Nicolas Wöhrl vom Sonderforschungsbereich 1242 aus unserer Fakultät für Physik präsentiert eine schöne Alternative zur üblichen Weihnachtskerze: Einen Feuertornado! Warum er so energisch rotiert und diese schöne Form annimmt, erklärt Nicolas Wöhrl in seinem Video - extra zur Weihnachtszeit.

Im wichtigsten und umfangreichsten Ranking zu den Studienbedingungen, dem CHE-Ranking, hat das Masterstudium der Fakultät für Physik an der Universität Duisburg-Essen von allen Universitäten Deutschlands in den folgenden Kriterien am besten abgeschlossen:

Übergang zum Masterstudium: Platz 1, Note 1,4
Studienorganisation: Platz 1, Note 1,2
Unterstützung im Studium: Platz 1, Note 1,7
Betreuung durch Lehrende: Platz 1, Note 1,5
Wissenschaftsbezug: Platz 1, Note 1,5

"Wir sind sehr stolz darauf, erneut beim CHE-Ranking auf Platz eins zu stehen und das wieder in mehreren Kriterien zugleich. Es motiviert uns und bestärkt uns weiter in unserem Bemühen, die besten Studienbedingungen für unsere Studierenden zu schaffen und persönlich auf jeden einzelnen einzugehen.", kommentiert Studiendekan Prof. Dr. Hermann Nienhaus erfreut die Ergebnisse.

Die 25. Deutsche Physikerinnentagung fand am 10.11. einen erfolgreichen Abschluss. Dank der Arbeit der SFB 1242 und SFB/TRR 270 hatten wieder einmal Physikerinnen verschiedenster Fachrichtungen und Karrierestufen die Möglichkeit, Kontakte zu knüpfen und ihre Forschungsthematiken einem breiten Publikum vorzustellen.

Aber nicht nur wissenschaftlich wurde sich auf der Fachtagung ausgetauscht, sondern auch über Themen wie Gleichstellung in der Physik, Ästhetik in Naturwissenschaften oder dem Editor- und Gutachter-Prozess bei Nature Chemistry. Zusammen mit den Workshops, der Poster-Session und den Vorträgen der Sponsoren wurde ein breites und individuelles Programm angeboten.

Einer der drei Poster Awards ging an die Doktorandin Jennifer Schmeink aus der Forschungsgruppe Schleberger. Frau Schmeink konnte mit ihrem Poster zu der Thematik Fabrication and Characterization of 2D Janus-type Transition Metal Dichalcogenides die Jury überzeugen. Wir gratulieren und hoffen auf ein Wiedersehen auf der 26. Physikerinnentagung!

Jedes Jahr finden am ZARM (Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation) mehr als 400 Experimente im Bremer Fallturm statt. Eines davon heißt ERICA und wird von Wissenschaftlern der Universität Duisburg-Essen durchgeführt. Dabei geht es um die Entwicklung eines speziellen Experimentiereinsatzes für Fallturmkapseln, der die Durchführung von Experimenten unter realistischen Asteroidenschutt-Bedingungen ermöglicht.

Wenn beim Tanzen die Röcke fliegen, verhalten sich die Falten ähnlich wie die Magnetisierung in einem Skyrmion. Deren Helizität lässt sich als Qubit benutzen. In ihrem Artikel im Physik Journal, der Mitgliedszeitschrift der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (Physik Journal 20 (2021) Nr. 11), berichten Dr. Karin Everschor-Sitte und Dr. Sebastián A. Díaz von unserer Fakultät für Physik über die Ergebnisse der Veröffentlichung Phys. Rev. Lett. 127, 067201 (2021) von Christina Psaroudaki und Christos Panagopoulos.

Marie Curie – und weiter? Frauen in der Physik sind selten. Damit sie sich austauschen und vernetzen können, richten die Universität Duisburg-Essen (UDE) und die TU Darmstadt vom 8. bis 10. November die 25. Deutsche Physikerinnen-Tagung aus. Rund 300 virtuell Teilnehmende aller Karrierestufen werden erwartet, Anmeldungen sind noch möglich. Ein Interview über nervige Fragen, einseitige Erziehung und mögliche Nobelpreisträgerinnen mit UDE-Organisatorin Dr. Katharina Ollefs.

Frau Dr. Ollefs, warum gibt es eine Tagung speziell für Physikerinnen?
Es gibt einfach trotz der positiven Entwicklung immer noch relativ wenige Frauen in der Physik und sie sind oft weniger sichtbar. Das wollen wir weiter voran bringen. Die Berufswahl ist natürlich eine persönliche Sache, aber es gibt auch globalere Phänomene, zum Beispiel, dass Mädchen und Frauen in dieser Richtung oftmals nicht bestärkt werden. Ich selbst bin auch hundertmal gefragt worden, ob ich wirklich Physik studieren möchte, und was ich als Frau hinterher damit machen will. Die Herausforderungen und manchmal auch Hürden sind bei den meisten ähnlich.

Warum sind Ihrer Meinung nach vergleichsweise wenige Frauen Physikerinnen?
Das weiß ich auch nicht, das ist so ein schönes Fach (lacht). Vielleicht liegt es am nicht klar umrissenen Berufsfeld: Man kann bei einer Versicherung oder als Entwicklungsingenieurin arbeiten, an der Uni forschen und so weiter. Aber die Zukunftsplanung in der Forschung kann schwierig sein, wenn wichtige Karriereschritte und Familienplanung kollidieren. Vermutlich hat es auch etwas mit Erziehung zu tun: In der Forschung muss man auch mal sagen können ‚Ihr glaubt vielleicht nicht, dass das so klappt, aber ich mache das jetzt einfach.‘ Da werden viele Mädchen sicher noch zu zurückhaltend erzogen.

Wie reagieren Ihre Gesprächspartner, wenn Sie sagen, dass Sie Physikerin sind?
Sie reagieren meist mit Erstaunen und danach kommt häufig entweder „Oh, das mochte ich schon in der Schule nicht“ oder „Das ist aber ein schweres Fach, oder?“

In der Geschichte der Physik-Nobelpreise ging die Auszeichnung erst viermal an eine Frau. Gibt es aus Ihrer Sicht eine vielversprechende Kandidatin für die kommenden Jahre?
Das ist keine leichte Frage, aber es gibt viele beeindruckende Forscherinnen. Wenn man in den Randbereich der Physik Richtung Chemie blickt, fällt mir Roberta Sessoli ein, oder in meinem eigenen Forschungsgebiet Gisela Schütz, die Pionierin des magnetischen Röntgenzirkulardichroismus. Aber es gibt ja auch vielversprechende jüngere Wissenschaftlerinnen, z.B. Naemi Leo, die diesjährige Herta-Sponer-Preisträgerin, die sich mit künstlichen Metamaterialien und Multiferroika beschäftigt oder Claire Donnelly, die magnetische Strukturen in 3D untersucht. Die beiden werden auch als Sprecherinnen auf der Physikerinnentagung vortragen.

Den wissenschaftlichen Schwerpunkt der Tagung bilden zwei Sonderforschungsbereiche* – ist das üblich?
Diese beiden SFB sind an der UDE fest verankert, daher haben wir den Schwerpunkt der Konferenz so gelegt. Das ist eine ungewöhnliche Fokussierung für eine Physikerinnentagung, sonst sind sie breiter aufgestellt. Wir sind daher gespannt auf das Feedback, denn es ist eine Herausforderung für die Vortragenden, ihre Themen auch für die eher Fachfremden Physiker:innen verständlich aufzubereiten. Bis auf zwei Ausnahmen haben wir übrigens nur Sprecherinnen im wissenschaftlichen Programm.

Wie ist die rein digitale Tagung aufgebaut?
Es gibt wissenschaftliche Vorträge, und parallel haben wir verschiedene Workshops, die schon komplett ausgebucht sind. Beim wissenschaftlichen Programm haben wir aber keine Teilnehmerbegrenzung, dafür kann man sich noch anmelden.

Sind auch nicht-weibliche Teilnehmer eingeladen?
Natürlich! Denn es ist uns wichtig, dass auch unsere männlichen Kollegen die exzellenten Sprecherinnen hören. Das spezielle Coaching-Programm ist allerdings nur für Frauen.

Jetzt verraten Sie doch zum Schluss: Was ist in dem Goodie-Paket, das mit frühen Anmeldungen verschickt wurde?
Oh, ganz viel, ich habe meines gerade ausgepackt. Das Interessanteste darunter ist wohl eine 3D-Brille zum Zusammenbauen, in die man sein Smartphone hineinlegen kann. Darüber wollen wir während der Tagung virtuelle Laborführungen anbieten.

Die Fragen stellte Birte Vierjahn.

* Die 25. Deutsche Physikerinnentagung in Kooperation mit der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) wird von der UDE und der Technischen Universität Darmstadt ausgerichtet. Den wissenschaftlichen Schwerpunkt setzen die Sonderforschungsbereiche (SFB) „Nichtgleichgewichtsdynamik kondensierter Materie in der Zeitdomäne“ (SFB 1242)“ und „Hysterese-Design magnetischer Materialien für effiziente Energieumwandlung“ (SFB/TRR 270 HoMMage).

Über die Frage, ob es einen echten Zufall gibt oder alles einem festgelegten Plan folgt, lässt sich trefflich streiten. Nicht nur Philosoph:innen gehen dieser Überlegung nach, auch Physiker:innen beschäftigen sich gerne damit – und es braucht nicht viele Annahmen rechnerisch zu zeigen, dass der Zufall nicht nur in der Quantenwelt, sondern auch in der Realität existiert.
In der November-Ausgabe von Spektrum der Wissenschaft zeigen Axel Lorke und Peter Kohl, dass der Wurf eines Würfels nicht vorhersagbar ist. selbst dann nicht, wenn wir alle Parameter wie Fallhöhe und Drehwinkel so genau wie möglich kennen. An dieser Stelle sei verraten: der Zufall existiert. Wer es genau wissen möchte, kann hier einen Blick ins Heft werfen.

Domänenwände in Kagome-Antiferromagneten können durch eine einzige linear polarisierte Spin-Wellen-Quelle kontrolliert manipuliert werden. Diese Vorhersage ist der Kern einer Veröffentlichung "Spin-Wave Driven Bidirectional Domain Wall Motion in Kagome Antiferromagnets", die aus einer Zusammenarbeit zwischen K. M. D. Hals, A. Salimath, beide von der Universität Agder in Norwegen, und dem Postdoktoranden D. R. Rodrigues und der Twist-Gruppenleiterin Karin Everschor-Sitte von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Universität Duisburg-Essen hervorgegangen ist.

In dem Artikel wird ein Mechanismus vorhergesagt, mit dem Domänenwände in Kagome-Antiferromagneten durch eine einzige linear polarisierte Spin-Wellen-Quelle kontrolliert manipuliert werden können. Die Wissenschaftler:innen zeigten, dass die Geschwindigkeit und Richtung der Domänenwandbewegung durch die Abstimmung der Frequenz der angelegten Spinwelle reguliert werden kann. „Unsere analytischen Berechnungen zeigen, dass die Kopplung von zwei Spinwellenmoden innerhalb der Domänenwand die frequenzabhängige Geschwindigkeit der Spinstruktur erklärt.“ Diese Ergebnisse sind von großer Bedeutung für Anwendungen im Bereich der antiferromagnetischen Isolatorbauelemente. Der Artikel ist auf dem Titelblatt der Zeitschrift Physical Review Letters (Band 127, Ausgabe 15, 08. Oktober 2021) zu sehen.

Alle Studiengänge an der UDE müssen sich regelmäßig einem Verfahren zur Qualitätssicherung unterziehen. In der Fakultät für Physik wurde zuletzt der Masterstudiengang Physik (Master of Science) überprüft und mit dem Gütesiegel des Akkreditierungsrates ausgezeichnet. Auch alle anderen Fach- und Lehramtsstudiengänge der Fakultät sind akkreditiert.

Nicht nur die Studierenden, sondern auch spätere Arbeitgeber können sich darauf verlassen, dass die Qualität der Studieninhalte, der Studienstruktur, der personellen, sächlichen und räumlichen Ausstattung und der Modularisierung den Anforderungen entspricht, die vom Akkreditierungsrat festgelegt wurden.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Duisburg-Essen und der Staatlichen Technischen Universität Juri Gagarin in Saratow haben einen Sensor entwickelt, der Wassermoleküle erkennt, die auf seine Oberfläche sinken. Basis des Sensors sind MXene, zweidimensionale anorganischen Verbindungen, die aus nur wenige Atome dicken Schichten von Übergangsmetallcarbiden und -nitriden bestehen.

Die relative Luftfeuchtigkeit wird zu einem wichtigen Faktor, der komfortable und sichere Umgebungsbedingungen in der biomedizinischen Verarbeitung, der Mikroelektronik und der Gesundheitsüberwachung definiert und moderne Geräte zu seiner präzisen Kontrolle erfordert. Kommerzielle Sensoren, die auf voluminösen Materialien basieren, sind jedoch nicht in der Lage, sehr niedrige H₂O-Konzentrationen (< 50 ppm) zu erkennen, was den Einsatzbereich der Sensoren erheblich einschränkt.

Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Duisburg-Essen (Deutschland) und der Staatlichen Technischen Universität Juri Gagarin in Saratow (Russland) geht dieses Problem mit einer völlig neuen Strategie an. Sie verwenden zweidimensionale nanometrische Materialien, die in der Lage sind, kleinste Mengen Wassermoleküle zu erkennen, die auf ihre Oberfläche sinken. „Auf diese Weise verbessert sich die Sensorleistung enorm – die Nachweisgrenze wird weit unter den bisherigen Stand der Technik verschoben. Mehr geht eigentlich nicht.“, freut sich die Erstautorin Hanna Pazniak. Sie ist seit Oktober 2020 an der UDE und forscht eigentlich zu magnetischen MAX-Phasen im Sonderforschungsbereich/Transregio 270 – „Hysterese-Design magnetischer Materialien für effiziente Energieumwandlung“ in Teilprojekt B02. Die Entwicklung des neuen Sensors ist ein gutes Beispiel dafür, wie Forschung in kurzer Zeit auf andere Gebiete übertragen werden kann.

Die Schlüsselrolle spielten MXene - eine neue Klasse von zweidimensionalen Übergangsmetallcarbiden und -nitriden. Mo₂CT_x MXenes werden verwendet, die ein riesiges Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aufweisen. Die entworfenen Sensoren zeigen eine höhere Empfindlichkeit als andere MXene gegenüber H₂O-Dämpfen mit einer Nachweisgrenze von 10 ppm, was der niedrigste bisher bekannte Wert ist. Eine hohe Reproduzierbarkeit und eine Langzeitstabilität für mindestens 6 Monate sind weitere Eigenschaften, die für den Serieneinsatz Voraussetzung sind.

Insgesamt versprechen die herausragenden Eigenschaften der entwickelten Mo₂CT_x MXene viele mögliche Anwendungen, bei denen eine exakte Hygrometrie Voraussetzung ist. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der angesehenen Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht (https://doi.org/10.1002/adma.202104878).

Abbildung: Scanning Electron Microscopy of a Mo2CTx MXene Multilayer.

Link zur offiziellen Pressemeldung

Weitere Informationen:
Dr. Hanna Pazniak, Fakultät für Physik, hanna.pazniak@uni-due.de

Prof. Dr. Ulf Wiedwald, Fakultät für Physik, ulf.wiedwald@uni-due.de

Die Orientierungsveranstaltung für den Studiengang Lehramt Physik ist dieses Jahr am Dienstag, 05. Oktober 2021. Sie wird federführend vom Fachschaftsrat Lehramt Physik & Technik organisiert.

Bitte beachten Sie, dass der Zutritt zu den Gebäuden der Universität Duisburg-Essen nur unter Beachtung der 3G-Regel (geimpft, genesen, getestet) und mit Maske (medizinische Maske oder FFP2-Maske) möglich ist. Eine Kontrolle der Voraussetzungen wird am Eingang der Universität erfolgen.

Programm:

10:00 Uhr: Start der Informationsveranstaltung für die Lehramtsstudierenden im Fach Technik vom Lehrstuhl Technologie und Didaktik der Technik, an welcher Sie entweder im Hörsaal S07 S00 D07 oder hier live teilnehmen können.

11:00 Uhr: Der Fachschaftsrat Lehramt Physik und Technik bietet unter derselben Adresse ebenfalls eine Informationsveranstaltung für die Studierenden in Technik mit anschließender Stundenplanberatung an.

12:00-14:00 Uhr: Campus-Rallye und Grillen für Studierende beider Fächer.

14:00 Uhr: Informationen von der Fakultät für Physik zum Studium (S07 S00 D07 und live hier). Melde Sie sich, wenn Sie vor Ort dabei sein wollen, bitte vorab an.

15:00 Uhr: Informationsveranstaltung des Fachschaftsrates unter derselben Adresse mit anschließender Stundenplanberatung und Grillen.

Von der Planetenforschung bis zum 3D-Druck: Eine seit Langem bestehende Problemstellung in Wissenschaft und Industrie ist gelöst. Forscher der UDE und Universität zu Köln haben ein mathematisches Modell entwickelt, um den Böschungswinkel für aufgeschüttete Hügel vorherzusagen – auch auf dem Mond. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler nun im Fachmagazin PNAS* veröffentlicht.

Lässt man Sand aufeinander rieseln, bildet sich ein Kegel, der je nach Größe der Körner etwas unterschiedlich aussieht. Dessen Böschungswinkel bestimmt das Fließverhalten des Granulats: Je fließfähiger das Granulat, desto kleiner der Böschungswinkel. Das Zusammenspiel aus Partikelgröße, Fließverhalten und Schwerkraft ist für verschiedene industrielle Anwendungen wichtig, wie für den 3D-Druck oder in der Raum- und Planetenforschung: „In Zukunft sollen etwa Bauteile für Sonden in der Raumstation oder auf der Oberfläche von Mond oder Mars gedruckt werden“, so Dr. Eric Parteli, Physiker der UDE. Für die richtige Wahl der Partikelgröße muss der oben beschriebene Zusammenhang verstanden werden. „Ein mathematisches Modell für den Böschungswinkel ermöglicht es etwa, aus den Hangneigungen einer außerirdischen Sedimentlandschaft auf die Partikelgröße einer Planetenoberfläche zu schließen.“

Um solch ein Modell zu realisieren, verwendeten die Wissenschaftler in ihrer Arbeit teilchenbasierte numerische Simulationen, auch Diskrete-Elemente-Simulationen genannt. Damit erstellten sie Schüttkegelmodelle aus zahlreichen Kombinationen unterschiedlicher Teilchendurchmesser und Gravitationsbeschleunigungen. Aus den Ergebnissen leiteten sie eine mathematische Gleichung für den Böschungswinkel ab. Als Granulat für ihre theoretische Simulationen nutzten sie Glaskugeln, da dafür in der Literatur zahlreiche experimentelle Ergebnisse zum Böschungswinkel als Funktion des Teilchendurchmessers vorliegen.

Es zeigt sich: Ein Sandhügel – zumindest einer aus sandkorngroßen Glaskugeln– ist auf dem Mond etwa zehn Grad steiler als auf der Erde, da auf dem Mond nur 17 Prozent der irdischen Gravitation wirken. Auf dem Pluto mit seinen sechs Prozent der irdischen Gravitationsbeschleunigung wäre ein solcher Schüttkegel 20 Grad steiler als auf der Erde. „Auf Pluto sähe solch ein Schüttkegel wie ein Haufen Puderzucker aus“, so Parteli.

Elekes, Filip; Parteli, Eric: An expression for the angle of repose of dry cohesive granular materials on Earth and in planetary environments; PNAS September 21, 2021 118 (38) e2107965118; https://doi.org/10.1073/pnas.2107965118: *https://www.pnas.org/content/118/38/e2107965118

Zur vollständigen Pressemitteilung der Universität zu Köln geht es hier.

Im Bild:

Simulierte Schüttkegel auf Pluto, Erde und hypothetischem Planeten (v.r.).

Weitere Informationen:

Dr. Eric Josef Ribeiro Parteli, Physik, Tel. 0203/379 4757, eric.parteli@uni-due.de

Redaktion: Jennifer Meina, Tel. 0203/379 1205, jennifer.meina@uni-due.de

Auch in diesem Jahr findet wieder in der Woche vor offiziellem Vorlesungsbeginn eine Orientierungsveranstaltung für alle Studierenden der Studiengänge Physik und Energy Science statt. Diese wird federführend vom Fachschaftsrat Physik organisiert.

Bitte beachten Sie, dass der Zutritt zu den Gebäuden der Universität Duisburg-Essen nur unter Beachtung der 3G-Regel (geimpft, genesen, getestet) und mit Maske (medizinische Maske oder FFP2-Maske) möglich ist. Eine Kontrolle der Voraussetzungen wird am Eingang der Universität erfolgen.

Dienstag, 05.10.2021, Raum MC 122 & MD 162:

   09:30 Uhr: Formloses Kennerlernen (Zugang zur Universität ab 09:00 Uhr über Eingang MC, 1. Etage, möglich)
   10:00 Uhr: Einführung in das Studium durch den Studiendekan und den Fachschaftsrat
   12:00 Uhr: Führung durch die Universität in Kleingruppen.

Donnerstag, 07.10.2021, digital (Link auf Seite des Fachschaftsrates Physik):

   10:00 Uhr: Gemeinsames "digitales" Frühstück mit Buddys und Mentoren
   12:00 Uhr: Professoren-Café

Alle Studierenden erhalten eine Einladung mit weiteren Informationen zur Veranstaltung und zum Zutritt per Post.

Vom 8. bis 10. November 2021 konzentriert sich die 25. Deutsche Physikerinnentagung drei Tage lang auf den fachlichen Austausch sowie auf die Karriereplanung und das Networking von Frauen in der Physik.

Im Fokus der 25. Deutschen Physikerinnentagung, die im Jubiläumjahr von der Universität Duisburg-Essen und der Technischen Universität Darmstadt ausgerichtet wird und in Kooperation mit der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) stattfindet, stehen der fachliche Austausch zu Fragen der Festkörperphysik und den Materialwissenschaften sowie gleichermaßen der Vernetzungsgedanke. Zielgruppe der rein digitalen Veranstaltung sind Physikerinnen verschiedener Fachrichtungen und Karrierestufen – von der Studentin bis zur Professorin, von der Praktikantin bis zur Industriephysikerin im obersten Management – sowie alle Interessierte.

Den wissenschaftlichen Schwerpunkt bilden die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft eingerichteten Forschungsverbünde „Nichtgleichgewichtsdynamik kondensierter Materie in der Zeitdomäne“ (SFB 1242)“ in Duisburg und „Hysterese-Design magnetischer Materialien für effiziente Energieumwandlung“ (SFB/TRR 270 HoMMage) in Duisburg und Darmstadt mit nationalen und internationalen Sprecherinnen, Diskussionen sowie einer Ausstellung mit Fachpostern.

Ferner werden zahlreiche Veranstaltungen zum Networking, zu Softskills und zur Planung einer Karriere an der Universität oder in der Industrie angeboten. Beispielsweise stellen sich die Netzwerke „mentoring³“ und „mentoring hessen“ vor. „Wir wollen unsere Begeisterung für die Themen unserer Sonderforschungsbereiche mit anderen Physikerinnen – auch aus anderen Forschungsgebieten – teilen und gleichzeitig mit den Coachingangeboten das Vorwärtskommen von Physikerinnen auf allen Ebenen erleichtern“, erläutert Dr. Katharina Ollefs, Organisatorin der Tagung und selbst auf dem Weg einer wissenschaftlichen Karriere. Von Montag, den 8. bis Mittwoch, den 10. November 2021 können die Teilnehmenden der Onlineveranstaltungen dann beliebig zwischen fachlicher Diskussion oder Themen des Networkings wechseln.

Die Deutsche Physikerinnentagung gibt es seit 1997. Nachdem sie einige Zeit eigenständig ausgerichtet wurde, findet die Deutsche Physikerinnentagung dieses Jahr nun wieder in Kooperation mit der DPG statt.

Was passiert in einem Milliardstel einer Milliardstel Sekunde in der Welt der Atome und Moleküle? Das erforscht der Sonderforschungsbereich 1242 – und macht das unvorstellbar Schnelle sogar sichtbar für das menschliche Auge.

21 …22 … Wer die Dauer einer Sekunde abschätzen möchte, kann sich bequem eines Tricks bedienen. Im normalen Sprechtempo geben wir vier Silben in etwa einer Sekunde wieder. Im Alltag mag das oft völlig ausreichend sein – anders sieht es aus in der Welt der Forschung. Hier sind deutlich genauere Zeiten wichtig, und es kann auf Sekundenbruchteile ankommen. Aber was ist eine Sekunde?

Als man noch von einer gleichmäßigen Rotation der Erde um die eigene Achse ausging, war eine Sekunde der sechzigste Teil einer Minute, eine Minute wiederum der sechzigste Teil einer Stunde, und damals wie heute hat der Tag 24 Stunden. Um 1885 konnte Karl Friedrich Küstner an der Bonner Sternwarte aber zeigen, dass die Erde sich nicht gleichmäßig bewegt, sondern um die Pole herum leicht eiert. Das klingt nicht nach viel, hat aber doch Einfluss auf unser Leben. Durch diese Polschwankungen dauert ein mittlerer Tag auf der Erde nicht genau 24 Stunden, sondern 23 Stunden, 56 Minuten und 4,0989 Sekunden. Deshalb gibt es die regelmäßigen Schaltjahre und Schaltsekunden, die wir durchführen, um im Takt mit unserem Planeten zu bleiben. 

Seit 1967 ist die Länge einer Sekunde genauestens festgelegt: Sie beruht auf der Periodendauer eines festgelegten atomaren Übergangs des 133 Cäsiumatoms. Die Wahl fiel auf dieses Element, weil der Übergang zwischen seinen Grundzuständen mit den damaligen elektronischen Geräten messbar war – obwohl der Prozess in der Sekunde genau 9.192.631.770-mal abläuft. 

In der Physik wird Zeit als gerichtete Größe betrachtet – das heißt, sie schreitet voran von der Geburt des Universums bis in unsere jetzige Zeit. Die Forschenden des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1242 gehen verschiedenen zeitlichen Veränderungen auf den Grund. Sie betrachten dabei kondensierte Materie, also grundsätzlich alle stofflichen Materialien, die uns umgeben. Besonders spannend werden die Forschungsobjekte an dem Punkt, an dem sie aus dem Gleichgewicht geraten und ihren Ruhezustand verlassen. So lässt sich auch der Name des SFB verstehen: Nichtgleichgewichtsdynamik kondensierter Materie in der Zeitdomäne.

Was ist Zeitdomäne?

Was sich hinter dem Begriff der Zeitdomäne verbirgt, erklärt Professor Uwe Bovensiepen, Sprecher und wissenschaftlicher Leiter: „Physikalische Phänomene lassen sich unter verschiedenen Aspekten betrachten. Wenn Sie zum Beispiel an Licht denken, das durch ein Prisma fällt und sich farblich auffächert, dann betrachten Sie die Spektraldomäne, also eine Abhängigkeit der Lichtfarbe von der Wellenlänge.“

Der Bereich, den die Physiker:innen des SFB betrachten, ist ein anderer, wie der Wissenschaftler weiter erklärt: „Wir beobachten in der Zeitdomäne. Das erfordert technische Kniffe und ausgereiftere Werkzeuge. Wir nutzen einen Effekt, den alle Menschen aus dem realen Leben kennen: den Doppler-Effekt: Der entsteht, wenn man einen Rettungswagen mit Martinshorn auf sich zufahren hört. Die Frequenz und damit das Geräusch ändert sich beim Näherkommen und Vorbeifahren. Das gibt es auch im Kleinen bei der Beobachtung von einzelnen Atomen in der Luft.“

Im Sonderforschungsbereich werden beispielsweise Atome und ihr Zusammenspiel in festen Körpern untersucht. Dazu werden Elektronen angeregt, aus dem Gleichgewicht gebracht, und es wird geschaut, wie sie sich bei der Rückkehr in den Ausgangszustand verhalten. Die Ausbreitung solcher Anregungen und die Kopplung mit anderen Atomen führen hier zu spannenden Phänomenen. So kann sich etwa Licht verstärken, oder es gibt Strukturumwandlungen beispielsweise von ungeordneten zu geordneten Strukturen.

Eine wichtige Rolle in der Forschung spielen Festkörperlaser, deren Pulse extrem genau gesteuert werden können. Viele der durchgeführten Experimente sind sogenannte Anregungs-Abfrage-­Experimente (Pump-Probe im Englischen). Ein erster Laserpuls regt ein Teilchen an, ein zweiter, präzise getaktet, fragt das Ergebnis ab. Die Abstände zwischen den beiden Pulsen können extrem genau reguliert und verändert werden.

Eine Art Daumenkino

Das Ergebnis ist immer eine Momentaufnahme. Wird das Experiment so wieder und wieder durchgeführt und der zweite Laserpuls jedes Mal einen Moment später gesetzt, entsteht eine ganze Serie dieser Schnappschüsse. Ähnlich einem Sportfotografen, der bei den olympischen Spielen den Siegersprung in vielen hundert Einzelbildern nachvollziehen kann, kommt auch für die Wissenschaftler:innen eine Art Daumenkino zustande. Eine Abfolge von Ereignissen, die eigentlich rasendschnell erfolgt, lässt sich so in Zeitlupe beobachten und sogar vor- und zurückspulen.

„Unsere Forschung findet im Femto- oder Attosekunden-Bereich statt. Eine Attosekunde ist ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde, das ist fast unvorstellbar kurz. Zum Vergleich: Das Universum ist etwa 1018 Sekunden alt. Und eine Attosekunde ist 10-18 Sekunden lang. Das Alter unseres Universums verhält sich zu einer Sekunde also genauso wie diese Sekunde zur Länge der Prozesse, die wir untersuchen,“ erklärt Uwe Bovensiepen.

Am Ende hoffen die Wissenschaftler:innen, mit ihrer Grundlagenforschung zu neuen Materialeigenschaften beitragen zu können. Die könnten zum Beispiel Katalysatoren verbessern oder zu neuen Energiespeichern führen – angesichts der Klimakrise ein hoch­relevantes Thema.

Der SFB ist aktuell in der zweiten Förderperiode. „Wenn Sie von der Deutschen Forschungsgemeinschaft so viel Geld haben wollen, müssen Sie das gut begründen“, so Uwe Bovensiepen. „Die UDE selbst spielt ziemlich erfolgreich in der Bundesliga der Universitäten – und ermöglicht es uns, dass wir mit der Forschung in der Champions League mitmischen können. Dadurch können wir auch internationale Topstars für uns gewinnen und als neue Professor:innen berufen.“ Es braucht allerdings nicht nur Geld zum Forschen, sondern auch Zeit. Und die nutzen die Mitglieder des SFB auf ihre Weise.

Was in einer Sekunde passiert

• Ein Passagierflugzeug fliegt 250 Meter.
• Sonnenlicht legt eine Distanz von 300.000 km zurück – und die Sonne verliert 4.000.000 Tonnen Masse.
• Auf dem Weg um die Sonne kommt die Erde 30 Kilometer weiter.
• 4,3 Kinder werden geboren.
• Auf YouTube kommen neue 500 Stunden Video hinzu.
• Das menschliche Herz pumpt 83 Milliliter Blut weiter.
• Ein Kolibri schlägt 80-mal mit seinen Flügeln.

im Bild: Professor Uwe Bovensiepen im Laserlabor.

Die Fakultät für Physik trauert um Prof. Peter Entel. Der Seniorprofessor verstarb am 4. August mit 77 Jahren. Mit Peter Entel verliert die Fakultät einen passionierten Forschergeist, Ideengeber und Diskussionspartner für den die Wissenschaft stets an erster Stelle stand.

Nach seinem Physikstudium von 1966 bis 1971 an der Universität Saarbrücken, führte Entels Weg nach Köln. Hier promovierte er sich im Jahr 1975 und erwarb seine Habilitation sieben Jahre später ebenfalls dort. Im selben Jahr erhielt den Ruf auf eine C2-Professur für Theoretische Physik an der damaligen Universität-Gesamthochschule Duisburg. Hier wirkte er als langjähriger Projektleiter in drei Sonderforschungsbereichen und fungierte von 1997 bis 2005 als Sprecher das Gradiuertenkollegs GRK 277 „Struktur und Dynamik Heterogener Systeme“.

Einen wesentlichen Schwerpunkt seiner Arbeit bildete die computergestützte Vorhersage der Eigenschaften von magnetischen Legierungen, großen Molekülsystemen und Nanopartikeln im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie. Durch zahlreiche Gastaufenthalte, unter anderem an der University of California in Santa Barbara, der Aoyama Gakuin University in Tokyo, der TU Wien sowie der Oskaka University, knüpfte er ein internationales Netzwerk, das es ihm ermöglichte, etablierte Felder für neue Methoden zu öffnen.

Auch nach seiner Pensionierung blieb Entel der UDE als Seniorprofessor treu. Er brachte unter anderem das grundlegende Verständnis der elektronischen Eigenschaften von magnetischen Formgedächtnislegierungen und Materialien für neuartige Festkörper-basierte Kühlverfahren signifikant voran und erarbeitete sich damit weltweite Anerkennung.
„Seine Begeisterungsfähigkeit für neue physikalische Probleme und Ideen gab er an zahlreiche Absolventinnen und Absolventen weiter, von denen viele über die ganze Welt verteilt weiterhin in Forschung und Lehre engagiert sind“, heißt es aus der Fakultät.

Damit Du dein MINT-Studium erfolgreich bewältigst, ist es wichtig, sich frühzeitig fachlich zu orientieren und auf ein Studium vorzubereiten.  

Die UDE hat mit mintroduce ein Vorkursangebot geschaffen, das Dich dabei unterstützt, mögliche Wissenslücken zu schließen und schulische Vorkenntnisse aufzufrischen und zu vertiefen. Zudem hast Du die Gelegenheit, erste Erfahrungen in der Universität zu sammeln und Deine zukünftigen Kommiliton:innen kennenzulernen. So wirst Du ideal auf deinen Studieneinstieg vorbereitet!

Wir empfehlen ausdrücklich auch an den entsprechenden Vorkursen in der Mathematik und Chemie (Chemie für Physiker) teilzunehmen.

Da die Vorkurse in diesem Jahr ausschließlich online stattfinden, benötigst Du zur Teilnahme ein digitales Endgerät, idealerweise Laptop, Tablet oder Desktop-PC, und eine stabile Internetverbindung. Zudem verfügen diese Geräte optimalerweise über eine Kamera und ein Mikrofon, sodass Du Dich aktiv am Kursgeschehen beteiligen kannst. Für eine möglichst hochwertige Soundqualität empfiehlt sich der Einsatz eines Headsets mit Mikrofon.

Das Vorkurssystem richtet sich an Studieninteressierte und angehende Bachelor- und Lehramt-Studierende der Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik (Ingenieurwissenschaften), Medizin und Wirtschaftswissenschaften. Da es sich um ein freiwilliges und kostenloses Vorkursprogramm handelt, musst Du Dich für die Teilnahme lediglich registrieren

Zwei Konsortien mit Beteiligung von Forschenden aus der UA Ruhr wurden für die Bund-Länder-Förderung der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur, kurz NFDI, ausgewählt. Beide Konsortien widmen sich der Materialforschung, einem Schwerpunkt der UA Ruhr. „FAIRmat“ und „NFDI-MatWerk“ wurden nach einem mehrstufigen Auswahlverfahren bewilligt. Die Förderung ist auf fünf Jahre angelegt.

Die Forschungsgruppe von Prof. Dr. Rossitza Pentcheva aus unserer Fakultät für Physik gehört zu den geförderten Projekten.

Zur Meldung der Universität Duisburg-Essen.

Das Buddy System der Fakultät für Physik hat die Patenschaft mit Stachelschwein "Buddy" von Zoo Duisburg um ein weiteres Jahr verlängert. So steht den neuen Erstsemesterstudierenden neben den studentischen Buddys auch wieder ein tierischer Pate zur Seite. Weitere Informationen zum Patentier sind hier zu finden.

Es wurde bunt, windig und ziemlich knifflig: Zum 20. Mal konnten Nachwuchswissenschaftler:innen ihr Können beim Wettbewerb freestyle physics der UDE unter Beweis stellen – Corona-bedingt mussten wieder Keller, Küche und Kinderzimmer anstelle des Campus‘ in Duisburg zur Präsentation herhalten. Die Siegerehrung fand am Freitagnachmittag, 25. Juni, im Live-Stream statt. Dennoch waren alle – zwischen Klasse 5 bis 13 – begeistert dabei: 46 Videos wurden für die drei Aufgaben Kristallzucht (21), Windräder (13) und Kaleidoskope (12) eingereicht.

Die Teilnehmer:innen mussten nicht nur kreativ sein und experimentieren, sondern wie bereits im vergangenen Jahr auch filmen, schneiden und moderieren: „Für uns war es besonders spannend zu sehen, wie der Prozess verläuft. Sonst sehen wir ja immer nur das fertige Produkt“, erklärt Dr. Andreas Reichert von der Fakultät für Physik. Er kann sich deshalb gut vorstellen, dass Teilnehmende 2022 – sollte es die Pandemielage zulassen – zusätzlich zu ihrer mitgebrachten Aufgabenlösung, ein kurzes Video vor Ort zeigen können. Auf Präsenz verzichten, will man nicht. „Freestyle physics lebt vom Gemeinschaftsgefühl. Normalerweise sind am Entscheidungstag bis zu 2000 Schüler:innen vor Ort. Sie tauschen sich aus, entdecken Neues und lernen die Uni, den Campus und die Fakultät kennen. Das wollen wir nicht missen“, so Reichert, der die Veranstaltung seit 2007 mitorganisiert. Über 30.000 Kinder und Jugendliche waren bisher dabei. Ein Gemeinschaftsgefühl schaffte auch die Schwarmaufgabe, bei der die 30 Teilnehmer:innen mit dem Drucksensor ihres Smartphones die Masse von Luftmolekülen bestimmten und den Literaturwert nur um einen Prozent verfehlten.

Die Gewinner:innen der drei Einzelaufgaben: Houke Hoeksema vom Kopernikus Gymnasium in Duisburg-Walsum baute Windräder mit extrem gutem Wirkungsgrad. Maximilian Günther Steuer vom Franz-Haniel-Gymnasium in Duisburg züchtete einen Kristall aus Blutlaugensalz. Maike Lienesch vom Antoniuskolleg in Neunkirchen-Seelscheid trat mit einem selbstgebauten Kaleidoskop an und Leon Maurice Klein sowie Maurice Neveling von der Georg-Müller-Gesamtschule Wetter programmierten ein eigenes Kaleidoskop. Zudem wurden Sonderpreise verliehen, unter anderem der Nachhaltigkeitspreis gemeinsam mit der Fridays-for-Future Gruppe Duisburg für ein wiederverwendbares Modell eines Windrades aus Lego.

Die Highlight-Videos samt Siegerehrung des diesjährigen Wettbewerbs gib es auf der YouTube-Seite von freestyle-physics zu sehen.

Redaktion: Jennifer Meina

Noch nicht sicher welches Studienfach das Richtige ist? Lust direkt mit Studentinnen und Studenten über verschiedene Studiengänge zu sprechen? Beim Studi-Talk am 24. Juni gibt es auch einen Zoom-Raum in dem drei unserer Buddys für Gespräche zu den Studiengängen Physik, Physik Lehramt und Energy Science Rede und Antwort stehen.

Das Akademisches Beratungs-Zentrum der Universität Duisburg-Essen (kurz ABZ)  organisiert für den  Donnerstag den 24. Juni 2021 den langen Abend der Studienberatung.
Dort werden zwischen 16:00 – 20:00 Uhr persönliche Beratungen via Telefon und Zoom und E-Mail angeboten. Parallel gibt es um 17:00 Uhr einen Vortrag zu Bewerbungsverfahren und der Einschreibung an der UDE. Dann um 18:00 Uhr einen Vortrag zu Stipendien.

Zwischen 19:30 und 20:30 gibt es den Studi-Talk bei dem Studieninteressierte direkt mit Studentinnen und Studenten über verschiedene Studiengänge sprechen können – u. a. mit drei unserer Buddys aus den Studiengängen Physik, Physik Lehramt und Energy Science.

Jeder hat schon mal an der Türklinke einen gewischt gekriegt. Denn wenn sich zwei verschiedene Stoffe berühren, kann es zu einer elektrostatischen Aufladung kommen, die sich mit einem kleinen Blitz abbaut. Diese Reibungselektrizität kann man nutzen, um etwa Partikel in Abgasen abzuscheiden; sie kann aber auch ungewollt Explosionen auslösen, wenn z.B. brennbare Flüssigkeiten oder Pulver abgefüllt werden. Was bei der Kontaktelektrifizierung passiert, ist bislang nur ansatzweise verstanden. Dem Team um Experimentalphysiker Prof. Rolf Möller, Universität Duisburg-Essen (UDE), ist es erstmals gelungen, den Ladungsübertrag während der kurzen Zeit der Berührung zu beobachten. Darüber berichtet die Zeitschrift „Science Advances“.*

Jede mikroskopische Berührung zwischen Materialien führt zu einer Aufladung. Gibt es viele Kontakte, können sehr hohe elektrische Spannungen von etlichen Kilovolt entstehen. „Obwohl das schon lange bekannt ist, ist es immer noch unklar, was für geladene Teilchen das sind, die bei der Berührung übertragen werden“, so Prof. Rolf Möller. „Das könnten einzelne Elektronen, Atome (Ionen) oder ganze Moleküle aus mehreren Atomen sein.“

Um der Lösung näher zu kommen, müsste man exakt den Moment analysieren, in dem sich die Ladung von einem auf das andere Material überträgt. Das geschieht während der Berührung atemberaubend schnell, nämlich in ein paar Millionstel Sekunden oder sogar noch schneller.

Mit herkömmlichen Geräten lässt sich der Vorgang nicht erfassen. Also hat Möllers Arbeitsgruppe neue elektronische Ladungsverstärker entwickelt, die sehr kleine Ladungen in Mikrosekunden messen. Damit starteten sie ihre Versuche: „Wir haben eine Kugel mit 1 mm Durchmesser aus einer Höhe von ein paar Zentimetern auf eine Platte fallen lassen, sodass die Kugel wie ein Ball viele Male springt. Dabei haben wir gemessen, wie sich die Ladung bei jeder Berührung mit der Oberfläche ändert“, beschreibt der Experimentalphysiker.

Überraschenderweise stellte das Team eine höhere Spannung fest, als es nach dem bekannten Berechnungsmodell hätte sein dürfen. „Das findet man sogar für Metalle, z.B. eine Goldkugel auf einer Kupferplatte“, betont Prof. Möller. „Genau dies, nämlich die Kontaktelektrifizierung zwischen Metallen, gilt aber als einer der wenigen geklärten Prozesse im Bereich der Reibungselektrizität. Wir konnten nachweisen, dass die übertragenen Ladungen, obwohl sie nicht sehr groß sind, ausreichen, um zwischen der Metallkugel und der Metallplatte eine Spannung von 10 Volt auftreten zu lassen.“

Die Geschwindigkeit, mit der die Kugel auf die Platte trifft, spielt eine Rolle – und fehlt in dem bisherigen Modell. „Wir haben daher ein neues Modell auf Basis des alten vorgeschlagen. Dies bezieht die Deformation der Platte und der Kugel bei der Berührung mit ein.“

* Die Ergebnisse sind in der OpenAccess-Zeitschrift „Science Advances“ veröffentlicht: Kaponig et al., Sci. Adv. 2021; 7 : eabg7595

Im Bild: Prof. Rolf Möller und Andre Mölleken am Aufbau. Foto: UDE/Andreas Reichert

Link zum Video

Das Video zeigt mit der roten Kurve stark verlangsamt den zeitlichen Verlauf des Messsignals. Daraus lässt die blau dargestellte, geometrische Flugbahn berechnen. Zwischen aufeinanderfolgenden Kontakten bleibt das Verhältnis der beiden Größen konstant, es ist bis auf eine durch die Geometrie bestimme Konstante durch die elektrische Ladung auf der Kugel gegeben.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Rolf Möller, Experimentalphysik, Tel. 0203/37 9-4220, rolf.moeller@uni-due.de

Redaktion: Ulrike Bohnsack, Tel. 0203/37 9-2429, ulrike.bohnsack@uni-due.de

Physik oder Energy Science oder Lehramt Physik, oder soll ich etwas ganz Anderes studieren? Bist Du noch unentschieden? Dann kannst Du Dich am 2. und 25. Juni 2020, 15:00 bis 18.00 Uhr auf der Online Berufsmesse vocatium von uns beraten lassen.

Ihre Berechnungen zeigen, wie sich die Bewegung winziger Partikel durch Licht dämpfen lässt, bis die alltäglichen Gesetze der Physik nicht mehr gelten: Vereinfacht ausgedrückt sind das die Ergebnisse von Physiker:innen der UDE, zu denen gleich drei Veröffentlichungen in renommierten Fachmagazinen* erschienen sind. Obwohl es sich um Grundlagenforschung handelt, könnten die Erkenntnisse helfen, genauere Drehmoment-Sensoren zu entwickeln.

Kreisel finden sich nicht nur in Kinderzimmern – auch als Bewegungssensoren in Fahrzeugen oder als Stabilisatoren in Schiffen werden deren Drehbewegungen eingesetzt. Die meisten Anwendungen beruhen auf der verblüffenden Art, wie sich starre Objekte drehen und auf externe Kräfte und Drehmomente reagieren: Da gibt es die Gyroskop-Stabilisierung, die eine rollende Münze aufrecht hält oder den Tennisschlägereffekt, der das ausufernde Torkeln eines solchen hochgeschleuderten Sportgeräts beschreibt.

In aktuellen Arbeiten haben nun Forschende um Dr. Benjamin Stickler ein Experiment vorgeschlagen, um die Bewegung nanometergroßer Kreisel so weit zu dämpfen, dass sie den Gesetzen der Quantenphysik folgt: „Hiervon erwarten wir uns weitere überraschende Phänomene, die so nur in diesem Zustand vorkommen können“, so der Physiker.

Pinzette aus Licht

Im vorgeschlagenen Experiment wird der Kreisel – ein nur nanometergroßes Siliziumteilchen – in einer optischen Pinzette in der Schwebe gehalten. In dieser aus Laserlicht geformten Falle, deren Erfindung 2018 mit dem Physik-Nobelpreis geehrt wurde, kann ein Teilchen noch eingeschränkt hin- und herschwingen und sich drehen. Um Quanteneffekte zu beobachten und zu nutzen, muss diese verbliebene Bewegung allerdings gedämpft werden: Das ist möglich, indem das Teilchen zwischen zwei Spiegeln platziert wird, die das von ihm gestreute Laserlicht reflektieren und wieder auf das Teilchen zurückwerfen. Das Team konnte nun zeigen, dass es möglich ist, sowohl die Schwingungs- als auch die Drehbewegung des Teilchens bis in den gewünschten Zustand zu dämpfen, wenn das Laserfeld der optischen Pinzette in Form einer Ellipse schwingt.

Dies stellt nicht nur einen bedeutenden Schritt zur grundlegenden Erforschung und Anwendung von Quanten-Kreiseln dar: Die Methode ermöglicht es künftig auch, Effekte zu beobachten, die die Genauigkeit heutiger Drehmoment-Sensoren deutlich erhöhen können.

Im Bild: Das Nanoteilchen (blau) dreht und bewegt sich in einem Laserfeld (rot), wo seine Bewegung durch Reflexion des Lichtes (Wellenlinien) an den nebenstehenden Spiegel gedämpft

*Originalveröffentlichungen:
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.163603, https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.043514 und https://doi.org/10.1088/1367-2630/aaece4

Weitere Informationen:
Dr. Benjamin Stickler, Theoretische Physik, benjamin.stickler@uni-due.de

Redaktion: Birte Vierjahn, Tel. 0203/37 9-2427, birte.vierjahn@uni-due.de

Die UDE bemüht sich nicht erst seit Ausbruch der Corona-Pandemie, Studienanfängern den Einstieg ins Studium so einfach wie möglich zu machen. Beratungs- und Mentoringangebote wurden systematisch ausgebaut. Dafür gab es jetzt Bestnoten im aktuellen Ranking des Centrums für Hochschulentwicklung (CHE) in allen bewerteten Studiengängen.*

„Der Übergang von der Schule ins Studium bedeutet immer eine Umgewöhnung“, sagt Prof. Isabell van Ackeren, Prorektorin für Studium und Lehre an der UDE. „In Zeiten, in denen der Hochschulbetrieb in weiten Teilen digital abläuft und es kaum möglich ist, Mitstudierende oder Lehrende persönlich zu treffen, ist diese Phase besonders herausfordernd. Wir freuen uns sehr, dass unsere Bemühungen auf eine positive Resonanz stoßen.“

Auch in anderen Kategorien konnten Studiengänge der UDE punkten. So erhielt die Physik unter anderem Spitzenbewertungen für Betreuung, Lehrangebot, Studienorganisation und die Unterstützung im Auslandsstudium. Für die Studienorganisation bekam auch die Chemie Bestnoten, genauso wie für die Unterstützung im Studium und Vermittlung wissenschaftlicher und methodischer Kompetenzen. Im Fach Sport/Sportwissenschaft wurde die Betreuung und die Unterstützung im Studium als sehr gut bewertet.

In der Forschung überzeugte die Medizin mit den Zitationen pro Publikation und den Habilitationen. Die Informatik sowohl in den Ingenieur- als auch in den Wirtschaftswissenschaften erreichte hier mit der Zahl der Veröffentlichungen ihrer Forschenden ebenfalls einen Spitzenplatz. Die Politikwissenschaft wiederum zeichnete sich mit einem hohen Drittmittelanteil pro Wissenschaftler:in aus.

Das CHE-Hochschulranking ist das umfassendste seiner Art im deutschsprachigen Raum: Mehr als 300 Universitäten und Fachhochschulen wurden untersucht und über 120.000 Studierende befragt. Das Besondere: Neben Fakten zu Studium, Lehre, Ausstattung und Forschung gehen auch studentische Urteile in die Bewertung ein. Jedes Fach wird im Dreijahresrhythmus neu bewertet.

* Das sind: Biologie, Chemie, Informatik, Mathematik, Medizin, Physik, Politikwissenschaft, Sport.

im Bild:
Prof. Marika Schleberger mit Studierenden der Physik.

Weitere Informationen:
http://www.zeit.de/che-ranking

Redaktion: Dr. Thomas Wittek, Tel. 0203/37 9-2430, thomas.wittek@uni-due.de

Er ist der älteste und wichtigste Social Media-Award Deutschlands: der Goldene Blogger. In diesem Jahr ging er in der Kategorie Wissenschaftsblog an UDE-Physiker Dr. Nicolas Wöhrl und seinen Kollegen Dr. Reinhard Remfort, der an der UDE promoviert wurde. Sie erhielten die Auszeichnung für ihren Blog "Methodisch inkorrekt!", kurz Minkorrekt.

Auch wenn der Preis – internettechnisch gesehen – bereits seit der Steinzeit vergeben wird, genauer gesagt seit 2007, ist diese Kategorie sehr jung: Es gibt sie seit 2019 und wurde pandemiebedingt in diesem Jahr erst zum zweiten Mal verliehen. "Das zeigt sehr schön die wachsende Bedeutung der Wissenschaftskommunikation durch Blogs", freut sich Wöhrl. Wer das Treiben der beiden Physiker schon etwas länger verfolgt, wundert sich nicht, dass sie jetzt Jury und Publikum überzeugen konnten. Neben ihren Aktivitäten in Social Media stehen die beiden auch regelmäßig auf deutschen Bühnen. Dort werden sie als "Rockstars der Wissenschaft" gefeiert und bringen u.a. mit Live-Experimenten ihrem Publikum wissenschaftliche Themen näher.

Auf der Bühne begann für die beiden auch alles: Zunächst traten sie bei Science Slams auf. Seit 2013 produzieren sie im Zwei-Wochen-Rhythmus ihren Podcast Minkorrekt. Sie wollten ausführlicher über Wissenschaft sprechen. "Nicht nur über die Ergebnisse, sondern auch über das ,behind the scenes`", erklärt Wöhrl. Wie funktioniert Wissenschaft? Wie geht Forschung? Was machen Wissenschaftler:innen? Das wollen sie vermitteln. Und so fingen sie an, den Podcast aufzunehmen und aus dem Leben als Forscher an der UDE zu berichten. "Wir haben Spaß an Wissenschaft und würden uns selbst auch privat Experimente zeigen oder über Publikationen sprechen, die wir faszinierend finden. Dass uns dabei noch Menschen zuhören, ist umso schöner", meint der Physiker.

Nicht nur informieren, sondern auch unterhalten

Im Blog stellen die Beiden ihre Podcast-Folgen online. So können die Zuhörenden Kommentare abgeben und Fragen loswerden. Und natürlich gibt es dort auch den Tourplan des Duos – wenn nicht gerade Corona die Auftritte verhindert. Die Themen müssen in der Regel vier Kriterien genügen: Die Publikationen, die sie besprechen, müssen aktuell sein und sie selbst interessieren. "Außerdem müssen wir sie auch erklären können – das geht tatsächlich nicht immer –, und es ist schön, wenn wir es ein wenig mit Spaß und Humor verpacken können. Wir wollen nämlich nicht nur informieren, sondern auch unterhalten," betont Wöhrl.

Bis sie wieder live vor Publikum auftreten können, haben die Physiker noch einen Social Media-Kanal für sich entdeckt: das Live-Streaming-Videoportal Twitch. Dort tauchen sie auch alle zwei Wochen auf. Die Zuseher:innen können während der Sendung Fragen stellen oder die Themen kommentieren. "Denn ganz besonders toll ist es, direkt mit der Öffentilchkeit zu interagieren", begeistert sich der Wissenschaftler.

Die herkömmliche Computertechnik stößt bald an ihre Grenzen: „Magnetische Nanostrukturen eignen sich für neuartige energiesparende Rechenkonzepte“, sagt Prof. Dr. Karin Everschor-Sitte. Die neue UDE-Professorin für Theoretische Physik erforscht an der Fakultät für Physik unter anderem die Physik von magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen, und wie diese genutzt werden können.

Dass die herkömmliche Computertechnik es bald nicht mehr schafft, immer schneller und kleiner zu werden, zeichnet sich schon lange ab, sagt Everschor-Sitte. Neue energieeffiziente Methoden sind notwendig und bereits in der Entwicklung. Die Physik des Nanomagnetismus bietet hierzu viele Ansätze wie Neuromorphic Computing, Reservoir Computing, Stochastic Computing und weitere.

Mit magnetischen Strukturen beschäftigt sich Karin Everschor-Sitte, seitdem sie Mathematik und Physik an der Universität Köln studierte und mit einer ausgezeichneten Diplomarbeit über die Manipulation magnetischer Strukturen abschloss. 2012 wurde sie dort zum Thema „Skyrmionen“ mit Bestnote promoviert; das mittlerweile große Forschungsfeld hat sie mit aufgebaut. Danach forschte sie unter anderem an der TU München (2012/13) und der US-amerikanischen University of Texas, Austin (2013-2015). Bevor sie an die UDE kam, leitete sie eine Emmy Noether-Nachwuchsgruppe an der Universität Mainz.

Ihre Arbeitsgruppe „TWIST – Topological Whirls In SpinTronics“ wird nun in Duisburg forschen. „Wir untersuchen, wie das Zusammenspiel zwischen Skyrmionen, verschiedenen magnetischen Strukturen und Spin- und Ladungsströmen aussieht. Gesteuert wird es durch mikroskopische Mechanismen innerhalb der Materialien, die wir ebenfalls verstehen möchten“, erklärt die 37-Jährige. „Wenn wir mehr über sie wissen, lassen sich die Eigenschaften der magnetischen Nanostrukturen optimal nutzen.“

Ihre Forschung ergänzt die Arbeit der Sonderforschungsbereiche SFB/TRR 270 und SFB 1242 der Fakultät für Physik. Im TRR 270 werden magnetische Materialien untersucht, die effizienter und ressourcenschonender als bisherige in der Energietechnik einsetzbar sind. Der SFB 1242 befasst sich mit ultraschnellen Prozessen im Nichtgleichgewicht. 

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Karin Everschor-Sitte, Theoretische Physik, karin.everschor-sitte@uni-due.de

Redaktion: Alexandra Nießen, Tel. 0203/37 9-1487, alexandra.niessen@uni-due.de 

Ellenbogenmentalität bei einem zweidimensionalen Material: Das hat ein internationales Team unter Federführung des Center for Nanointegration (CENIDE) der UDE kürzlich entdeckt: Den Physikern gelang es, Bor-Schichten entstehen zu lassen, die nur eine Atomschicht hoch sind. Störende Stufenkanten auf der Unterlage schiebt das Material dabei einfach aus dem Weg. Seine Ergebnisse veröffentlichte das Team im Fachmagazin ACS Nano*.

Es ist das Ziel des Teams um UDE-Prof. Michael Horn-von Hoegen, das dünnstmögliche Bor, sogenanntes Borophen, herzustellen. Denn es verspricht Eigenschaften, die den Bau zweidimensionaler Transistoren möglich machen könnten. Die hierzu bisher verwendete Methode der Molekularstrahl-Epitaxie führt zu viel zu kleinen Inselchen, für genauere Untersuchungen und den Einsatz in der Technologie sind jedoch größere Flächen nötig.

In ihrer neu entwickelten Methode der „Segregationsgestützten Epitaxie“ nutzen sie gasförmiges Borazin sowie eine Iridium-Unterlage. Die wesentlichen Bestandteile des Borazin sind Bor- und Stickstoffatome, die in regelmäßigen Sechseck-Strukturen angeordnet sind wie Bienenwaben. Erhitzt man die Iridium-Probe in einer Borazin-haltigen Umgebung, so setzen sich dessen Moleküle an der Oberfläche fest, anschließend verdampft der Stickstoff. Ab 1100°C geht das Bor ins Iridium über, denn dieses kann bei so hohen Temperaturen wie ein Schwamm bis zu einem Viertel seines Volumens an Bor-Atomen zusätzlich aufnehmen. Nachdem das System wieder abgekühlt ist, fällt Borophen – die einatomige Lage aus Bor – an der Oberfläche des Iridium-Kristalls aus. Dabei wächst es nicht über Stufenkanten des darunterliegenden Kristalls hinaus, schiebt diese jedoch in alle Richtungen weg, um selbst so große Flächen zu bilden wie möglich.

Nächster Schritt: Ablösung

Dass es sich bei den Flächen ausschließlich um Bor-Atome handelt und der Stickstoff aus der Probe verschwunden ist, konnten Experten des Interdisciplinary Center for Analytics on the Nanoscale (ICAN) unter der Leitung von UDE-Prof. Frank-J. Meyer zu Heringdorf zweifelsfrei nachweisen.

Wie sich das Borophen nun von der Iridium-Unterlage ablösen lässt, das wollen die Forscher in einem nächsten Schritt untersuchen.

Die Veröffentlichung entstand in Zusammenarbeit mit Physikern der Universität zu Köln sowie des Center of Excellence for Advanced Materials and Sensing Devices in Zagreb (Kroatien).

Im Bild: Bilderserie, die die Entwicklung von der reinen Iridium-Oberfläche (links, pink) hin zur völlig Borophen-bedeckten Oberfläche der Probe (rechts, gelb-orange) zeigt.

*Originalveröffentlichung:
K.M. Omambac, M. Petrović, P. Bampoulis, C. Brand, M.A. Kriegel, P. Dreher, D. Janoschka, U. Hagemann, N. Hartmann, P. Valerius, T. Michely, F.J. Meyer zu Heringdorf, M. Horn-von Hoegen
„Segregation-Enhanced Epitaxy of Borophene on Ir(111) by Thermal Decomposition of Borazine“
ACS Nano, published online March 24, 2021
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00819

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Michael Horn- von Hoegen, Experimentalphysik, Tel. 0203/37 9-1438, horn-von-hoegen@uni-due.de

Redaktion: Birte Vierjahn, Tel. 0203/37 9-8176, birte.vierjahn@uni-due.de

Keine Frage - die aktuellen Maßnahmen zur Eindämmung der Corona-Pandemie machen die eigene Studienwahl momentan nicht gerade einfach. Die gute Nachricht: Sie können trotzdem aktiv Ihre Zukunfts-Pläne schmieden! Besuchen Sie unseren Info-Vortrag zu Physik und Energy Science am 20.04.2021 um 15:00 Uhr online via Zoom. Eine Anmeldung ist über den untenstehenden Link möglich.

Die Fakultät für Physik trauert um Prof. Dr. Werner Keune, der am 27. März 2021 in Folge einer Krebserkrankung verstarb. Mit Prof. Keune blicken wir auf eine vielseitige und erfolgreiche wissenschaftliche Karriere zurück, welche die Experimentalphysik am Standort Duisburg-Essen maßgeblich mitgestaltet hat.

Nach seiner Diplomarbeit an der TU München 1965 entschied er sich für das damals neue und herausfordernde Feld der Mößbauerspektroskopie, und begann seine Promotion unter Prof. Edgar Lüscher, welche er zwischenzeitlich in Thousand Oaks, Kalifornien, in der Gruppe von Prof. Ulrich Gonser weiterführte. 1969 kehrte Werner Keune nach München zurück, um seine Promotion abzuschließen, mit dem Nobelpreisträger Prof. Rudolf L. Mößbauer als Teil seiner Prüfungskommission.

Im selben Jahr schloss er sich zusammen mit Dr. Alfred X. Trautwein einer neuen Gruppe zur Mößbauerspektroskopie an der Universität des Saarlandes in Saarbrücken an, wo er auch seine zukünftige Frau Ingeborg kennenlernte. Von dort initiierte er viele erfolgreiche Kooperationen mit Gruppen in Ungarn, Indien und Japan, wobei er besonders mit letzteren einen noch viele Jahre währenden Austausch pflegte. Nach seiner Habilitation 1975 folgte Werner Keune einem Ruf an die Gesamthochschule Duisburg, heute Universität Duisburg-Essen, und nahm eine Professur zur Angewandten Physik an. Hier baute er ein neues Labor zur Mößbauerspektroskopie auf, welches bis zum heutigen Tag in Betrieb ist.

Während seiner Laufbahn erarbeitete er sich einen beachtlichen Ruf auf seinem Gebiet, und beging mehrere Forschungsjahre bei engen Kooperationspartnern wie Prof. Yutaka Maeda und Prof. Teruya Shinjo (Kyoto, 1979), Prof. Brent Fultz (Pasadena, 1991), Prof. Dominique Givord (Grenoble, 1996) und Dr. Samuel D. Bader (Argonne, 1996). In den 80er Jahren wurde sogar eine offizielle Kooperation zwischen Kyoto und Duisburg beschlossen, welche den Rahmen für einen regelmäßigen Austausch von Wissenschaftlern zwischen den Universitäten schuf. Besonders eng ist bis heute auch die Kooperation mit den Wissenschaftlern an der Advanced Photon Source (APS) in Argonne, nahe Chicago, eine Synchrotron-Strahlungsquelle, welche 1995 in Betrieb ging und bis heute eine Vorreiterrolle in der Forschung einnimmt.

Im Jahr 2006 ging Prof. Keune in den Ruhestand, blieb aber zeitlebens ein aktives Mitglied der Fakultät für Physik. Sein Nachfolger, Prof. Heiko Wende, brachte seine eigenen Methoden und Expertisen aus Berlin mit, führte aber die Mößbauerspektroskopie nahtlos weiter, sodass die Forschungsgruppe Wende auf einen großen Schatz an Erfahrung und Ausstattung aufbauen konnte. Prof. Keune betreute in den Jahren seines Ruhestandes weiterhin aktiv Gruppenmitglieder von Bacheloranden bis Doktoranden, und nahm noch bis 2016 aktiv an Strahlzeiten an der APS teil. Selbst in seinen letzten Jahren war er in den neuesten Projekten und Planungen involviert, und teilte seinen unermesslich wertvollen Erfahrungsschatz mit den jüngsten und ältesten Mitgliedern der Forschungsgruppe.

Wir alle sind dankbar für die Zeit, die wir mit ihm verbringen konnten, und sehen in ihm nicht nur einen sehr geschätzten Kollegen, sondern auch einen guten Freund. Wir denken stets mit Freude an seine immerzu positive, hilfsbereite und herzliche Art, die ihn auch in schwierigen Zeiten immer auszeichnete. Wir erinnern uns gerne an die vielen Jahre der harmonischen und fruchtbaren Zusammenarbeit, trauern aber ebenso um einen geduldigen Mentor, der vielen jungen Wissenschaftlern zu den Anfängen ihrer Laufbahn verhalf.

Wir möchten allen Angehörigen, insbesondere seiner Frau Ingeborg Keune, seinen Kindern, Enkeln und Freunden unser tiefes Mitgefühl aussprechen.

Im Namen der Kolleginnen und Kollegen und aktiven und ehemaligen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der AG Wende und Keune, sowie der Fakultät für Physik der Universität Duisburg-Essen.

Dr. Soma Salamon und Prof. Dr. Heiko Wende

Nach 9 äußerst erfolgreichen Jahren unter dem Namen „Nanoschülerlabor – Einsichten in die Nanowelt“ gibt es einen neuen Namen:  NanoSchoolLab – Einsichten in die Nanowelt. Denn das Labor steht nicht nur Schülern, sondern auch Schülerinnen offen!

Obwohl im NanoSchoolLab momentan keine Schüler:innen-Gruppen ihre Experimente machen können, steht der Betrieb keineswegs still. Julian Schröder, Amy Stein, Yanneck Trautmann von der Friedrich-Albert-Lange-Schule in Solingen (FALS) haben am Jugend-forscht Wettbewerb 2021 teilgenommen und dabei auch auf unser Labor gesetzt.

Im Rahmen der Fridays-For-Future-Bewegung hatten sie sich intensiv mit nachhaltiger Mobilität auseinandergesetzt und sind dabei auf Wasserstoff als potentiellen Energieträger gestoßen. Als Speichermedium kommen metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) in Frage, die aufgrund ihrer großen reaktiven Oberfläche in der Lage sind große Mengen Wasserstoff einzulagern.

Im NanoSchoolLab haben sie sich bei der Leiterin, Dr. Kirsten Dunkhorst, Tipps zu möglichen Analyseverfahren geholt. Hinweise zur Herstellung der MOFs kamen von der Uni Dortmund. Produktion der MOFs und die Messungen am Rasterelektronenmikroskop des NanoSchoolLab waren schon für 2020 eingeplant – mussten dann aber coronabedingt ausfallen.

Das hat die Schüler:innen vom FALS aber nicht daran gehindert bei Jugend forscht mit ihrer theoretischen Arbeit den 2. Platz zu machen! Wir gratulieren und freuen uns auf ihren Besuch, um die Messungen dann doch noch im NanoSchoolLab durchzuführen und vielleicht im nächsten Versuch auf Platz 1 zu landen.

Was macht die Maus an ihrem Geburtstag? Feiern natürlich, aber danach ging sie sofort wieder ihrem Lieblingshobby nach: Der Forschung. Sie begleitete ein sechsköpfiges Team um Andreas Wucher zum UDE-eigenen Experimentierplatz am Schwerionenbeschleuniger der GSI in Darmstadt.

Schon lange ist bekannt, dass man ein Material zerstäuben kann, indem man mit Ionen drauf schießt. Das funktioniert so ähnlich wie Sandstrahlen. Aber was passiert, wenn man die Ionen immer schneller macht? Zunächst nimmt die Zerstäubungsausbeute ab, bei noch schnelleren Teilchen nimmt sie dann aber wieder sehr stark zu. Bei sehr schnellen Ionen ist nämlich das Sandstrahlen quasi wirkungslos, dafür werden die Elektronen des Materials so stark angeregt, dass die dadurch ausgelösten Sekundärprozesse die Zerstäubungsausbeute in die Höhe treiben. Wie das im Detail aussieht und welche Rolle das Material dabei spielt, hat das Team nun im Detail untersucht. Sechs Tage lang – rund um die Uhr.

Das Forschungsprojekt wird vom BMBF gefördert.

Mit einem neuen Video stellen wir sehr kompakt die Philosophie hinter unserem  Studiengang Energy Science vor.

Die zukünftige Versorgung der Menschheit mit Energie ist eine globale Herausforderung für die Wissenschaft. Hier schwingen vielfältige Fragestellungen rund um die natürlichen Ressourcen, das Klima und die Ernährung mit.

„Energy Science“ an der Uni Duisburg-Essen wird deutschlandweit ein immer beliebterer Bachelor-Studiengang. Neben den naturwissenschaftlichen Grundlagen vermitteln wir den Studierenden ein fundiertes physikalisches Wissen über alle Energieformen, den Energietransport und den Energieverbrauch.

Das Auslandsjahr an renommierten Partneruniversitäten in ganz unterschiedlichen Regionen der Welt stellt ein besonderes Highlight dar. Von Trondheim bis Thessaloniki, von Granada bis Hongkong, von Brasilien bis Taiwan. Neben Land und Leuten lernen die Studierenden ihr Fachgebiet aus der Perspektive anderer Kulturen kennen.

Energy Science – shape the future.

Nach dem in den letzten Monaten mehrere Professoren neu berufen worden sind, soll nun eine Übersicht über alle Professorinnen und Professoren in unserer Fakultät für Physik helfen, sich einen Überblick zu machen.

Am Wetter liegt es vermutlich nicht, vielleicht eher an den knapp 1,25 Millionen Euro vom NRW-Wissenschaftsministerium: Dr. Christopher J. Stein erhält diese Mittel, um eine Forschungsgruppe zum Thema Batterieforschung an unserer Fakultät für Physik aufzubauen. Sein Arbeitsgebiet „physikochemische Prozesse an Grenzflächen“ eröffnet nicht nur viele Anknüpfungsmöglichkeiten zu unseren Sonderforschungsbereichen und zum Exzellenzcluster RESOLV, sondern passt auch hervorragend zum Forschungsprogramm des NETZ, wo Herr Stein mit einem Teil seiner Gruppe sein Büro einrichten und von den hervorragenden Arbeitsbedingungen profitieren wird.

Im Rahmen der 101. Fakultätsratssitzung vom 3. Februar 2021 wurde das Dekanat der Fakultät für Physik einstimmig für weitere 4 Jahre bestätigt:
Dekan (oben links)
Prof. Dr. Michael Schreckenberg
Prodekan (oben rechts)
Prof. Dr. Horn-von Hoegen
Prodekan (unten links)
Prof. Dr. Rolf Möller
Studiendekan (unten rechts)
Prof. Dr. Hermann Nienhaus

Wie es auf unserem Nachbarplaneten Mars aussieht, interessiert wohl jeden - auch die JournalistInnen der Lokalzeit Duisburg. Deshalb waren sie zuerst in der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Gerhard Wurm aus unserer Fakultät für Physik um sich deren neusten Experimente zur Atmosphäre auf dem Mars von Dr. Jens Teiser erklären zu lassen. Den Gegenbesuch als Studiogast beim WDR hat dann Gerhard Wurm übernommen.

Am 27. Dezember des vergangenen Jahres verstarb Professor Petr Braun, langjähriges Mitglied der Arbeitsgruppen Haake und Guhr, nach kurzer schwerer Krankheit.

Petr Braun wurde 1943 in Novokaschirsk (Gebiet Moskau) geboren. Im Jahre 1960 begann er das Studium von Physik und Mathematik an der Staatlichen Universität Leningrad, das er 1965 mit dem Diplom abschloss. Er setzte seine Forschungen dort fort, wurde 1971 Kandidat und 1984 Doktor der Wissenschaften Physik und Mathematik.

Im Jahre 1993 wurde Petr Braun auf einen Lehrstuhl für theoretische Physik, insbesondere Quantentheorie, an der Staatlichen Universität Leningrad berufen, den er bis 2005 innehatte. Professor Fritz Haake lud ihn 2001 an die damalige Universität Essen ein. Geplant war ein längerer Besuch, daraus wurde ein Wechsel nach Essen, bzw. später Duisburg-Essen. Petr Braun war bis 2007 Mitglied zunächst der Arbeitsgruppe Haake, danach bis zu seinem Tode der Arbeitsgruppe Guhr.

Petr Braun war ein international bekannter theoretischer Atomphysiker mit tiefer Kenntnis aller Aspekte der Quantenmechanik. Legendär waren auch seine mathematischen Fähigkeiten, sowohl analytisch als auch numerisch. Er war sehr erfolgreich zunächst im SFB 237 "Unordnung und große Fluktuationen", dann von 2003 bis 2015 im SFB/TR 12 "Symmetries and Universality in Mesocopic Systems". Schnell wurde er ein führender Experte in semiklassischer Physik und trug wesentlich zur Begründung der Bohigas-Giannoni-Schmit-Vermutung bei.

Petr Braun war vielseitig interessiert und hochgebildet, weit über die Physik hinaus. Stets freundlich, den Studierenden hilfsbereit zugewandt und den Kollegen überall in der Welt ein hochgeschätzter Ansprechpartner, wird er uns in Erinnerung bleiben. Wir haben einen großen Forscher und liebenswerten Menschen verloren. Unsere Gedanken sind bei seiner Familie und seinen Angehörigen.

Thomas Guhr

Die WDR-Lokalzeit Duisburg zieht Bilanz über das Coronasemester 2020/2021. Die Energy Science-Studierenden Carmen Zaitz und Eike Gilcher berichten über ihre Erfahrungen. Dr. Florian Mazur steht als Studiogast Rede und Antwort.

Der Mars ist der direkte Nachbar zur Erde – karg und faszinierend zugleich. Vieles auf dem roten Planeten ist rätselhaft, etwa die großen Staub- und Eiswolken. Ein internationales Team, zu dem auch UDE-Physiker gehören, will einige dieser Wissenslücken schließen. Das Projekt RoadMap* wird von der EU über das Programm Horizon 2020 für drei Jahre mit rund 1,5 Mio. Euro gefördert.

Kaum ein anderer Planet unseres Sonnensystems ist der Erde so ähnlich wie der Mars, weshalb die Weltraumforschung sich besonders für ihn interessiert. Seit über 50 Jahren kundschaften Raumsonden und Lander den Mars aus. Richtig einladend ist er nicht: von Vulkanen und Kratern zerfurcht; auf dem Boden und in der Atmosphäre rostiger Staub. Es ist Eisenoxid, das die Oberfläche rot färbt.

„Die Vorstellung ist schon witzig, dass der Mensch nach dem Mond in absehbarer Zeit auch diesen Planeten betreten wird“, sagt Astrophysiker und Marsforscher Professor Gerhard Wurm. „Der Mars ist noch nah genug, um hinzukommen, und technisch machbar ist es auch, obwohl es in Sachen Atmosphäre und Temperatur hier und da etwas extrem ist. Kalt und sehr trocken ist es, und immer und überall ist Staub. Fürs Klima auf dem roten Planeten ist der viel wichtiger, als es der Staub für die Erde ist.“

Denn der Staub wird von atmosphärischen Winden um den Planeten verteilt und heizt in Form von Stürmen und Wolken das Marswetter auf oder kühlt es ab – je nach Jahreszeit. Zu wenig weiß man noch über diesen Kreislauf und auch über die Eigenschaften der Staubpartikel selbst. Wie beginnen, wachsen und enden Staubstürme, die manchmal den gesamten Planeten auf einmal einhüllen können? Wie beeinflussen die Verwirbelungen die Atmosphäre? Das sind zwei der Fragen, die im Projekt geklärt werden sollen.

Die Astrophysiker um Professor Wurm haben bereits zu marsianischen Staubteufeln geforscht – das sind besonders heftige Stürme, die bei gutem Wetter entstehen. „Wir werden untersuchen, wie sich kleine Einschläge auf der Marsoberfläche auswirken, wie Staub in die Atmosphäre gelangt und ob elektrische Aufladung auch auf dem Mars eine Rolle spielt. Denn diese kann auf der Erde in Staubstürmen imposante Blitze auslösen.“

Das UDE-Team wird dafür in Windkanälen, im irdischen Labor und wohl auch im Parabelflug unter echter Marsschwerkraft experimentiert. Die Gravitation ist nur ein Drittel so groß wie die der Erde. „Der Mars“, freut sich Prof. Wurm, „ist ein krasser Planet und für uns einfach ein supercooles Forschungsfeld.“

* RoadMap steht für „ROle and impAct of Dust and clouds in the Martian AtmosPhere“. Physiker und Ingenieure aus vier Nationen arbeiten zusammen. Sie kommen von der UDE, dem Königlich-Belgischen Institut für Weltraum-Aeronomie (BIRA-IASB), das auch die Projektleitung hat, von der dänischen Universität Aarhus sowie von zwei spanischen Instituten.

Im BIld:
Der NASA-Rover Curiosity auf dem Mars. Der Rover verfügt über Kameras und verschiedene Instrumente, um Gestein, Atmosphäre und Strahlung untersuchen zu können. Das Selfie stammt von Mitte November 2020.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Gerhard Wurm, Experimentelle Astrophysik, Tel. 0203/37 9-1641, gerhard.wurm@uni-due.de

Redaktion: Ulrike Bohnsack, Tel.0203/37 9-2429, ulrike.bohnsack@uni-due.de