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Die Gesetze der Quantenphysik bringen nicht nur Laiinnen und Laien regelmäßig aus dem Konzept, selbst einige der Personen, die die Quantenphysik mitbegründeten, zweifelten immer wieder an den von ihnen aufgestellten Gesetzen. Ein besonders rätselhaftes Konzept der Quantenphysik, über das sich auch Albert Einstein den Kopf zerbrach, ist die quantenmechanische Verschränkung. Was es bedeutet, wenn zwei Objekte miteinander verschränkt sind und warum Einstein von einer „spukhaften Fernwirkung“ sprach, berichtet Tobias Schätz von der Universität Freiburg in dieser Folge.
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Astronominnen und Astronomen haben im Weltall unzählige Galaxien, Sterne und inzwischen auch Planeten ausgemacht – und sie gehen davon aus, dass auf einigen dieser fernen Welten womöglich ebenfalls Leben existieren könnte. Selbstverständlich ist das alles nicht – nicht einmal für unseren Planeten. Denn bereits winzige Änderungen in den fundamentalen Eigenschaften des Universums hätten ausgereicht, um Leben niemals entstehen zu lassen. Es scheint so, als wären die Eigenschaften fein aufeinander abgestimmt. Worin diese Feinabstimmung besteht und welche möglichen Erklärungen es dafür gibt, berichtet Thomas Naumann vom Forschungszentrum DESY in Zeuthen in dieser Folge.
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1,5 Grad Celsius – nicht mehr. Das ist der Wert, auf den die Unterzeichner des Pariser Klimaabkommens die globale Erwärmung seit dem vorindustriellen Zeitalter begrenzen wollten. Doch während langsam aber sicher deutlich wird, dass die Welt am 1,5-Grad-Ziel vorbeischlittert, verändern sich die Werte extremer Temperaturen sogar noch drastischer. Wann Wetter „extrem“ wird, und wie Forschende den Einfluss des Klimawandels auf solche Extremereignisse untersuchen, berichtet Frank Kreienkamp vom Deutschen Wetterdienst in dieser Folge.
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Die Frage, wie auf der Erde vor Milliarden von Jahren erstmals Leben entstehen konnte, ist noch immer nicht geklärt. Denn selbst das kleinste lebende System – eine einzelne Zelle – ist extrem komplex und lässt sich nur schwer entschlüsseln. Um die Prozesse innerhalb von Zellen besser zu verstehen, bauen Forschende sie künstlich im Labor nach. Wie das funktioniert und welche Erfolge dabei bislang erzielt wurden, berichtet Petra Schwille vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried in dieser Folge.
Bildquelle: Kohyama et al., Nature Communications 13, 6098, 2022; Lizenz: CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) -
Mit Lichtgeschwindigkeit durchqueren sie das Universum und stauchen und strecken dabei Raum und Zeit: Gravitationswellen. Mehr als hundert Jahre lang haben Physikerinnen und Physiker über ihre Existenz spekuliert, bis es im Jahr 2015 erstmals gelang, Gravitationswellen nachzuweisen. Welche Signale seitdem gemessen wurden, was sie uns über das Universum verraten und wie Gravitationswellen in Zukunft noch genauer untersucht werden könnten, berichtet Frank Ohme vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover in dieser Folge.
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Viele Planeten in unserem Sonnensystem haben Monde: Die Erde hat einen, Mars zwei, Jupiter hat mehr als 90 und Saturn sogar weit über hundert. Und auch außerhalb unsers Sonnensystems gibt es zahlreiche Planeten, die vermutlich ebenso von Begleitern – sogenannten Exomonden – umkreist werden. Wie diese fernen Welten aussehen könnten und mit welchen Methoden nach Exomonden gesucht wird, berichtet René Heller vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen in dieser Folge.
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Wie Antimaterie erstmals entdeckt wurde und warum sie bis heute eines der größten ungelösten Rätsel der Physik darstellt, berichtet Stefan Ulmer von der Universität Düsseldorf in dieser Folge.
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Wie autonome Fahrzeuge funktionieren und welche Hürden noch genommen werden müssen, bis sie auch im Straßenverkehr eingesetzt werden können, erzählt Daniel Göhring von der Freien Universität Berlin in dieser Folge.
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Wie Physikerinnen und Physiker nach Materialien suchen, die Strom auch bei Raumtemperatur widerstandsfrei leiten, erzählt Bernhard Keimer vom Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in dieser Folge.
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Wie sich Signale aus dem Gehirn auslesen lassen und an welchen Schnittstellen zwischen Gehirn und Computer aktuell geforscht wird, berichtet Thomas Stieglitz von der Universität Freiburg in dieser Folge.
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Woraus das unscheinbare Gas besteht, das unser gesamtes Universum erfüllt und welche Rolle es bei der Entwicklung des Kosmos spielt, berichtet Philipp Richter von der Universität Potsdam in dieser Folge.
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Wo Neutrinos herkommen, wie sich die rätselhaften Eigenschaften der Teilchen untersuchen lassen und was sie uns über die Geschichte und den Aufbau des Universums verraten, erzählt Kathrin Valerius vom Karlsruher Institut für Technologie in dieser Folge.
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Wie Permafrostböden vor Jahrmillionen entstanden und was passiert, wenn die gefrorenen Böden im Zuge des Klimawandels nun allmählich auftauen, berichtet Julia Boike vom Alfred-Wegener-Institut in dieser Folge.
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Wie sich Astronautinnen und Astronauten vor der gefährlichen Strahlung schützen können, der sie im Weltraum ausgesetzt sind, berichtet Thomas Berger vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in dieser Folge.
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Warum unsere Welt aus schwingenden Fäden aufgebaut sein könnte, erzählt Timo Weigand von der Universität Hamburg in dieser Folge.
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Wie Wolken entstehen, mit welchen Methoden sie sich untersuchen lassen und welche Rolle Wolken für das Klima auf der Erde spielen, berichtet Mira Pöhlker vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in dieser Folge.
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Wie Schnelle Radioblitze vor gut 15 Jahren entdeckt wurden und was bislang über ihren Ursprung bekannt ist, berichtet Michael Kramer vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in dieser Folge.
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Auf welchen Wegen Kohlenstoff im Erdsystem zirkuliert und wie Menschen diesen natürlichen Kreislauf beeinflussen, berichtet Ingeborg Levin von der Universität Heidelberg in dieser Folge.
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Wie sich beispielsweise Blutproben auf kleinen Chips analysieren lassen und in welchen Bereichen solche Lab-on-a-Chip-Systeme bereits zum Einsatz kommen, erläutert Roland Zengerle von der Universität Freiburg in dieser Folge.
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Was bislang über die fundamentalen Bausteine der Materie bekannt ist und welche neuen Entdeckungen kürzlich an Teilchenbeschleunigern gelangen, berichtet Stephan Paul von der Technischen Universität München in dieser Folge.
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