Newsarchiv 2022

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23.11.2022Experiment erfolgreich – Höhenrakete in Schwerelosigkeit

Zwei Jahre lang haben sie gemeinsam mit Luft- und Raumfahrtingenieuren der Swedish Space Corporation an ihrem Experiment getüftelt. Heute war es endlich soweit, die Forschungsrakete der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) stieg in den Himmel Nordschwedens. Sie ermöglichte den Astrophysiker:innen der Universität Duisburg-Essen (UDE) sechs Minuten Schwerelosigkeit für ihre Forschung. Das Ziel: herausfinden, warum winzige Staubkörnchen im Weltall aneinanderhaften und so im Laufe von Millionen Jahren Planeten bilden.

Es war bitterkalt Ende November auf dem Raketenstartplatz nahe Kiruna, der nördlichsten Stadt Schwedens. Im Kontrollraum fällt beim Team rund um Dr. Jens Teiser langsam die Anspannung ab. Sechs Minuten hatten Sie Zeit für ihren Versuch. Sechs Minuten Schwerelosigkeit, während die Rakete auf 270 Kilometer Höhe aufstieg. Jetzt können Sie vermelden: Experiment geglückt!

Worum es ging? Den Beweis für ein großes Rätsel der Astrophysik, sagt Jens Teiser: „Grob wissen wir wie ein Planet entsteht: in der Gas- und Staubwolke, die um einen jungen Stern herumwirbelt, haften winzige Staubkörnchen aneinander, bilden größere Körper und wachsen schließlich zu Planeten heran“. Rätselhaft ist jedoch der erste Schritt. Denn eigentlich ist man sich in der Physik einig, dass die winzigen Teilchen in der protoplaneteren Scheibe beim Zusammenstoß nicht ohne Weiteres größer als ein Millimeter werden können.

Bisherige Experimente und Modellrechnungen der UDE-Forschenden legen nahe, dass sich die Teilchen beim Zusammenstoß elektrisch aufladen und so die Haftung entsteht. „Genau das haben wir heute im Raketenexperiment beobachtet. Wir können also sagen, die elektrische Ladung hilft bei der Planetenentstehung.“

 „So ein umfangreiches ESA-Projekt auf einer Forschungsrakete ist für uns absolut nicht alltäglich“, so der Physiker weiter. In einem Rumpfsegment der Rakete haben die Forschenden vier Kammern eingebaut. In ihnen stecken etliche Glas- und Basaltkugeln, die nicht größer sind als ein Millimeter. Sie stehen stellvertretend für die Partikel im frühen Sonnensystem. Ausgestattet mit Live-Videos aus jeder Kammer kontrollierten die Forschenden die Experimente per Fernsteuerung vom Boden aus.

Weitere Information: Dr. Jens Teiser, Fakultät für Physik, Tel. 0203/379-2959, jens.teiser@uni-due.de

Redaktion: Juliana Fischer, Tel. 0203/379-1488, juliana.fischer@uni-due.de

Pressemeldung der UDE
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21.11.2022Nacht der Physik an der UDE – Fliegen, rasen und staunen

Ob eine Reise in die winzige Welt der Nano-Teilchen, zu den alltäglichen Wundern oder ins unendliche All: Am Freitag, 25. November, ab 17 Uhr lädt die Nacht der Physik an der UDE Groß und Klein wieder zum Mitmachen und Staunen ein. Eine Anmeldung ist nicht erforderlich.

Warum können Hummeln fliegen, obwohl die Brummer das nach den Gesetzen der Aerodynamik eigentlich gar nicht könnten? Und wie entstehen Solarzellen aus einer Glasscheibe? Wenn einmal im Jahr die Fakultät für Physik am Campus Duisburg die Tore für alle Neugierigen öffnet, wird die oft so kompliziert wirkende Physik greifbar. Experimente, Vorträge und Laborführungen ermöglichen einen Blick hinter die Kulissen der sogenannten Keksdosen an der Lotharstraße 1. Und während die Kinder an den verschiedenen Ständen im Foyer des Hörsaalgebäudes MC unter anderem rasende Spülbürsten bauen oder erfahren können, warum Strom nicht nur grün, sondern auch rot ist, sind die Großen eingeladen, nachzusehen, ob ihre Klunker denn auch wirklich echt sind.

Passend zum Schwerpunktthema der Veranstaltung „Energy Science“, präsentieren Absolvent:innen des gleichnamigen Studiengangs zudem ihre aktuellen Bachelor- und Masterarbeiten an Infoständen und in kurzen Vorträgen. So erhalten die Besucher:innen nicht nur einen Einblick in die aktuelle Forschung, sondern können auf unterhaltsame Art etwas über ein Thema lernen, das uns alle zunehmend beschäftigt: Wie stillen wir heute und in Zukunft unseren Energiehunger? Interessierte können sich auch über das Lehramtsstudium der Physik an der UDE informieren.

Im Bild:
Ganz kleine Besucher:innen der Nacht der Physik bestaunen das verblüffende Verhalten von Ferrofluiden.

Weitere Informationen:
Zum Programm: https://www.uni-due.de/physik/nacht.php

Dr. Andreas Reichert, Fachbereich Physik, Tel. 0203/379-2032, andreas.reichert@uni-due.de

Redaktion: Jennifer Meina, Tel. 0207/379-1205, jennifer.meina@uni-due.de

Pressemeldung der UDE

09.11.2022Energy Science Day 2022

Am Freitag, den 11. November 2022 richtet die Fakultät für Physik den Energy Science Day aus. Die Veranstaltung richtet sich an die Studierenden des Studiengangs - inklusive der neuen Erstsemesterstudierenden, an die Alumni, Tutor:innen, Dozent:innen, Professor:innen und Gäste.

16:15 Uhr Begrüßung Martin Mittendorff, Martina Schmid
Moderation Anne-Kristin Pusch
16:20 Uhr Vortrag eines Alumni Lukas Ingenhorst, Amprion
„Energiesystemplanung für eine klimaneutrale Zukunft - Einblick in die Systementwicklung
bei Amprion“
17:00 Uhr Berichte vom Auslandsjahr
Eindhoven: David Karapetjan, Svenja Terbeek
Budapest: Carl Barthel, Adel Dhaouadi, David Plitt, Carmen Zaitz
Reykjavik: Elias Konstantin Hänel, Christopher Rath
17:45 Uhr Vortrag UDE Gérald Kämmerer
„Unterhaltsames aus der Physik“

Hörsaal MC 122 (Lotharstraße 1)

Homepage Studiengang Energy Science
© Reichert/ude

18.10.2022Nacht der Physik – Freitag, 25. November 2022

In der Nacht der Physik wagen sich die Wissenschaftler:innen von 17 bis 23 Uhr bis an die Grenzen des Universums.
Interessierte Laien sowie kleine und große Expertinnen und Experten sind herzlich willkommen in den „Keksdosen“ am
Campus Duisburg (Ecke Lotharstraße/Mülheimer Straße).
Zum Programm gehören jede Menge Laborführungen, von der  Astrophysik, über Laserphysik bis zu Quanteneffekten, viele spannende Experimente zum Selbstdurchführen und natürlich Vorträge über unsere Forschung.

Treffpunkt für alle Veranstaltungen:
Foyer vor den Hörsälen MC 122 und MD 162    
Lotharstraße 1, 47057 Duisburg
Eine Anmeldung ist nicht erforderlich.

Zum vorläufigen Programm
© Nienhaus/De Gruyter

17.10.2022Physik für das Lehramt - Band 3: Atom-, Kern- und Quantenphysik

Ist der Titel des gerade erschienene dritte Bandes einer vierbändigen Reihe von Prof. Dr. Hermann Nienhaus aus unserer Fakultät

Die vierbändige Reihe für Physik im Lehramtsstudium behandelt kompakt und anschaulich die Grundlagen der Physik in aller Breite, ohne zu sehr in die theoretische Tiefe zu gehen. Sie ist auf die besonderen Anforderungen angehender Physiklehrer:innen im Sekundarbereich zugeschnitten. Band 3 behandelt die Atom-, Kern- und Quantenphysik.

Anhand historischer Experimente wird ausführlich erklärt, wie es zu Beginn des 20. Jahrhunderts zur tiefen Krise in der klassischen Physik kam. Das Konzept und die erstaunlichen Implikationen der daraus entstandenen Quantenmechanik werden anschaulich an Beispielen dargestellt. Das Wasserstoff-Atom, das Periodensystem der Elemente und moderne atomphysikalische Anwendungen lassen sich damit widerspruchsfrei verstehen. Die Grundeigenschaften der Atomkerne werden in verständlichen Modellen entwickelt. Ein abschließender Überblick über den Kosmos der elementaren Teilchen und der Grundkräfte macht deutlich, dass es auf diesem Feld noch vieles zu entdecken gibt.

Weitere Informationen auf der Homepage des Verlags
© ESRF/P. Jayet

06.10.2022Nachhaltige Magnete – PUMA hilft der Energiewende

Leistungsstarke Magnete können zur effektiven Kühlung, Wärme- und Stromerzeugung verwendet werden. Sie tragen entscheidend zur Energiewende bei. Ein Verbund unter der Leitung der UDE erforscht daher neue magnetische Werkstoffe, die effizient und umweltverträglich sind. Partner im Projekt PUMA sind die Technische Universität Darmstadt und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). Das Bundesforschungsministerium fördert PUMA ab Oktober für vier Jahre mit zwei Millionen Euro.

Ob in der Robotik, bei der Datenspeicherung oder der Energieumwandlung: Magnete werden bereits in vielen Bereichen eingesetzt. Um sie herzustellen, braucht es Metalle und Mineralien, meist sind es Seltene Erden. Im Projekt PUMA* wollen die Wissenschaftler:innen daher hocheffiziente Magnete entwickeln, die möglichst ohne diese eingeschränkt verfügbaren und deshalb als kritisch eingestuften Rohstoffe auskommen.

„Wir konzentrieren uns zum einen auf Permanentmagnete. Diese haben einen maximal hohen Wirkungsgrad und werden beispielsweise in Motoren für die Elektromobilität eingesetzt oder in Generatoren für Windkraftanlagen“, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Heiko Wende von der UDE. Sein Kollege von der TU Darmstadt, Prof. Dr. Oliver Gutfleisch, ergänzt: „Zum anderen erforschen wir neue Materialien, die sich den magnetokalorischen Effekt zunutze machen. Das bedeutet, dass verschiedene Metalle und Legierungen ihre Temperatur ändern können, sobald sie einem magnetischen Feld ausgesetzt sind. Uns interessiert vor allem, dieses Phänomen zur festkörperbasierten Kühlung als klimafreundliche Alternative zur konventionellen Gas-Kompressionskühlung einzusetzen.“

Die beiden universitären Projektpartner arbeiten bereits erfolgreich zusammen, etwa im DFG Sonderforschungsbereich/Transregio 270. Für die Untersuchungen wird der Dreierverbund nun die europäische Experimentierstation ESRF in Grenoble nutzen, denn sie ist eine der weltweit brillantesten Anlagen für Synchrotronstrahlung.

„In Grenoble planen wir, an einem Strahlrohr ein neues gepulstes Hochfeldsystem aufzubauen“, erklärt Prof. Dr. Joachim Wosnitza vom HZDR. „Damit sollen Magnetfelder mit mehr als 50 Tesla erzeugt werden, das entspricht dem Einmillionenfachen des Erdmagnetfelds. So können wir die Wechselwirkungen genau analysieren, die für die Funktion der magnetokalorischen Materialien wesentlich sind.“

Mit dem neuen Aufbau an der ESFR setzen die UDE-Wissenschaftler:innen ihre Expertise in der elementspezifischen Untersuchung ein, um die Veränderungen der magnetischen Eigenschaften unter den extrem hohen Magnetfeldpulsen im Detail zu studieren. Das wird es erlauben, die entscheidenden magnetischen Wechselwirkungen für die benannten Anwendungen zu identifizieren.

* PUlsed high MAgnetic fields for new functional magnetic materials

Im Bild: Die European Synchrotron Radiation Facility (ESFR) in Grenoble.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Heiko Wende, Experimentalphysik, Tel. 0203/37 9-2838, heiko.wende@uni-due.de

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

Pressemeldung der UDE
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19.09.2022Humboldt-Preisträger entscheidet sich für UDE – Forschung an winzigen Magneten

Als einer von nur fünf Wissenschaftler:innen ist Prof. Hari Srikanth (University of South Florida, USA) mit dem Humboldt-Forschungspreis 2022 ausgezeichnet worden. Mit der Auszeichnung ist ein Forschungsaufenthalt an einem deutschen Institut nach Wahl verbunden. Srikanth hat sich für die Physik der UDE entschieden. Seine Arbeiten ergänzen insbesondere das Spektrum des großen Forschungsverbunds TRR270 „HoMMage“ zu magnetischen Materialien für die effiziente Energieumwandlung.

Hari Srikanth forscht auf dem Gebiet magnetischer nanoskaliger Strukturen. Bis August 2023 wird er in der Arbeitsgruppe von Prof. Michael Farle, Co-Sprecher von „HoMMAge“, neuartige Grenzflächen in magnetischen Partikeln sowie zweidimensionale Systeme erforschen. Beides ist entscheidend für die Entwicklung energiesparender Informationsverarbeitung, für die magnetische Kühlung sowie in der biomedizinischen Diagnose und Therapie.

So werden in der Tumorbehandlung magnetische Nanopartikel in das erkrankte Gewebe injiziert. Dort werden sie zum Schwingen gebracht und erhitzt, sodass sie lokal kranke Zellen zerstören. Hierzu braucht man Teilchen, die nicht überhitzen können, die nicht toxisch sind und spezielle Formen und magnetische Eigenschaften haben.

Die Grenzflächen kommen insbesondere bei ultradünnen magnetischen Filmen ins Spiel, die nach der bisherigen auf Elektronenladungen basierenden Informationsverarbeitung als nächste, energiesparende Generation diskutiert werden. Denn versteht man die Vorgänge an den Grenzflächen, lassen sich auch die magnetischen Eigenschaften besser kontrollieren. „Unsere Zusammenarbeit bietet die herausragende Möglichkeit, neue Konzepte auf einer Skala von wenigen Nanometern Größe bis hin zu Millimetern zu entwickeln“, so Gastgeber Farle. „Hari Srikanth ergänzt die Erfahrungen meiner Arbeitsgruppe dabei insbesondere in der Herstellung spezieller magnetischer Materialien.“

Mit dem Humboldt-Forschungspreis werden ausschließlich Wissenschaftler:innen aus dem Ausland für ihr Gesamtschaffen ausgezeichnet, mit dem sie das eigene Fachgebiet nachhaltig geprägt haben und von denen auch künftig Spitzenleistungen erwartet werden. Der mit 60.000 Euro dotierte Preis ermöglicht es den Ausgezeichneten, für sechs bis zwölf Monate in einer Arbeitsgruppe ihrer Wahl in Deutschland zu forschen.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Michael Farle, Fakultät für Physik, Tel. 0203/37 9-2075, michael.farle@uni-due.de

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

Pressemeldung der UDE
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29.08.2022Schwebende Nanopartikel - Überraschende Verbindung durch Licht

Nur von einem Lichtstrahl gehalten schweben Nanopartikel im Raum und setzen scheinbar die Gesetze der Physik außer Kraft. In Experimenten konnten Forschende der UDE gemeinsam mit Partnern aus Wien einen völlig neuen Mechanismus in der lichtinduzierten Verbindung von Nanopartikeln beobachten. Ihre Forschungsergebnisse erscheinen nun im renommierten Science Magazin.

Die Glaspartikel, die Quantenphysiker:innen wie von Geisterhand schweben lassen können, sind echte Winzlinge. Sie sind 1000-mal kleiner als ein Sandkorn. Angestrahlt von einem Laser werden die Nanopartikel von dessen Licht angezogen und schweben im Raum. Für diese „optische Pinzette“ gab es 2018 den Nobelpreis in Physik.

Im Experiment, welches das Wiener Team um Dr. Uroš Delić durchgeführt hat, wurde nun nachgewiesen, was Dr. Benjamin Stickler und seine Kollegen von der UDE in ihren theoretischen Berechnungen bereits vermuteten: zwei vom Laserlicht festgehaltene Glaspartikel können Kräfte aufeinander ausüben, die scheinbar gegen Newtons drittes Gesetz von Aktion gleich Reaktion verstoßen. Im Experiment zeigte sich, dass ein Nanopartikel zwar auf das andere einwirkt, letzteres aber nicht im gleichen Maß reagiert. „Die Gesetze der Physik werden aber nur scheinbar ausgehebelt. Tatsächlich wird ein Teil des Lichts in dieser außergewöhnlichen Wechselwirkung weggetragen. Das erklärt die fehlende Reaktion des zweiten Partikels“, so der an der Studie beteiligte Promotionsstudent Henning Rudolph.

Diese Berechnungen und Experimente sind Grundlagenforschung. Dennoch gibt es Überlegungen, optisch schwebende Nanoteilchen als sehr genaue Bewegungssensoren einzusetzen.

Weitere Informationen:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abp9941

Dr. Benjamin Stickler, Theoretische Quantenphysik, Tel. 0203/37-9-4753, benjamin.stickler@uni-due.de

Pressemeldung der UDE
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16.08.2022Premiere bei Sternenbeobachtung - Erster Schnappschuss eines Scheibenwinds

Ein internationales Team von Astrophysikern hat zum ersten Mal direkt die Stromlinien eines Scheibenwinds beobachtet. Diese Teilchenströme bilden sich rund um Schwarze Löcher oder neu entstehende Sterne, um die Materie wie Gas und Staub in einer Scheibe rotiert und ins Zentrum transportiert wird. An der Studie war der UDE-Physiker Prof. Rolf Kuiper maßgeblich beteiligt. Die Ergebnisse hat jetzt die Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.

Viele Objekte im All – von supermassereichen Schwarzen Löchern bis hin zu Gasplaneten – sind während ihrer Entstehung von einer Scheibe aus Staub und Gas umgeben, der sogenannten Akkretionsscheibe. Gleichzeitig stoßen sie gewaltige Teilchenströme aus, die Jets. Dass bei diesem Prozess durch die Rotations- und Gravitationskräfte magnethydrodynamische Winde entstehen, hatte man theoretisch bereits in den 1980er Jahren verstanden. Eine direkte Beobachtung ist aber erst jetzt geglückt.

Die neue Studie zeigt erstmals in direkter Ansicht das Geschwindigkeitsfeld eines Scheibenwinds um einen neu entstehenden massereichen Stern. Möglich wurden die Beobachtungen durch den Zusammenschluss von 26 Radioteleskopen, die rund um den Globus verteilt sind.*

Kuiper simulierte zusammen mit seinem Doktoranden André Oliva von der Universität Tübingen die Entstehung eines massereichen Sterns mit numerischen Modellen: „Unsere Simulationen zeigten, wie sich um den jungen Stern und aus der Akkretionsscheibe Jets bilden“, berichten sie. Diese Abläufe wurden mit den Messdaten verglichen. „Die Stromlinien aus unserer Simulation stimmen mit den Bewegungsmustern aus den Daten sowie mit Beobachtungen aus früheren Untersuchungen zur Entstehung der großskaligen Jets genau überein. Das zeigt, dass unsere theoretischen Berechnungen auch künftig eine realistische Grundlage bilden für die Untersuchung der Wechselwirkung von Jets mit ihrer stellaren Geburtsumgebung.“

* Das Very Long Baseline Interferometry (VLBI)-Netzwerk besteht aus 26 Radioteleskopen, die über Europa, Asien und die USA verteilt sind und ein gigantisches Teleskop mit dem Durchmesser der Erde nachahmen können.

Publikation:

L. Moscadelli, A. Sanna, H. Beuther, G.A. Oliva and R. Kuiper: Snapshot of a magnetohydrodynamic disk wind. Nature Astronomy, https://doi.org/10.1038/s41550-022-01754-4

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Rolf Kuiper, Astrophysik, Tel. 0203/37 9-2816, rolf.kuiper@uni-due.de

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

Pressemeldung der UDE

03.08.2022Erstsemester@UDE: Vorkurse für MINT-Fächer und Medizin - Damit der Einstieg gelingt!

Auch wer in der Schule gut in Physik, Chemie & Co. war – das Studium eines MINT-Faches (Mathe, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) oder der Medizin stellt vor ganz neue Herausforderungen. Damit der Start trotzdem gelingt, bietet die UDE Studieninteressierten und angehenden Erstsemestern Vorkurse an.

Die Vorkurse starten am 15. August und gehen bis zum 7. Oktober und können kostenlos auch ohne Zulassung, Einschreibung, Anmeldung oder Registrierung besucht werden.

Du suchst nach den passenden Vorkursen für Deinen Studiengang? Weitere Informationen und eine Übersicht des Vorkursprogramms vor dem Wintersemester 2022/23 findest Du online.

Übersicht des Vorkursprogramms

02.08.2022“As thin as it gets: Physics of 2D Materials and Heterostructures”

Das war der Titel der von der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung geförderten Physics School, die von Marika Schleberger und Martin Mittendorff im Physikzentrum der DPG in Bad Honnef organisiert wurde. Zweidimensionale Materialien spielen eine wichtige Rolle im SFB1242 und die beiden Projektleiter wollten mit der Veranstaltung jungen Wissenschaftlerinnen eine Möglichkeit bieten, sich sowohl einen Überblick zu verschaffen, als auch tiefergehende Details kennenzulernen. Die 15 Dozentinnen aus den USA, England, Italien, Dänemark, Spanien, Frankreich und Deutschland haben ein abwechslungsreiches und passgenaues Programm angeboten, das von der Herstellung und den Eigenschaften über Sicherheits- und Nachhaltigkeitsaspekte bis hin zur Firmenausgründung reichte. Die ca. 70 Teilnehmerinnen haben die spannenden Vorlesungen ausgiebig für Fragen und Diskussionen genutzt, die in den Kaffeepausen und bei den Postersitzungen bis spät in die Abendstunden fortgesetzt wurden.  Perfektes Wetter, ein Waldspaziergang zur Löwenburg und das einmalige Ambiente des Physikzentrums rundeten die gelungene Veranstaltung ab.

© UDE/Frank Preuß

20.07.2022Planeten aus dem Supercomputer

Das Modellieren astronomischer Objekte ist sein Ding: Dr. Rolf Kuiper, neuer Professor für Theoretische Physik mit dem Schwerpunkt Planetenforschung an der UDE-Fakultät für Physik, beschäftigt sich mit der Entstehung von Planeten, Sternen und Schwarzen Löchern.

„Mich interessiert, wie das Klima von (frühen) Planeten-Atmosphären physikalisch entstehen konnte. Woraus bestanden sie chemisch? Und wie wechselwirken Jets mit ihrer Umgebung?“, skizziert Rolf Kuiper. Was haben Jets mit Planeten zu tun? „Nahezu gar nichts“, lacht der UDE-Professor. Sie bezeichnen in der Astronomie einen Gas-Strom und durchqueren das Universum über Lichtjahre.

An der UDE wird Rolf Kuiper unter anderem untersuchen, wie erdähnliche Gesteinsplaneten, Gasriesen und Schwarze Löcher entstanden sind. Dabei geht er bis in die frühen Zeiten unseres Universums zurück. „Wir modellieren physikalische Phänomene von der Wechselwirkung von Staubkörnern mit Winden und Strahlung bis hin zu an Masse zunehmenden astrophysikalischen Objekten. Darunter finden sich etwa Planeten, Sterne und Schwarze Löcher, die wir am Hochleistungsrechner modellieren“, so Kuiper. In der UDE-Physik kann er dazu mit dem Experimentellen Astrophysiker Prof. Dr. Gerhard Wurm und dem theoretischen Physiker und Heisenberg-Stipendiaten Dr. Eric Parteli kooperieren. Damit schärft er zugleich das UDE-Profil in diesem Bereich.

Rolf Kuiper studierte Physik von 2000 bis 2006 an der Universität Heidelberg. Dann forschte er bis 2010 am Max-Planck-Institut (MPI) für Astronomie, wo er 2009 promoviert wurde. Danach ging er in die USA ans Jet Propulsion Laboratory (Raketenantriebslabor) des California Institute of Technology (2011-2012); es baut und steuert für die NASA Raumsonden und Satelliten. Zurück in Deutschland arbeitete der Postdoktorand an den Universitäten Heidelberg (2012) und Tübingen (2013) sowie am MPI für Astronomie (2013/14). Von 2015 bis 2021 leitete er eine Emmy Noether Forschungsgruppe an der Uni Tübingen und von 2021-22 eine Heisenberg-Forschungsgruppe an der Uni Heidelberg.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. rer. nat. Rolf Kuiper, Fakultät für Physik, Tel. 0203/37 9-3327, rolf.kuiper@uni-due.de

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

Pressemeldung der UDE
© ude/Simone Kipp

19.07.2022Nacht der Physik am 25. November 2022

Am späten Nachmittag des Freitag, dem 25. November 2022 öffnet die Fakultät für Physik wieder ihre Türen. Neben Laborführungen wird es wieder viele Infostände mit Mitmachexperimenten, Vorträge und Vorführungen geben, die die Welt der Physik auch Nichtphysiker:innen eröffnet.  Ort: Lotharstraße 1, 47057 Duisburg, Foyer vor MC 122.

© ude/Lukas Kalkhoff

18.07.2022freestyle-physics 2022

Nach zwei Jahren Video-Wettbewerb war es ein Genuss, wieder fast 1400 Schülerinnen und Schüler bei uns im Festzelt willkommen zu heißen! Tauchboote, Mausefallen-Katapulte, Papierbrücken und die Wasserraketen zum Abschluss – mit viel Liebe zum Detail und viel Kreativität hatten die Kids tolle Lösungen für die Aufgaben konstruiert und gebaut. Über 30 Studierende und 30 Professor:innen und Doktorand:innen haben beim Wettbewerb mitgewirkt. Zwischen 20 einzelne Programmpunkte  - Vorträge, Laborführungen und Praktika - konnten die Schüler:innen im Begleitprogramm wählen.
Ein großer Dank geht an den Förderverein Universität Duisburg-Essen, der mit einem überdimensinalen Scheck über 40 000 € die finanzielle Grundlage für den die einundzwanzigste Ausrichtung von freestyle-physics gelegt hatten. Besonders gefreut haben wir uns über zwei Kamarateams vom WDR und von RTL.

Zur freestyle-physics-Homepage
© T. Foller

13.07.2022Wasserfilter aus Graphenoxid – Nur nicht zu viele Löcher

Etwa zwei Drittel der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt, rund 97 Prozent davon sind Salzwasser. Um den immer höheren Bedarf an Trinkwasser zu decken, muss die Entsalzung optimiert werden. Ein Team aus deutschen (UDE), australischen und französischen Wissenschaftler:innen konnte mit seiner Forschung zu Graphenoxid jetzt zeigen, warum mehr und dicht nebeneinanderliegende Löcher in der Filtermembran nicht die Lösung sind. Die Ergebnisse wurden in Nano Letters veröffentlicht.

Entsalzung basiert auf zwei unterschiedlichen Verfahren: entweder auf Verdampfung und anschließender Kondensation oder auf Umkehrosmose. Bei Letzterer wird Wasser unter Druck durch eine Membran gepresst, die das flüssige Element durchlässt und Salze zurückhält. Diese Filterung ist zwar technisch anspruchsvoller, verbraucht aber weniger Energie als Erhitzen und Verdampfen.

Membranen aus mehreren Lagen Graphenoxid – das nur eine Atomlage „dick“ ist – haben sich bei der Umkehrosmose als äußerst effiziente Filter erwiesen. Sie ermöglichen eine kostengünstige und ressourcenschonende Wasserentsalzung. Die Wissenschaftler:innen der UDE, der University of New South Wales sowie des Grand Accélérateur National d'Ions Lourds fanden nun heraus, wie sich die Transporteigenschaften durch zusätzliche Poren im Material gezielt manipulieren lassen.

Die Idee der Forschenden, um den Prozess zu optimieren: schlitzförmige Poren mittels Ionenbestrahlung in die Lagen einbringen. Und tatsächlich: Das Wasser fließt schneller durch den Filter – bis zu einem bestimmten Punkt. „Überraschend war, dass die Wasserdurchflussmenge ab einer gewissen Porendichte nicht mehr ansteigt, sondern abnimmt und sogar ganz versiegt“, erklärt Graphen-Expertin Prof. Marika Schleberger (UDE). Der Grund: Der Ionenbeschuss, durch den die Löcher hergestellt werden, erwärmt die Ränder der Poren – und zerstört bei zu vielen und zu dicht aneinander liegenden Poren die chemischen Gruppen wie z.B. Hydroxylgruppen oder Carbonsäuren. Aus Graphenoxid wird Graphen und der Wasserfilm, der sich zwischen den Lagen bildet, bewegt sich nicht mehr. Erst durch die chemischen Gruppen bricht dieser Wasserfilm auf, „das Wasser bindet sich über Wasserstoffbrückenbindung und wechselt so in die nächste Lage“, so die Experimentalphysikerin weiter. Dieses Wissen half den Wissenschaftler:innen ein Optimum zu finden, bei dem ausreichend Graphenoxid vorhanden ist und dennoch genügend Löcher für den schnelleren Durchfluss eingebracht werden können. „Die Ergebnisse sind wichtig für maßgeschneiderte Graphenoxid-Membranen, zum Beispiel für die Energieumwandlung, elektrochemische Katalyse und Biomedizin.“

Im Bild:
Mittels Ionenbeschuss werden Poren in die Graphenoxidschicht eingebracht (Mitte). Das erhöht – bis zu einer bestimmten Menge – den Wasserfluss (unten).

Weitere Informationen:
Hier geht es zur Veröffentlichung.

Prof. Dr. Marika Schleberger, Experimentalphysik, Tel. 0203/37 9-1601, marika.schleberger@uni-due.de

Redaktion: Jennifer Meina, Tel. 0203/37 9-1205, jennifer.meina@uni-due.de

Pressemeldung der UDE
© UDE/Florian Mazur

07.07.2022Absolvent:innenfeier 2022

Am 24. Juni 2022 hat die Fakultät für Physik in einem Festakt die Studierenden mit Bachelor- und Masterabschlüssen geehrt. Etwa 85 Studierende sind der Einladung gefolgt.

Pandemiebedingt musste diese Veranstaltung in den letzten beiden Jahren ausfallen, so dass wir dieses Jahr 3 Jahrgänge empfangen durften. Alle Teilnehmer:innen haben den Abend genossen und es war eine gelungene Veranstaltung.

Allen Absolvent:innen erneut auf diesem Wege einen herzlichen Glückwunsch!

Homepage Absolvent:innenfeier

06.07.2022Patenschaft erneut verlängert

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

Buddy System der Fakultät für Physik
© privat

04.07.2022 Dies academicus 2022 - Beste Masterabschluss in Physik

Johanna Lill wurde für den besten Masterabschluss in der Fakultät für Physik ausgezeichnet. Nach einem Auslandssemester in Trondheim hat sie im Rahmen ihrer Masterarbeit in der AG Wende Mössbauerspektroskopie eingesetzt, um Lanthanoid dotiertes La(Fe,Si)13 zu untersuchen. Ein magnetokalorisches Material, dass im CRC/TRR 270 HoMMage auf besonderes Interesse stößt.

Link zum Präsentationsvideo
© UDE/eventfotograf.in

04.07.2022 Dies academicus 2022 - Beste Promotion in Physik

Dr. Erik Pollmann wurde für die beste Promotion in der Fakultät für Physik durch die Universität am Dies Academicus ausgezeichnet. „Hauchdünn“ war nicht seine Arbeit, sondern die von ihm untersuchten Materialien – er hat  in der AG-Schleberger 2D-Materialien untersucht und sich insbesondere sehr intensiv mit den Eigenschaften von MoS2 auseinandergesetzt. Seine preisgekrönte Arbeit findet man hier: Atomar dünn und lateral ausgedehnt.

Link zum Präsentationsvideo

13.06.2022Messzeit am europäischen Freie-Elektronen-Röntgenlaser

Ein Gastbeitrag von Lea Spieker

Messzeit am europäischen Freie-Elektronen-Röntgenlaser (European XFEL): Zeitaufgelöste Röntgenabsorptionsspektroskopie an Spin-Crossover Molekülen im Ultrakurzzeitbereich

Im Rahmen des SFB1242 wurde eine sogenannte Messzeit am SCS instrument des European XFEL eingeworben, die von Mitarbeiter:innen der Projekte A05, A07 und C01 durchgeführt wurde. Dort, am weltweit größten Freie-Elektronen-Röntgenlaser, fanden zeitaufgelöste Experimente im Ultrakurzzeitbereich an dünnen Spin-Crossover Molekülfilmen statt.

Spin-Crossover Moleküle bilden einen der Trends in der Nanotechnologie (z.B. für Computer, Displays oder Molekularelektronik), da sie zwei Zustände besitzen. Um von dem einen in den anderen Zustand zu wechseln, können beispielsweise Licht oder Temperaturänderungen genutzt werden. Für zukünftige Anwendungen ist es wichtig, dass die beiden Zustände weit genug auseinander liegen, damit deren Stabilität gewährleistet werden kann. Das bedeutet im Fall von Temperaturänderungen einen Abstand der Zustände größer als 30°C. Neben einer schnellen Erreichbarkeit der Zustände (z.B. innerhalb 3-5°C) ist es zusätzlich wichtig, dass die Zustände in der Nähe von Raumtemperatur liegen, denn das erspart eine oft teure und komplizierte Kühlung.

Die beim Zustandswechsel auf der molekularen Ebene ablaufenden Prozesse finden innerhalb einer Billiardstel Sekunde (Femtosekunde) statt. Diese genauer zu verstehen, ist eines der Hauptziele des Projekts A05 im SFB1242.

Um solche Experimente durchführen zu können, wurde eine Messzeit am European XFEL beantragt. Auf Basis eines Begutachtungsverfahrens, bei dem die besten Anträge identifiziert werden, werden die Messzeiten genehmigt.

Das Wort XFEL bedeutet „Freie-Elektronen-Röntgenlaser“. In den letzten Jahren wurden diese besonderen Lichtquellen verfügbar und ermöglichen heute mit ihren extrem intensiven Röntgenlaserblitzen Experimente mit hervorragender Datenqualität, die ansonsten unmöglich wären. Solche Messzeiten sind äußerst wertvoll und daher arbeiten alle Beteiligten in Schichten rund um die Uhr und an den Wochenenden. Falls Sie mehr über die Funktionsweise und die Lichtquelle selbst erfahren wollen, finden sie auf der Webseite des European XFEL eine anschauliche Beschreibung.

Das nebenstehende Gruppenbild zeigt die Mitarbeiter:innen des SCS instruments sowie Mitglieder der Projekte A05, A07 und C01, die sich alle über die Ergebnisse der erfolgreichen Messzeit freuen. Zurzeit werden die erzielten Daten ausgewertet und damit die Früchte der umfangreichen Arbeit geerntet.

Link zur SFB-Seite
@udechannel

13.05.2022Im Schatten der Erde - Mondfinsternis am 16. Mai

Wenn die Erde zwischen die Sonne und den Mond gerät, dann entstehen hier spektakuläre Bilder. Warum man vom Blutmond spricht und weshalb wir in Mitteleuropa noch etwas länger warten müssen, erklärt Astrophysiker Dr. Jonathan Kollmer im Video.

Link zum Youtube-Video
© UDE/Henrik Myja

11.05.2022Erfolg für die UDE – DFG fördert zwei neue Graduiertenkollegs

Die Materialwissenschaften und die Medizin an der UDE können ihre Forschung weiter ausbauen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert zwei neue Graduiertenkollegs mit insgesamt rund 14 Millionen Euro für die nächsten fünf Jahre. Forschungsgegenstand sind die Eigenschaften und die Herstellung von zweidimensionalen Materialien sowie die Wirksamkeit der Strahlenbehandlung bei Krebserkrankungen.

Zweidimensionale Materialien sind extrem dünn und bestehen teilweise nur aus einer einzigen Lage von Atomen. Besonders interessant sind sie, weil sie einzigartige elektrische und optische Eigenschaften haben und sich auf Grund ihrer hohen mechanischen Stabilität rollen, falten oder dehnen lassen. Das internationale Graduiertenkolleg 2D-MATURE* (GRK 2803) an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften mit Beteiligung aus der Fakultät für Physik wird sich mit zwei Fragen beschäftigen: Wie lassen sich zweidimensionale Materialien in großen Mengen herstellen und wie verhalten sie sich, wenn man sie mit anderen Materialien kombiniert und zwar so, dass sie in Produkten eingesetzt werden können?

Ziel ist es, neue Methoden und Prozesse zu entwickeln, um Anwendungen im industriellen Maßstab zu ermöglichen, zum Beispiel in Leuchtdioden oder Batterien. Das Kolleg wird von Prof. Gerd Bacher geleitet und mit rund 7 Millionen Euro gefördert. Die Promovierenden, die am Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE) forschen, werden mit kanadischen Kolleg:innen am Waterloo Institute of Nanotechnology (WIN) an der University of Waterloo zusammenarbeiten.

Im Kampf gegen Krebs zählt die Strahlenbehandlung nach wie vor zu den wirksamsten Therapien. Bei besonders aggressiven oder sehr ausgedehnten Tumoren kann trotz medizinischen Fortschritts nur bei einem Teil das Wachstum mittels Bestrahlung unter Schutz des Normalgewebes wirksam kontrolliert werden. Noch immer weiß man zu wenig darüber, warum Menschen unterschiedlich auf die Strahlentherapie ansprechen und warum unerwünschte Nebenwirkungen entstehen.

Im neuen Graduiertenkolleg 2762 „Heterogenität, Plastizität und Dynamik der Antwort von Krebszellen, Tumor- und Normalgeweben auf therapeutische Bestrahlungen bei Krebs“ arbeiten Forschende der Medizinischen und der Biologischen Fakultät zusammen. Sie werden die Mechanismen der individuellen Strahlenempfindlichkeit verschiedener Tumoren und Gewebe weiter erforschen. Geleitet wird das Kolleg von Prof. Verena Jendrossek. Die DFG fördert das Vorhaben mit rund 7 Millionen Euro.

* „Skalierbare 2D-Material-Architekturen (2-D-MATURE). Synthese und Prozessierung, Charakterisierung und Funktionalität, Implementierung und Demonstration“

Im Bild: Zweidimensionale Materialien in Wafergröße (Durchmesser Wafer: 5 cm), hergestellt mit einem skalierbaren Gasphasenprozess.

Weitere Informationen:
GRK 2803: Prof. Dr. Gerd Bacher, Lehrstuhl für Werkstoffe der Elektrotechnik, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Tel. 0203/37 9-3406, gerd.bacher@uni-due.de

GRK 2762: Prof. Dr. Verena Jendrossek, Geschäftsführende Direktorin, Institut für Zellbiologie am UK Essen, Tel. 0201/723-3380, verena.jendrossek@uk-essen.de

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

Pressemeldung der UDE
© zdi-Zentrum DU.MINT Duisburg Niederrhein/Reichert

10.05.2022zdi-Roboterwettbewerb

zdi - Die Gemeinschaftsoffensive für den MINT-Nachwuchs in NRW

RE•use RE•duce RE•cycle: Zu diesen Stichworten haben Schüler:innen ihre Roboter für die Kreislaufwirtschaft programmiert – das Team PascalBots vom Pascal Gymnasium in Grevenbroich hat am 4. Mai 2022 den Lokalwettbewerb in Duisburg gewonnen. Mit einem sehr souveränen Lauf setzten sich die 3 Schülerinnen und Schüler gegen das Team J.-K.-Robots aus Schwalmtal durch. Drittplatziert wurde das Mädchen-Team Marienberg aus Neuss – das sich besonders enthusiastisch über den Erfolg gefreut hat –  nebenstehendes Foto.

In Personalunion leitet Dr. Kirsten Dunkhorst nicht nur das NanoSchollLab der Fakultät für Physik und der Fakultät für Ingenieurwissenschaften, sondern auch noch das zdi-Zentrum DU.MINT Duisburg Niederrhein und veranstaltet in diesem Rahmen Roboterwettbewerbe. Ziel ist es Schulen, die Universität Duisburg-Essen und die Industrie miteinander zu vernetzen und nicht zuletzt talentierte Schüler:innen für ein Studium der Physik oder ein Studium in Energy Science oder NanoEngineering zu gewinnen.

Zur Homeapge des zdi-Zentrum DU.MINT Duisburg Niederrhein

10.05.2022Absolvent:innenfeier der Fakultät für Physik am Freitag, dem 24. Juni 2022

Die Fakultät für Physik würdigt die im Rahmen von Bachelor,
Master- und Diplomarbeiten erbrachten Leistungen.
Haben Sie Ihren Abschluss zwischen Mai 2019 und April 2022
gemacht? Dann sind Sie herzlich eingeladen – Anmeldung siehe unten.
 
18:00 Uhr
Hörsaal LX 1205 Audimax, Lotharstraße 63a, 47057 Duisburg
Begrüßung durch den Dekan
Prof. Dr. Michael Schreckenberg

Vorstellung der Absolvent:innen und
Ehrung besonders herausragender Arbeiten
durch den Dekan und durch den Studiendekan
Prof. Dr. Hermann Nienhaus

20:00 Uhr
Sektempfang mit Imbiss
im Foyer LX

04.05.2022Offene Video-Chaträume des Buddy Systems 2022

Du überlegst, Physik, Physik auf Lehramt oder den in Deutschland einmaligen Studiengang Energy Science zu studieren? Du hast noch Fragen, die Du gerne vor Deiner Entscheidung beantwortet haben möchtest? Wir helfen Dir!

Die offenen Video-Chaträume des Buddy Systems der Fakultät für Physik starten in die neue Saison. Ab dem 10. Mai 2022 stehen wir Dir an folgenden Terminen zur Verfügung:

  • Dienstag, 10.05.2022, 14 Uhr
  • Donnerstag, 19.05.2022, 17 Uhr
  • Dienstag, 24.05.2022, 14 Uhr
  • Donnerstag, 02.06.2022, 17 Uhr
  • Dienstag, 07.06.2022, 14 Uhr
  • Donnerstag, 16.06.2022, 17 Uhr
  • Dienstag, 21.06.2022, 14 Uhr
  • Donnerstag, 30.06.2022, 17 Uhr
  • Dienstag, 05.07.2022, 14 Uhr
  • Donnerstag, 14.07.2022, 17 Uhr
  • Dienstag, 19.07.2022, 14 Uhr
  • Donnerstag, 28.07.2022, 17 Uhr

Den Link und weitere Informationen zu den offenen Video-Chaträumen findest Du unter https://www.uni-due.de/physik/buddysystem/ .

Studiere bei uns, denn nur wir bieten zum optimalen Start in Dein Studium ein zweistufiges Buddy System. Buddys sind Studierende aus den unteren Studienjahren, welche ihre Erfahrungen aus erster Hand gerne an Dich weitergeben. Hierdurch wirst Du in einer ersten Phase vor Deinem Start ins Studium und in einer zweiten Phase während der ersten beiden Semester umfassend betreut und kannst sorgenfrei Dein Studium beginnen.

Homepage des Buddy Systems

03.05.2022Tagung zu Magnetismus und Supraleitung in Duisburg

12. International Conference on Magnetic and Superconducting Materials (MSM22) am 28.08 bis 2.9.2022 an der Universität Duisburg-Essen  

In Duisburg wird mit der 12. Ausgabe der MSM-Konferenz eine 1999 begonnene Reihe von Treffen als internationale Konferenz fortgesetzt, deren Ziel es ist, die wissenschaftlichen Beziehungen zwischen den wissenschaftlichen Gruppen in der Region des Mittleren Ostens und mit der fortgeschrittenen wissenschaftlichen Weltgemeinschaft zu stärken.
Die MSM-Treffen werden alle zwei Jahre in Asien, Afrika und Europa abgehalten und erreichen schließlich 2022 das Herz Westeuropas: Duisburg.
Das Programm der MSM22 umfasst ein breites Spektrum an Plenarvorträgen, eingeladenen Vorträgen und Beiträgen und deckt die neuesten Fortschritte im Bereich des grundlegenden und angewandten Magnetismus und der Supraleitung sowie viele verwandte Themen ab.

Link zum Tagungshomepage

28.03.2022Rundfunkwerbung für Energy Science jetzt bei 1LIVE

Dazu noch Plakate in Berlin, Frankfurt, Köln und Mannheim. 
Manchmal muss man dem Glück etwas auf die Sprünge helfen. Wie wichtig das Thema Energie werden würde, war bei der Planung des Studiengangs wohl nur zu erahnen. Damit noch mehr Studieninteressierte mitbekommen, welches Top-Angebot mit dem Studiengang Energy Science bei uns am Start ist, haben wir die Werbung forciert.

Link zum Radiospot

Link zum Studiengang
© UDE/Frank Preuß

10.03.2022„Es gibt aber auch Ausnahmen, wahre Kümmerer“ Redakteur und Fotograf vom Stern zu Gast in der Fakultät für Physik

„Es gibt aber auch Ausnahmen, wahre Kümmerer“ Redakteur und Fotograf vom Stern zu Gast in der Fakultät für Physik
Unter dem Titel „STUDIEREN UND CORONA – Sie brechen ab oder schreiben sich gar nicht erst ein: Deutschlands Nachwuchselite ist Verlierer der Pandemie“ ist bei Stern-Online ein Artikel erschienen. Insgesamt ist das deutschlandweite Resümee eher ernüchternd. Unter der Zwischenunterschrift „Es gibt aber auch Ausnahmen, wahre Kümmerer“ gibt es aber sehr gute Noten für unsere Fakultät für Physik. Die beiden Besucher von der Wochenzeitschrift Stern sind offenbar beeindruckt, mit wieviel technischem Equipment und mit welchem Engagement Prof. Wucher in seiner Vorlesung zur Experimentalphysik vorgeht, um den Studierenden vor Ort und online möglichst optimal die Beugung am Gitter näher zu bringen.
„Alle an der Fakultät legen Wert darauf, den Nachwuchs zu hegen. Niemand soll verlorengehen – und möglichst viele sollen gewonnen werden.“ Ist das für uns positive Fazit von Redakteur Rolf-Herbert Peters.

Link zum Stern-Artikel (leider nur im Bezahlprogramm)
© UDE/NanoSchoolLab

08.03.2022Digitale Ausstattung für Nano-Schullabor – Wenn das Mikroskop online geht

Es sieht aus wie ein Abflusssieb, was das Elektronenmikroskop da zeigt – ist aber in Wirklichkeit eine nur wenige Mikrometer kleine Kieselalge. Aha-Momente wie diesen hatten bereits viele Jugendliche im NanoSchoolLab der UDE. Nun erhält es rund 41.000 Euro für die digitale Ausstattung aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE).

Unter anderem Desktoprechner, Laptops und ein Videokonferenzsystem stehen auf der Einkaufsliste von Dr. Kirsten Dunkhorst, der Leiterin des NanoSchoolLabs. Angeschlossen an Mikroskope, die junge Menschen sonst erst im Studium kennenlernen, sollen so moderne Lernstationen entstehen, mit denen Schüler:innen auch von fern die faszinierenden Bilder aus dem Nanoskomos sehen oder an den Messungen teilhaben können. Die verbesserte Ausstattung dient auch dazu, dass die Jugendlichen den Umgang mit den Geräten üben sowie Auswertungssoftware und -systeme für 3D-Modelle kennenlernen.

„Mit der neuen Infrastruktur können wir die digitalen Kompetenzen der Jugendlichen und ihrer Lehrkräfte stärken und gleichzeitig die Schülerinnen und Schüler für die MINT-Fächer begeistern“, erklärt Dunkhorst. „So können wir dabei helfen, die Lücken zu schließen, die die Pandemie offenbart hat.“

Innerhalb des Projekts “NanoSchoolLab goes digital“ wird ein fachdidaktisches Konzept entwickelt, um die in der Pandemie bereits etablierten Strukturen digital auszubauen und zu festigen. Dabei wird es sowohl stationäre als auch mobile Lösungen geben, die somit an verschiedenen Standorten einsetzbar sind.

Die Fördermittel stammen aus dem Programm „zdi-REACT-EU“ des Landes NRW, das Aufbau und Erweiterung der digitalen Infrastruktur außerschulischer Lernorte unterstützt.

Das NanoSchoolLab an der UDE wurde 2009 von den Fakultäten für Ingenieurwissenschaften und Physik sowie dem Studiengang NanoEngineering mit Unterstützung von CENIDE als zdi-Schullabor gegründet. Es ist ein außerschulischer Lernort mit der Spezialisierung auf Nanotechnologie, der Schüler:innen die Grundsätze von naturwissenschaftlicher und technischer Forschung näherbringt.

Im Bild: Elektronenmikroskopische Aufnahme einer nur wenige Mikrometer kleinen Kieselalge aus dem NanoSchoolLab.

Weitere Informationen:
Dr. Kirsten Dunkhorst, NanoSchoolLab, Tel. 0203/37 9-3409, kirsten.dunkhorst@uni-due.de

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

Pressemeldung der UDE

02.03.2022Grenzen der Messbarkeit von Quantensprüngen verschoben

Korrektes Zählen bestimmt unser modernes Leben – seien es die Bits im Computer mit ihren zwei Zuständen, die Anzahl positiver Coronatests oder generell jedes System, welches zählbare Ereignisse aufweist. Doch je schneller gezählt wird und je kleiner die Signale sind, um die es geht, umso eher können Daten im Rauschen untergehen. Der theoretische Physiker Eric Kleinherbers vom SFB1242 und CENIDE entwickelte mit Kolleg:innen nun ein neues Werkzeug, das mehr Licht ins Dunkel solcher Daten bringt.

Besonders wichtig ist die Zählstatistik in der Quantenwelt. Moderne Messgeräte sind so empfindlich, dass sie einzelne Quantensprünge detektieren können. Limitierende Faktoren sind die Zeitauflösung des Detektors, das Hintergrundrauschen und die Beobachtungszeit. Zusätzlich verfälschen Detektionsfehler die gemessenen Informationen, so dass keine oder falsche Schlüsse über die zugrunde liegende Quantendynamik gezogen werden.

Für ihre Arbeit nutzten die Forschenden sogenannte selbstorganisierte Quantenpunkte, die ähnliche Eigenschaften wie einzelne Atome haben und bedienten sich eines Tricks. Der Quantenpunkt wird mit einem Laser angeregt und strahlt Lichtteilchen (Photonen) zurück, solange er „leer“ ist. Tritt ein zusätzliches Elektron in den Quantenpunkt ein, bricht der Lichtstrom ab. So kann durch die Photonen die Elektronenbesetzung in Echtzeit aufgezeichnet und im Anschluss statistisch ausgewertet werden.

Um zu testen, wie robust der neue Auswertungsalgorithmus ist, wurden aus dem Originaldatensatz absichtlich Daten gelöscht und so eine fehlerhafte Messung simuliert. „Es waren typische experimentelle Fehler: Signale, die für den Detektor zu schnell sind und daher „übersehen“ werden oder eine Spitze im Rauschen, die ein Signal vorgaukelt“ erklärt Eric Kleinherbers, Erstautor der Studie. Durch den Vergleich der Originalmesswerte mit den fehlerhaften Daten konnten die Forschenden nachweisen, dass die neue Methode der Auswertung viel fehlertoleranter ist als die bisher verwendeten Standardmethoden der statistischen Analyse. So wird das tatsächliche Verhalten der Elektronen und Photonen besser sichtbar und bringt so Licht ins Dunkel der Quantenwelt. „Es ist ein wenig, als hätte man bisher versucht mit einem unpassenden Schraubendreher eine Schraube in die Wand zu bringen,“ erklärt Kleinherbers. „Das geht schon, aber schön ist es nicht. Jetzt haben wir das passende Werkzeug für die Auswertung der Daten.“

Zählstatistik gibt es überall: Bei der Auswertung von Nervensignalen ebenso wie beim radioaktiven Zerfall, in der Mikroelektronik sowie im Magnetismus. Während sich experimentelle Physiker:innen immer neue Messtechniken und Experimente ausdenken, verschieben die Theoretiker:innen die Grenzen der Machbarkeit auch durch neue Auswertungsmethoden. Interessant ist die entwickelte Methode nicht nur für neue Messergebnisse – auch vorhandene Daten lassen sich nun nochmal genauer unter die Lupe nehmen, wie Kleinherbers sagt. „Wir stehen im engen Austausch mit Kolleginnen und Kollegen, die nun schauen möchten, was sich in ihren Daten vielleicht noch verbirgt.“

Die Ergebnisse wurden am 23.03.2022 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlich.

DOI
© UDE/Christoph Mecking

02.03.2022freestyle-physics am Campus – Die Wasserraketen steigen wieder!

Endlich ist es so weit: Nach zwei Jahren als Video-Wettbewerb starten die freestyle physics an der UDE wieder voll durch. Das große Finale, an dem alle Schülerinnen und Schüler ihre kreativen und cleveren Lösungen für physikalische Knobelaufgaben präsentieren, steigt vom 7. bis 10. Juni am Campus Duisburg.

„Wir haben das große Zelt schon bestellt und freuen uns auf rund 1.500 Schüler:innen“, sagt Physiker Dr. Andreas Reichert, der gemeinsam mit dem Erfinder des Wettbewerbs, Prof. Dr. Axel Lorke, und zwei Kollegen den Schülerwettbewerb organisiert. „Wir haben auch schon relativ viele Anfragen zu den Details der Aufgaben bekommen – offenbar beschäftigen sich die Klassen und Lehrkräfte intensiv mit den Aufgaben.“

Und darum geht´s:

Tauchboot
Ziel der Aufgabe ist es, ein Boot zu konstruieren, das ohne Fernsteuerung, aufs Wasser gelegt, zunächst auf den Boden eines 40 cm tiefen Beckens untertaucht, 1 – 3 Minuten am Boden bleibt und dann selbstständig wieder auftaucht.
Mausefallen-Katapult
Welches Katapult schießt einen Tischtennisball möglichst weit? Aber Achtung beim Bau der Maschine: Es darf ausschließlich die mechanische Energie der Feder einer gespannten Mausefalle zum Antrieb genutzt werden.
Papierbrücke
Wie man nur aus Papier, Bindfaden und Klebstoff eine Brücke mit minimalem Eigengewicht baut, die eine Distanz von 1 Meter überbrückt und dabei einen 700 g-Zylinder trägt, können die Teilnehmenden bei dieser Aufgabe zeigen.
Wasserrakete
Der Wettbewerbsklassiker darf auch dieses Jahr nicht fehlen: Ziel der Aufgabe ist es, eine Wasserrakete zu entwerfen und zu bauen, die möglichst lange in der Luft bleibt.

Was nach drei Monaten anspruchsvollem Grübeln, Planen und Konstruieren herausgekommen ist, bewertet eine Jury aus Professor:innen und Doktorand:innen live beim großen Finale. Für jeden Wettbewerb werden die ersten drei Plätze prämiert, außerdem gibt es Sonderpreise.

Weitere Informationen:
www.freestyle-physics.de
Dr. Andreas Reichert, Fakultät für Physik, Tel. 0203/37 9-2032, andreas.reichert@uni-due.de

Redaktion: Cathrin Becker, Tel. 0203/37 9-1488, cathrin.becker@uni-due.de

Pressemeldung der UDE

22.02.2022Wie bringt man zwei-dimensionale Materialien vom Labor in die Fabrik?

Internationales Graduierten-Kolleg wurde begutachtet

Diesem hochaktuellen Thema will sich ein deutsch-kanadisches Konsortium der Universitäten Duisburg-Essen und Waterloo widmen und damit dem Nachwuchs ideale Ausbildungsbedingungen bieten.  Nach intensiver Vorbereitung wurde 2021 ein entsprechender Antrag "Scalable 2D-Materials Architectures (2D-MATURE): Synthesis and Processing, Characterization and Functionality, Implementation and Demonstration" (designierte Sprecher: G. Bacher, M. Pope) für ein Internationales Graduierten-Kolleg eingereicht. Diesen Monat war es dann soweit: Ein Team aus 20 deutschen und kanadischen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen, davon 6 aus der Fakultät für Physik, stellten sich den Fragen des Gutachterteams der DFG. Die Begehung musste leider online stattfinden, verlief aber insgesamt sehr positiv. Jetzt steht noch die kanadische Evaluierung aus und die abschließende Entscheidung bei der DFG im Mai diesen Jahres. Mit etwas Glück können die ersten NachwuchswissenschaftlerInnen schon im Oktober beginnen - Daumen drücken!

 

Tobias Steinpilz et al 2020 New J. Phys. 22 093025

18.01.2022Heraeus-Seminar: Mesoskopische Triboelektrizität - von Flecken über Teilchen zu Planeten

Alles dreht sich vom 17. bis 21. Januar 2022 um Staub und Triboelektrizität auf dem aktuell stattfindenden  Wilhelm und Else-Heraeus-Seminar – ausgerichtet von Dr. Jonathan Kollmer und Dr. Jens Teiser aus unserer Fakultät für Physik und von Dr. Philip Born von der DLR Köln.

Die Staubmobilität auf planetarischen Objekten, entweder mit Atmosphäre oder luftlosen Körpern wie Asteroiden oder dem Mond, und die Entstehung von Planeten selbst scheinen auf Mechanismen zu beruhen, die mit der Triboelektrizität zusammenhängen.

Link zur Homepage des Seminars

03.01.2022buddy@school 2022 - Infos für Studieninteressierte zu einem Energy Science- oder Physik Studium

In Kürze steht für alle, die in diesem Jahr die Schule abschließen, eine wichtige Entscheidung an: die Entscheidung für oder gegen ein Studium und die Wahl des Studienganges.

Die Fakultät für Physik der Universität Duisburg-Essen steht hierbei gerne unterstützend und mit Informationen und Hilfestellungen zur Seite. Wir präsentieren per Videokonferenz die Möglichkeiten eines Studiums (Energy Science, Physik und Physik Lehramt) in unserer Fakultät an folgenden Terminen:

  • Dienstag, 18.01.2022, 17 Uhr
  • Donnerstag, 03.02.2022, 13 Uhr
  • Dienstag, 15.02.2022, 17 Uhr
  • Mittwoch, 02.03.2022, 17 Uhr

Anschließend können in einer lockeren Runde Fragen hierzu gestellt werden. Ansprechpartner:innen sind dabei mindestens zwei Studierende aus unterschiedlichen Studiengängen und eine hauptamtliche Lehrkraft. Die Studierenden sind Teil unseres Buddy Systems. Innerhalb des Buddy Systems bieten wir eine Rundumberatung für zukünftige Studierende vor und während der Studieneingangsphase. Weitere Informationen zum Buddy System können der Homepage des Buddy Systems und dem Flyer entnommen werden.

Wenn Du dieses Angebot (buddy@school 2022) nutzen möchtest, bitten wir Dich um eine einfache und kurze Anmeldung (spätestens eine Woche vor dem Wunschtermin) via Online-Formular. Das Angebot steht natürlich auch denjenigen zur Verfügung, die erst in den kommenden Jahren die Schule abschließen werden, sich aber schon heute informieren möchten.

Wir freuen uns auf Dich!