Die "Physik Modern" Vortragsreihe im Quantenjahr 2025 bietet Einblicke in verschiedene Bereiche der Quantenphysik, von der Entstehungsgeschichte der Theorie über ihre Postulate bis hin zur aktuellen Forschung. Organisiert von der LMU-Physik und dem Exzellenzcluster „Munich Center for Quantum Science and Technology".
Die Vortragsreihe richtet sich an eine breite fachinteressierte Öffentlichkeit. Im Anschluss an den Vortrag wird Raum für Diskussion und persönliches Gespräch gegeben.
Die Vorträge finden an den angegebenen Donnerstagen jeweils um 19:15 im Hörsaal H030, Schellingstr. 4, oder N120, Geschwister-Scholl-Platz 1 statt.
WiSe 2024/25
- 21.11.2024 um 19.15
Faszinierende Teilchenphysik
Prof. Dr. Herbert Dreiner (Universität Bonn)
In diesem Vortrag versuche ich den neuesten Stand in der Teilchenphysik verständlich darzubieten. Zur Erläuterung der Sachverhalte bringe ich auch einige Live-Experimente mit. Der Vortrag basiert auf einem neuen populären Buch zur Teilchenphysik, welches ich in Zusammenarbeit mit einer Astrophysikerin, Theoretikern, und Experimentalphysikern geschrieben habe. - 27.2.2025 um 19.15 im Großen Physikhörsaal (N120)
Schrödingers Tanz, Heisenbergs Unschärfe und Von Neumanns Verschränkung
Prof. Dr. Ivo Sachs (LMU)
Heisenbergs und Schrödingers Zugänge zur Quantenmechanik waren komplementär.
Ihre Äquivalenz nicht offensichtlich. Von Neumanns mathematischer Rahmen lieferte schliesslich eine komplette Quantentheorie. In meinem Vortrag beschreibe ich diese Reise zu einer in sich konsistenten Quantenmechanik.
Webseite Angebot zum Quantenjahr 2025 - 20.03.2025 um 19.15 im Großen Physikhörsaal (N120)
Quantenmechanik im Universum
Prof. Dr. Harald Lesch (LMU)
Astrophysik ohne das Verständnis der quantenmechanischen Vorgänge, wäre unmöglich. In Sternen wirkt der quantenmechanische Tunneleffekt bei der Fusion von Atomkernen. Das Pauli-Prinzip erklärt die Entstehung und Entwicklung der Sternleichen Weißer Zwerg und Neutronensterne. Sogar die Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelation wird gebraucht, zum Verständnis quantenmechanischer Fluktuationen des Vakuums, ohne die es keine Galaxien gäbe. Und die Natur der elektromagnetischen Strahlung, ihr Ursprung in Atomen und Molekülen, aber auch die kosmische Hintergrundstrahlung, wäre ohne die Quantenmechanik nicht zu verstehen.
Webseite Angebot zum Quantenjahr 2025 - 10.04.2025 um 19.15 Großer Physik Hörsaal
Quantenphysik in der Nanophysik
Prof. Dr. Andreas Tittl (LMU)
Die Nanophysik erforscht Strukturen und Phänomene auf der Nanometerskala, wo die Gesetze der klassischen Physik zunehmend von den Prinzipien der Quantenmechanik abgelöst werden. Ein besonders vielversprechendes Forschungsfeld ist die Wechselwirkung von Licht und Materie auf dieser Größenskala. Solche Interaktionen ermöglichen es, Quanteneffekte nicht nur zu beobachten, sondern auch gezielt zu manipulieren und für neuartige Anwendungen nutzbar zu machen. Dieser Vortrag liefert eine Einführung in die faszinierende Welt der Verbindung von Quantenphysik und Nanophotonik. Anhand ausgewählter Beispiele aus der aktuellen Forschung wird gezeigt, wie sich Licht in extrem kleinen Objekten bündeln und mit Quanteneffekten verknüpfen lässt um neuartige Anwendungen zu ermöglichen, angefangen von der Erzeugung einzelner Photonen bis hin zur Entwicklung von Nanolasern mit außergewöhnlichen Eigenschaften.
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SoSe 2025 - 22.05.2025 | Deutsches Museum
Von Losern, Fruchtfliegen und Katzen im Taubenschlag: Laserphysik und Quantenoptik im 20. Jh.
Dr. Johannes-Geert Hagmann - Deutsches Museum
Im Jahr 1956 verglich der niederländische Nobelpreisträger Frits Zernike die Entwicklung der Optik mit Gezeitenwellen: Auf Phasen des Tiefs folgten irgendwann auch wieder Höhepunkte. Bleibt man bei diesem Bild, so führten die daraufhin einsetzenden Entwicklungen - die Erfindung des Lasers auf der einen und ein neues quantenphysikalisches Verständnis von Licht auf der anderen Seite - die Physik zu neuen Höhen, die bis in die aktuelle Forschung nachwirken. Zur Verbindung von Geschichte und Gegenwart werden in diesem Vortrag ausgewählte Schlaglichter der Entwicklung von Laserphysik und Quantenoptik in der zweiten Hälfte historisch nachgezeichnet.
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Quantenphysik im Alltag
Prof. Dr. Stefan Heusler
Bereits hinter so unscheinbaren Dingen wie dem Magneten auf dem Kühlschrank oder durchsichtigem Fensterglas lauert die Quantenphysik. Im Vortrag wird erläutert, dass für eine Vielzahl von Technologien die Quantenphysik die Grundlage bildet: Es gäbe z. B. keine Solarzellen, keine medizinische Bildgebung (wie MRT) und kein Handy ohne sie. Quantenphysik ist aber noch mehr – sie ist wie eine Katze, zum Sprung bereit ins Ungewisse. Denn auch nach 100 Jahren sind noch viele Fragen ungeklärt, und neue Anwendungen der Quantentechnologien warten bereits vor der Tür.
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24.07.2025 | Deutsches Museum
Der kleinste Sensor der Welt: Ein Defekt im Diamanten
Prof. Dr. Dominik Bucher - TUM School of Natural Sciences
Sensoren sind ein wesentlicher Bestandteil unseres täglichen Lebens und ermöglichen zahllose technologische Fortschritte. In meinem Vortrag möchte ich den kleinsten Sensor der Welt vorstellen, der zufällig ein Defekt in der Struktur eines Diamanten ist. Dieses Quantensystem, dessen Größe nur ein einzelnes Atom umfasst, hat außergewöhnliche Fähigkeiten bewiesen, magnetische, elektrische und Temperaturveränderungen in bisher unerreichten Maßstäben zu messen. Ich werde einen Überblick über dieses hochmoderne Thema geben und seine Anwendungen diskutieren, darunter die Analyse von neuen Materialien sowie die Verbesserung der Auflösung der aktuellen Magnetresonanztomographie (MRT) für die Untersuchung einzelner Zellen.
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16.10.2025 | Deutsches Museum
Quanten unter dem Mikroskop: Wie wir mit einzelnen Atomen rechnen können
Dr. Johannes Zeiher - Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Die Kontrolle über quantenmechanische Phänomene liegt einer Vielzahl moderner Technologien zugrunde. Dazu gehören zum Beispiel Laser oder moderne Halbleitermaterialien. In beiden Fällen wird eine große Anzahl elementarer Bausteine kontrolliert, hier Photonen oder Elektronen.
Darüber hinaus eröffnet die gezielte mikroskopische Detektion und Ansteuerung einzelner elementarer Bausteine ein komplett neues Fenster in die Welt der Quantenmechanik.
In meinem Vortrag möchte ich illustrieren, wie wir in unserer Arbeit Einblick in diese faszinierende mikroskopische Welt erhalten, indem wir einzelne Atome mit Hilfe von Lasern kühlen, kontrollieren und detektieren. Dies erlaubt uns - Baustein für Baustein, Atom für Atom - komplexere quantenmechanische Systeme zusammenzusetzen und anschließend gezielt zu untersuchen. Unsere Experimente ermöglichen uns zum einen, neuartigen Phänomenen in wechselwirkenden Quantensystemen vieler Teilchen auf die Spur zu kommen. Sie erlauben es uns zum anderen, mit Atomen als quantenmechanischen Informationsträgern zu arbeiten und sogenannte Quantencomputer zu realisieren. Mit solchen Maschinen können perspektivisch Rechnungen durchgeführt werden, die die Möglichkeiten klassischer Computer übersteigen und damit das Tor zu neuen Anwendungen aufstoßen.
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20.11.2025 | H030, Schellingstr. 4
Der Schlüssel zur sicheren Kommunikation
Prof. Dr. Harald Weinfurter - LMU München
Quantenkryptographie gibt erstmals die Möglichkeit, abhörsicher einen geheimen Schlüssel für die sichere Kommunikation zu erzeugen. Heute sind kommerzielle Systeme verfügbar, die in Kombination mit konventionellen Verschlüsselungsgeräten sichere Übermittlung von Nachrichten mit hohen Raten garantieren.
Allerdings ist wegen der Absorption von Licht in Glasfasern die Reichweite beschränkt. Zukünftige Quantennetzwerke werden die Kommunikation zwischen Quantencomputern ermöglichen und auch die effiziente, sichere Schlüsselerzeugung über große Entfernungen. Eigentlich wunderbar, aber es ist noch ein langer Weg dorthin.
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Im Dezember:
Prof. Dr. Eva Weig - TUM School of Computation, Information and Technology
TBA
SoSe 2024
- 18.04.2024 um 19:15 Uhr
„Halt doch mal still“ — Turbulente Plasmen in Kernfusion und Weltraumphysik
Dr. Daniel Told (MPI für Plasmaphysik)
Fast die gesamte sichtbare Materie des Universums liegt im Plasmazustand vor, von den Sternen bis hin zum interstellaren Medium. Auf der Erde streben Fusionsforscher danach, Plasmen effizient einzuschließen, um Kernfusion als nachhaltige Energiequelle nutzbar zu machen. Die dafür nötigen extremen Bedingungen führen zu einer turbulenten Durchmischung des Plasmas — eines der größten Hindernisse für die Fusionsforschung.
In diesem Vortrag werden die Herausforderungen im Zusammenhang mit diesen Phänomenen gezeigt, sowie die Methoden dargestellt, durch welche wir unser Verständnis vorantreiben. Ein besonderes Augenmerk liegt auf Gemeinsamkeiten mit der Weltraumphysik: Raumsonden und astrophysikalische Beobachtungen erlauben uns, Plasmaphänomene wie Turbulenz und magnetische Rekonnexion, die auch für unsere Fusionsexperimente entscheidend sind, unter natürlichen Bedingungen zu untersuchen. - 16.05.2024 um 19.15 Uhr
Was ist eigentlich String Theorie?
Prof. Ivo Sachs (LMU München)
In 60 Jahren hat die Stringtheorie unser Verständis der Quantenfeldtheorie und der Gravitation maßgeblich beeinflusst. Trotzdem sind die der Stringtheorie zugrundelegenden Prinzipien noch weitgehend unbekannt und daher wichtiger Bestandteil der aktuellen Forschung.
Ich werde versuchen den Stand der Forschung verständlich zu beschreiben und dann Ausblicke geben, wo die spannende Reise hingehen könnte. - 19.07.2024 um 8.30 Uhr im Großen Physikhörsaal (N120)
Teilchenbeschleuniger in der Medizin – von der Braun’schen Röhre zum Nano-Lichtsegel
Prof. Jörg Schreiber (LMU München)
Die Entwicklung von Teilchenbeschleunigern ist seit je her getrieben durch grundlegende Fragestellungen der Physik. In den vergangenen 100 Jahren eröffnete jede Neuerung in der Beschleunigertechnologie auch neuartige Anwendungen, vor allem auch in der Medizin. Dabei spielt die Ionenstrahl-Therapie zur Behandlung von Tumoren eine immer größere Rolle. Wir erforschen die Möglichkeiten, Teilchen in Zukunft mit ultrakurzen, hochintensiven Laserimpulsen zu beschleunigen und damit die nächste Revolution einzuleiten. Gepaart mit interessanten experimentellen Demonstrationen werde ich die wichtigsten Aspekte in diesem Vortrag erklären.
WiSs 2023/24
- 25.01.2024 um 19:15 Uhr
Struktur auf großen Skalen und die Geschichte des Universums
Dr. Julia Stadler (MPI für Astrophysik / LMU München)
Die großräumige Verteilung von Galaxien enthält wichtige Informationen zu den Anfangsbedingungen im frühen Universum und zur kosmologischen Entwicklung seither. Insbesondere tragen sie dazu bei, die Natur der Dunklen Energie zu entschlüsseln, die die Ausdehnung des Universums beschleunigt. Einige neuen Instrumente werden diese großräumigen Strukturen über die kommende Dekade mit nie dagewesener Genauigkeit vermessen. Der Vortrag erläutert zunächst unser theoretisches Verständnis von der Entwicklung des Universums und von der Entstehung großskaliger Strukturen. Anschließend diskutiert er, wie wir die Theorie mit den Beobachtungen vergleichen und dadurch weiter präzisieren können. - 21.02.2024; Achtung, ausnahmsweis mittwochs um 8.30 Uhr im HS N020 (LMU Hauptgebäude)
Physik lebender Systeme
Prof. Joachim Rädler (LMU München)
Die Physik lebender Materie behandelt Systeme von beweglichen und sich durch Teilung vermehrenden Objekten, z.B. Bakterienkulturen, zelluläre Gewebe oder auch Fischschwärme. Während atomare und molekulare Ordnung im Festkörper gut verstanden sind, zeigen lebende Systeme geradezu unerwartete dynamische Phänomene, die als "emergente Eigenschaften" in nicht-linearen Systemen außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichts bekannt sind. In meiner Vorlesung zeige ich, wie in experimentellen Zeitraffaufnahmen kollektive Dynamik gemessen wird und wie die beobachtete Bewegung und Formbildung von lebenden Zellen mittels anschaulicher physikalischer Modelle verstanden werden kann. Dabei wird beleuchtet, dass auch einfache mechanische Konzepte, wie Elastizität, Spannung und Grenzflächenenergien zum Verständnis von biologischer Strukturentstehung beitragen und physikalische Prinzipen sich auf lebende Systeme erweitern lassen.