Physik für Nicht-Physiker erklärt

FAU-Vortragsreihe „Moderne Physik am Samstagmorgen“

Was hat Optik mit schnellen Computern zu tun? Wie viel Energie können geladene Teilchen in  unserer Milchstraße erreichen? Wie werden Röntgenbilder noch leistungsfähiger? Antworten auf diese und weitere Fragen geben Wissenschaftler der FAU in der „Modernen Physik am Samstagmorgen“. In der Vortragsreihe werden interessierten Laien, insbesondere Schülerinnen und Schülern, aktuelle Forschungsthemen leicht verständlich vorgestellt.

In diesem Sommer bietet die FAU die Samstagsreihe bereits zum dritten Mal an. Alle vier Vorträge finden jeweils samstags um 11.15 Uhr im großen Hörsaal G des Hörsaalzentrums Physik/Biologie, Staudtstraße 5 in Erlangen, statt. Sie dauern etwa eine Stunde, danach ist noch Zeit für Fragen. Der Eintritt ist frei, eine Anmeldung ist nicht notwendig. Mehr Informationen zur Vortragsreihe sowie eine Wegbeschreibung sind im Internet auf der Seite des Departments Physik unter https://www.physik.nat.fau.de/schueler/ zu finden.

•  Warum Computerprozessoren nicht mehr schneller werden und was Optik daran ändern kann

Samstag, 15. Juni, 11.15 Uhr, großer Hörsaal G, Staudtstraße 5, Erlangen

In der modernen Informationsgesellschaft wächst seit Jahren das Volumen übertragener und verarbeiteter Daten exponentiell an, ohne dass dadurch der Bedarf nach immer höheren Bitraten dauerhaft befriedigt werden kann. Besonders die moderne Mikroelektronik stößt aber inzwischen an ihre Grenzen, die vor allem aus dem Energieverbrauch der Prozessoren resultieren und beispielsweise keine weitere Steigerung der Taktfrequenzen erlauben. Im Gegensatz zu elektrischen Systemen sind optische Komponenten in dieser Hinsicht kaum limitiert, weshalb wohl schon in naher Zukunft Photonen an vielen Stellen in Computern Elektronen ersetzen werden. Prof. Dr. Ulf Peschel erklärt die fundamentalen Grenzen der Leistungsfähigkeit elektronischer Systeme und diskutiert, welche Lösungsvarianten die Optik an dieser Stelle bietet.

•  Der Informationsbegriff in der Physik: Vom Maxwellschen Dämon bis zur fundamentalen Wärmeproduktion eines Computers

Samstag, 29. Juni, 11.15 Uhr, großer Hörsaal G, Staudtstraße 5, Erlangen

Die Lehre von der Wärme, die sogenannte Thermodynamik, steht bei Prof. Dr. Eric Lutz im Mittelpunkt. Wärme produziert zufällige Bewegung – Physiker sprechen von Entropie. Doch auch in der Informatik spielt Entropie eine Rolle: Vor 60 Jahren wurde der Begriff in diesem Gebiet eingeführt, um damit den Informationsgehalt einer Botschaft zu messen. In dem Vortrag soll nun die Verbindung zwischen der Thermodynamik und dem Informationsbegriff erläutert werden. Beginnend mit dem berühmten Maxwellschen Dämon, ein Gedankenexperiment des Physikers James Clerk Maxwell aus dem Jahr 1871 über die statistische Natur der Entropie, bis hin zu den physikalischen Grenzen eines modernen Computers, zeigt Lutz die wichtige Rolle der Information in der Thermodynamik.

• Die Milchstraße mit Gamma-Augen sehen: Hochenergieastronomie in Namibia

Samstag, 6. Juli, 11.15 Uhr, großer Hörsaal G, Staudtstraße 5, Erlangen

1.000.000.000.000.000 Elektronenvolt – diese unvorstellbar hohe Energie erreichen geladene Teilchen in den kosmischen Beschleunigern unserer Milchstraße. Das ist eine weit höhere Energie, als der zur Zeit größte von Menschen gebaute Teilchenbeschleuniger bei Genf ermöglicht. Welche Himmelsobjekte sind für dieses Phänomen verantwortlich? Wie funktionieren diese Beschleuniger? Sind sie verantwortlich für die kosmische Strahlung, die aus dem Weltraum auf die Erde trifft? Diesen Fragen widmet sich Prof. Dr. Christopher van Eldik in seinem Vortrag. Darin stellt er unter anderem die Arbeit der Astronomen vor, die in Namibia mit speziellen Teleskopen den Himmel im Bereich der Gammastrahlung beobachten dabei ein Universum vorfinden, das völlig anders aussieht, als die Betrachtung des Sternenhimmels mit dem bloßen Auge vermuten lässt.

• Röntgendunkelfeldbildgebung – neue Bilder für die Medizin

Samstag, 20. Juli, 11.15 Uhr, großer Hörsaal G, Staudtstraße 5, Erlangen

In den letzten Jahrzehnten hat die Medizin von der Einführung zahlreicher Verfahren profitiert, die aus der physikalischen Grundlagenforschung entstanden sind. Prof. Dr. Gisela Anton stellt eine neue Entwicklung aus diesem Bereich vor, sogenannte Dunkelfeldbilder. Neben den aus der medizinischen Praxis bekannten Röntgenbildern erhalten die Forscher durch Anbringen von sehr feinstrukturierten Gittern in einen normalen Röntgenaufbau weitere Bilder: das Phasenbild und das Dunkelfeldbild. Die Forschung in Erlangen konzentriert sich insbesondere auf das Dunkelfeldbild. Physiker und Mediziner konnten nun erstmals Tumore im Dunkelfeld sichtbar machen, die im normalen Röntgenbild nicht zu erkennen sind.

 Weitere Informationen:

Prof. Dr. Florian Marquardt
Tel.: 09131/85-28461
florian.marquardt@physik.uni-erlangen.de