Physik Modern

Donnerstag, 21.11.2024
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.

Donnerstag, 18.04.2024
„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.

Donnerstag, 16.05.2024
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.

Freitag, 19.07.2024 (Schülerspezial)
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.

Donnerstag, 25.01.2024
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.

Mittwoch, 21.02.2024 (Schülerspezial)
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.

Donnerstag, 04.05.2023
eROSITA – Ein deutsches Röntgenteleskop erforscht das dunkle Universum
Prof. Werner Becker (MPE / LMU München)

Eine der faszinierendsten Fragen der Astronomie und Physik ist die nach der Natur der mysteriösen Dunklen Energie. Sie wird für die Expansion des Universums verantwortlich gemacht. eROSITA ist das Hauptinstrument des russisch-deutschen "Spektrum-Röntgen-Gamma“ (SRG) Satelliten, welcher am 13. Juli 2019 von Baikonur aus gestartet wurde. Ziel der eROSITA Mission ist es, mit bisher unerreichter Empfindlichkeit die erste vollständige Himmelsdurchmusterung im mittleren Röntgenbereich durchzuführen und damit der Natur der dunklen Energie auf die Spur zu kommen. Auch bei der Erforschung von Schwarzen Löchern, Neutronensternen und Supernovaüberresten lieferte das Teleskop bereits viele neue Erkenntnisse und atemberaubende Bilder unserer Galaxie.
Die Veranstaltung gibt einen Einblick in die ersten spannenden Ergebnisse der Mission sowie in den Betrieb des am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching gebauten Teleskops und erklärt die Funktionsweise und Hintergründe des Forschungsprojekts in einem für interessierte Laien verständlichen Vortrag.

Donnerstag, 25.05.2023
Netzhaut aus der Petrischale - Retinaorganoide und ihre Anwendungen
Dr. Friedhelm Serwane (LMU München)

Die menschliche Netzhaut bildet ein faszinierendes elektro-optisches Gewebe, das Licht in elektrische Signale umwandelt und sie vor der Weiterleitung an das Gehirn verarbeitet. Damit zieht sie gleichermaßen Physiker/-innen und Neurowissenschaftler/-innen in ihren Bann.
In meinem Vortrag werde ich über die Entwicklung von Netzhautsystemen berichten, die aus pluripotenten Stammzellen in der Petrischale gezüchtet werden. Diese werden Retina- Organoide genannt. In Kombination mit modernen Methoden zur Messung elektrischer Spannung in Nervenzellen eröffnet sich die Möglichkeit, neuronale Netzwerke und ihre Funktion in einer kontrollierten Umgebung außerhalb des menschlichen Körpers zu erforschen. Dieses interdisziplinäre Unterfangen vereint Experimente und Theorie, Physik und Biologie.
Die Anwendungsmöglichkeiten sind verlockend: Einerseits könnten Retinaorganoide für Gentherapietests und Transplantationen verwendet werden. Andererseits ermöglichen sie Einblicke in die Selbstorganisation des Nervensystems und die Signalverarbeitung - und das alles in einer Zentimeter-großen Petrischale.