahl mit hohem Strahlstrom (>14 µA P–) und geringer Emittanz (

Im Myonspektrometer des ATLAS-Detektors am LHC, bei dem Protonen mit einer Schwerpunktsenergie von 14~TeV kollidieren, werden Kammern aus Hochdruckdriftrohren zur Vermessung der Trajektorien der Myonen verwendet. Um den Impuls der Myonen aus der Krümmung ihrer Spur in dem 0.4~T starken Magnetfeld mit hinreichender Genauigkeit vermessen zu können, müssen zum einen die Driftrohre eine Ortsauflösung von $sigma_{r} leq 100; mu text{m}$ liefern und zum anderen muss die Position jedes Annodendrahtes, also auch die Geometrie jeder Kammer, mit einer Genauigkeit von deutlich besser als 100~$mu$m bekannt sein. Die Arbeit beschäftigt sich mit diesem Problem an zwei Fronten. Wegen der hohen Luminosität des Beschleunigers und des großen Wirkungsquerschnittes für Proton-Proton-Kollisionen, herrscht im Myonspektrometer ein erheblicher Untergrund an Photonen und Neutronen. Um das Verhalten der Driftrohre bei hoher Untergrundzählrate zu untersuchen, wurde eine Teststrahlmessung durchgeführt, bei der neben einem hochenergetischen Myonstrahl (100~GeV) auch eine 740~GBq starke $gamma$-Quelle die Kammer beleuchtete. Mittels eines hochauflösenden Referenzdetektors aus Silizium-Streifenzählern wurden Ortsauflösung und Effizienz bei unterschiedlichen Untergrundstrahlungsniveaus untersucht. Eine Möglichkeit die Ortsauflösung zu verbessern, in dem mittels einer in die Ausleseelektronik integrierten Pulshöhenmessung die Abhängigkeit zwischen Signalzeit und Pulshöhe betrachtet wird, wurde untersucht und weiterentwickelt. Damit konnte die Auflösung unabhängig von der Photonenbestrahlung um 13~$%$ verbessert und die angestrebte Ortsauflösung von 100~$mu$m selbst beim Dreifachen der erwarteten Untergrundstrahlung erreicht werden. In Zusammenarbeit mit dem Max-Plank-Institut für Physik in München und dem Joint Institute for Nuclear Research in Dubna werden 88 der 1226 Myonkammern gebaut. Zur ersten Inbetriebnahme und Überprüfung der Qualität dieser Kammern wurde der Höhenstrahlmessstand eingerichtet. Insbesondere kann dort die Geometrie einer Kammer bestimmt werden, in dem sie zwischen zwei Referenzkammern eingebaut wird, deren Geometrie mit einem Röntegentomographen genau vermessen wurde. Mit Hilfe dieser Kammern wird die Spur des kosmischen Myons bestimmt. Aus systematischen Abweichungen zwischen dieser Referenzspur und den Messungen in der zu testenden Kammer, kann die Position eines jeden Drahtes mit einer Genauigkeit in der Größenordnung 10~$mu$m bestimmt werden. Diesbezüglich wird die Arbeit von Oliver Kortner~cite{olivers_dis} fortgesetzt, also der Messstand hin zu drei vollständig ausgelesenen Kammern ausgebaut und seine Leistungsfähigkeit überprüft. Der Messstand erlaubt es, mechanische Ungenauigkeiten der Kammern, die allerdings nur selten vorkommen, zuverlässig zu finden und zu quantifizieren. Dadurch sind auch Kammern die von der Normgeometrie abweichen vollständig beim ATLAS-Experiment einsetzbar, wenn die im Messstand ermittelten Geometrieparameter in der Spurrekonstruktion berücksichtigt werden.

Hochintensitätslaser erzeugen im Fokus Lichtintensitäten, deren Feldstärke die rapide Beschleunigung vieler Elektronen und über die dadurch hervorgerufenen quasistatischen Felder die Beschleunigung von Ionen auslöst. Durch verschiedene Kernreaktionen (z.B. Fusion) dieser Ionen können Neutronen erzeugt werden. Ziel dieser Arbeit war es, einerseits die Neutronenausbeute im Hinblick auf Anwendungen als Neutronenquelle zu optimieren, und andererseits durch Spektroskopie der Neutronen Rückschlüsse auf die Verteilung der laserbeschleunigten Ionen zu ziehen. Diese wiederum können dann zum Verständnis der Beschleunigungsmechanismen und damit zur Optimierung der Ausbeute herangezogen werden. So gelang es im Laufe der Arbeit, die Erzeugung von bis zu 10^7 Neutronen pro Joule Laserenergie und die weitere Skalierbarkeit zu noch größeren Ausbeuten zu demonstrieren, so daß bei weiterer Entwicklung der duchschnittlichen Laserleistung in einigen Jahren mit einer Anwendung als Quelle für z.B. Neutronenradiographieanwendungen gerechnet werden kann. Andererseits gelang es, durch den Vergleich der experimentellen Neutronenspektren mit 3-dimensionalen PIC- und Monte-Carlo-Rechnungen die Beschleunigungsmechanismen in Laserfokus selbst und auf der Rückseite von dünnen Folientargets zu untersuchen und zu verstehen. So konnte erstmals ein direkter Vergleich dieser beiden Mechanismen angestellt werden, was dazu beitragen konnte, die seit längerem geführte Diskussion über die relative Stärke der beiden Mechanismen beizulegen. Schlußendlich war es zur Erzielung einer zur Spektroskopie ausreichenden Neutronenausbeute zunächst nötig, die dritte Verstärkerstufe des ATLAS-Lasers am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Betrieb zu nehmen und mit adaptiver Optik auszurüsten. Dadurch konnte die Neutronenausbeute um zwei Größenordnungen gesteigert werden. Die adaptive Optik ist die erste ihrer Art zur gleichzeitigen Korrektur großer Wellenfrontabweichungen von Nah- und Fernfeld und funktioniert mittlerweile im Routinebetrieb.

In der vorliegenden Arbeit habe ich mich mit den Auswirkungen eventuell im fruehen Universum vorhandener Antimaterieregionen auf die Haeufigkeiten der leichten Elemente beschaeftigt. Praktisch das gesamte Deuterium und der ueberwiegende Teil der Helium-4 Kerne, die wir heute im Universum beobachten, wurden in einem fuehen Evolutionsstadium des Kosmos — nur wenige Minuten nach dem Urknall — gebildet. In der Theorie der sogenannten Primordialen Nukleosynthese — oder auch Big Bang Nukleosynthese (BBN) — werden die relativen Haeufigkeiten der einzelnen Kerne abhangig von den genauen physikalischen Bedingungen im jungen Universum vorhergesagt. Die im Rahmen des Standardmodells der Kosmologie vorhergesagten Elementhaeufigkeiten stimmen im Allgemeinen gut mit aus Beobachtungen abgeleiteten Werten ueberein. Dies begr uendet den großen Erfolg dieser Theorie und macht sie zu einem der Grundpfeiler des kosmologischen Standardmodells. Denkbare Erweiterungen des Standardmodells koennen jedoch potentiell Auswirkungen auf den Ablauf der Kernsynthese haben. Da aber jedes glaubwuerdige Szenario ebenso wie die Standardtheorie die aus den Beobachtungen abgeleiteten Haeufigkeiten vorhersagen muss, duerfen die H¨aufigkeiten nur minimal beeinflusst werden. Diese Ueberlegungen gestatten es uns, die Kernsynthese als ”Werkzeug“ zur Untersuchung der physikalischen Bedingungen im jungen Universum zu verwenden. Dies ist bereits in der Vergangenheit vielfach praktiziert worden. Eine haeufig untersuchte Variante ist die sogenannte inhomogene Nukleosynthese. In einem solchen Modell wird eine Grundannahme des kosmologischen Standardmodells, die Homogenitaet der Verteilung der baryonischen Materie im jungen Universum, fallengelassen. Das von mir untersuchte Szenario geht noch einen Schritt weiter und laeßt auch Fluktuationen in der Baryonendichte mit negativem Vorzeichen zu. In einem solchen Modell besteht das junge Universum aus getrennten Materie- und Antimaterieregionen. Diese Art spezieller Anfangsbedingungen wird in einigen Modellen der elektroschwachen Baryogenese vorhergesagt. Solche Materie- und Antimaterieregionen werden sich gegenseitig annihilieren, sobald der Transport von Baryonen ueber die Grenzen der Regionen moeglich ist. Nach der vollst¨andigen Annihilation aller Antimaterieregionen bleibt nur der im Zuge der Baryogenese gebildete Ueberschuß an Materie uebrig. Zur numerischen Behandlung dieses Problems habe ich ein Computerprogramm entwickelt. In diesem Programm werden sowohl die nuklearen Reaktionen, die zum Aufbau der leichten Elemente fuehren, als auch Annihilationen beruecksichtigt. Da die Kernsynthese und die Annihilation der Antimaterieregionen im expandierenden Universum ablaufen, und die genauenWerte der einzelnen thermodynamischen Variablen, wie Druck, Dichte und Temperatur der beteiligten Teilchen, von entscheidender Wichtigkeit sind, muss das Programm auf dem Hintergrund der Expansion des Kosmos gerechnet werden. Weiterhin musste neben den Reaktionen, die zwischen den einzelnen Nukleonen ablaufen koennen, auch der Transport von Nukleonen und Antinukleonen in die jeweilige Anti-Region behandelt werden. Diese Transportprozesse werden zu fruehen Zeiten durch Diffusion von Baryonen beschrieben, zu spaeten Zeiten hingegen durch hydrodynamische Expansion von Regionen mit hoeherer Dichte gegen solche mit niedrigerer Dichte. Abhaengig vom Zeitpunkt der Annihilation k¨onnen die Haeufigkeiten der leichten Elemente durch zwei Haupteffekte beeinflusst werden. Im Zuge der Heliumsynthese, die bei einer kosmischen Temperatur von etwa 80 keV ablaeuft, werden praktisch alle freien Neutronen in Helium-4 Kerne eingebaut. Die primordiale Helium-4 Haeufigkeit haengt also stark von der Anzahl verfuegbarer Neutronen ab. Zu Zeiten vor der Heliumsynthese laeuft der Transport von Baryonzahl ueber die Domaenengrenzen durch Neutronendiffusion ab, Protonen koennen auf Grund ihrer elektrischen Ladung nur ueber wesentlich kuerzere Distanzen diffundieren. Fruehe Annihilation wird also bevorzugt auf Neutronen stattfinden und fuehrt so zu einer Reduzierung der Neutronendichte, und damit unmittelbar auch zu einer geringeren Menge an primordial produziertem Helium-4. Sind die Antimaterieregionen groeßer als die Diffusionslaenge von Neutronen zur Zeit der Heliumsynthese, ist ein nennenswerter Transport von Baryonzahl erst zu wesentlich sp¨ateren Zeiten moeglich. Antiprotonen, die nun in die Materieregion eindringen, koennen sowohl auf Protonen als auch auf die bereits gebildeten Helium-4 Kerne annihilieren. Weiterhin koennen die Helium-4 Kerne auch durch die im Annihilationprozess entstehenden Gammaquanten photodisintegriert werden. Beide Prozesse fuehren zur Bildung energetischer Sekundaerkerne, in erster Linie Helium-3. Diese energetischen Kerne koennen in einem weiteren Schritt durch nicht-thermische Reaktionen mit Helium-4 Kernen Lithium-6 Kerne bilden. Sp¨ate Annihilation wird also zu einer erhoehten Helium-3 und Lithium-6 Haeufigkeit im Vergleich zum Standardszenario fuehren. Als ein wichtiges Ergebnis meiner Arbeit habe ich auf Grund dieser Effekte Schranken sowohl an den maximal erlaubten Antimateriegehalt im jungen Universum, als auch an den Zeitpunkt der Annihilation, bestimmt durch die Groeße der Antimaterieregionen, hergeleitet. Diese neuen und rigiden Schranken decken einen weiten Annihilationszeitraum ab, von der Epoche des Ausfrierens der schwachen Wechselwirkungen bei einer Temperatur von etwa 1 MeV bis hinunter zur Epoche der Rekombination bei einer kosmischen Temperatur von etwa 10 nisse wesentlich restriktiver. Der relative Antimateriegehalt in Regionen die unmittelbar nach dem Ende der Kernsynthese annihilieren kann beispielsweise nicht hoeher als wenige Prozent der gesamten baryonischen Materie sein, fuer spaetere Annihilation sinkt dieser Wert um mehr als zwei Groeßenordnungen. In einem zweiten Hauptaspekt meiner Arbeit habe ich gezeigt, dass die durchaus im Detail vorhandenen Diskrepanzen zwischen den im Standardszenario der Big Bang Nukleosynthese vorhergesagten Elementh aeufigkeiten und den aus Beobachtungen abgeleiteten Werten durch die Praesenz einer gewissen Menge Antimaterie in einem bestimmten Laengenskalenbereich beseitigt werden koennen. Weiterhin habe ich untersucht, ob die im Standardszenario g ueltige obere Grenze fuer die Baryonendichte im Universum in einem Szenario mit Antimateriedom aenen ebenso gueltig ist. Auf Grund meiner Ergebnisse erscheint es sehr unwahrscheinlich, dass die Baryonendichte in einem Materie-Antimaterie Szenario wesentlich gr¨oßer sein kann, als im Standardszenario vorhergesagt.