Wissenschaft und Technologie
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Bomb

Der erste Schritt zum Antimaterie-Laser?

Die Wissenschaftler am Teilchenforschungszentrum Cern haben in den letzten Jahren große Fortschritte bei der Erforschung der Antimaterie machen können. Nun ist es den Wissenschaftlern erstmals gelungen einen Antimaterie-Strahl zu erzeugen.

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© Antimaterie / CERN
Ein Bild der Antimaterie.
Meyrin (Schweiz). Ein Antimaterie-Strahl ist bereits aus unterschiedlichen Science-Fiction Filmen bekannt. In Filmen wird dieser Strahl oft als Waffe auf einem Raumschiff eingesetzt und besitzt eine extrem zerstörerische Wirkung. Die Wissenschaftler am Cern hatten aber ganz andere Ambitionen einen solchen Antimaterie-Strahl zu erzeugen: Die starken Magnetfelder der Forschungsanlage verfälschen die Ergebnisse bei der genaueren Untersuchung der Antimaterie.
Im Fachmagazin Nature Communications berichten die Wissenschaftler, dass es ihnen erstmals gelungen ist, eine Antimaterie-Strahl zu erzeugen. Dieser besteht aus 80 Antiwasserstoffatomen und besaß eine Länge von 2,7 Metern. Der Abstand von 2,7 Metern zwischen Entstehungsort der Antimaterie und der Messung seiner Eigenschaften reicht aus, dass die magnetischen Felder bereits so abgeschwächt sind, dass sie die Messergebnisse nicht mehr verfälschen, so die Wissenschaftler.

Die Antimaterie wirft noch viele Fragen auf


Die Wissenschaft geht davon aus, dass es im Universum bei der Entstehung Antimaterie und Materie gab. Eigentlich hätte diese aber wieder komplett zerstrahlen müssen. Da das bekannte Universum aber aus bionischer Materie, also Protonen, Neutronen und Elektronen bestehen, muss bei der Entstehung des Universums ein Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie geherrscht haben.
An diesem Rätsel arbeiten die Wissenschaftler am Cern bereits seit Jahren, doch auch wenn sie bereits viele große Erfolge in der Erforschung der Antimaterie machen konnten, bleibt das Ungleichgewicht der Antimaterie beim Urknall ein Mysterium der Wissenschaft.

Pi

Der Fall durch die Erde - Student setzt neuen Maßstab

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Erde: "Das ist genau die Art von Fachartikeln, die wir lieben"
Wenn es einen Tunnel gäbe quer durch die Erde - wie lange würde der Fall bis zur anderen Seite dauern? 42 Minuten, lautet die gängige Antwort. Doch ein Physiker aus Kanada hat nachgerechnet und kommt auf eine kürzere Flugzeit.

Das Problem ist eine beliebte Testaufgabe für angehende Physiker: Ein Tunnel durchzieht die Erde - er reicht von einem Punkt der Oberfläche zum Erdmittelpunkt und endet genau auf der gegenüberliegenden Seite. Wie lange ist ein Apfel unterwegs, den man in diesen in den Tunnel fallen lässt? Der Luftwiderstand darf dabei vernachlässigt werden.

Wer Newtons Gravitationsgesetz und auch noch etwas Integralrechnung beherrscht, kommt relativ schnell auf das Ergebnis von 42 Minuten. Die Berechnung ist etwas komplizierter, weil sich die auf den Apfel wirkende Anziehungskraft der Erde während des Flugs ständig verändert.

Nun hat der Physiker Alexander Klotz eine neue Kalkulation im Fachblatt"American Journal of Physics" veröffentlicht. Das Paper ist auf "Arxiv.org" frei zugänglich. Klotz kommt darin zu einem anderen Ergebnis: Statt 42 Minuten würde ein Objekt nur 38 Minuten fliegen. "Das ist genau die Art von Fachartikeln, die wir lieben", sagte David Jackson, Herausgeber des "American Journal of Physics", auf der Webseite des "Science"-Magazins.

Fireball

Schon wieder: Kürzlich entdeckter 500-Meter-Asteroid verfehlt heute die Erde

Am morgigen Freitag, 27. März 2015, passiert der rund 500 Meter große Asteroid "2014-YB35" die Erde in einem Abstand der 11,7-fachen Monddistanz. Entdeckt wurde der kosmische Riesenbrocken erst vor wenigen Monaten.

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© ssd.jpl.nasa.gov
Orbitaldiagramm des Vorbeifluges von "2014-YB35" am 27. März 2015.
Washington (USA) - Da die sichere Entfernung zwischen Erde und dem Asteroiden jedoch 4,5 Millionen Kilometer beträgt, wird die Passage von "2014-YB35" von der Erde aus nur mit Hochleistungsteleskopen zu beobachten sein. Zu diesem Zweck hat die NASA das Goldstone Observatory in der kalifornischen Mojave-Wüste auf den Asteroiden angesetzt, um Radaraufnahmen zu erstellen.

Mit dem gleichen Instrument gelangen den Wissenschaftlern erst im vergangenen Januar sensationelle Aufnahmen des Asteroiden "2004 BL86" auf denen dann sogar ein bis dahin unbekannter Mond entdeckt wurde, der den Asteroiden umkreist (...wir berichteten). Auch von den neuen Beobachtungen erhoffen sich die Forscher neuen Information über dessen Flugbahn und Zusammensetzung.

Kommentar: Es sollte nicht verwundern, dass wir in letzter Zeit immer mehr solcher Ereignisse verzeichnen. Die Feuerball-Ereignisse auf und um unseren Planeten herum, haben dramatisch zugenommen:

Ein Teil dieser Ereignisse haben wir auf unserer WorldView Karte aufgelistet:





Star

Rätsel historischer Sternexplosion von 1670 gelöst - Astronomen finden überraschende Erklärung

Vor mehr als 340 Jahren staunten Astronomen über ein plötzliches Aufleuchten am Himmel - ein neuer Stern, wie sie dachten. Doch der Stern erlosch wieder und Forscher hielten das Phänomen seither für eine Nova, eine Sternexplosion. Jetzt jedoch widerlegen neue Beobachtungen dies. Statt einer simplen Explosion war die dramatische Kollision zweier Sterne schuld a dem geheimnisvollen Phänomen, wie Astronomen im Fachmagazin "Nature" berichten.

© Royal Society
Der Astronomen Hevelius zeichnete den "neuen Stern" im Jahr 1670 so in eine Sternkarte ein
Im Jahr 1670 leuchtete zum Erstaunen der Astronomen am Himmel plötzlich ein neuer Stern auf: Über dem Kopf des Sternbilds Schwan erstrahlte ein Lichtpunkt - so hell, dass er mit bloßem Auge sichtbar war. Damalige Gelehrte wie Cassini und Hevelius hinterließen ausführliche Beschreibungen dieses Phänomens, Hevelius beschrieb es als Nova sub capite Cygni - einen neuen Stern unter dem Kopf des Schwans. Doch der Stern verhielt sich seltsam: Nach zwei Jahren verschwand er, nur um dann noch zweimal kurz wiederaufzutauchen, bevor er dann endgültig verlosch.

War es eine Nova?

Worum es sich damals handelte, blieb lange unklar. Erst später vermuteten Astronomen, dass es sich bei Nova Vul 1670 - so der offizielle Name - um eine Nova, den Helligkeitsausbruch eines Sterns, gehandelt haben könnte. Er geschieht, wenn ein Weißer Zwerg in einem Doppelsternsystem Materie von seinem Begleiter absaugt, oft einem Roten Riesen. Wird eine bestimmte Massengrenze überschritten, kommt es beim Weißen Zwerg zur Explosion der Gashülle - er leuchtet als Nova auf. Im Gegensatz zu einer Supernova übersteht der Weiße Zwerg dies und diese Ausbrüche können sich mehrfach wiederholen.

„Das Objekt galt für viele Jahre als Nova, aber je länger es untersucht wurde, desto weniger sah es nach einer gewöhnlichen Nova oder irgendeiner anderen Art von explodierenden Sternen aus“, erklärt Erstautor Tomasz Kamiński vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn. Und auch der schwache Nebel, den Astronomen in den 1980er Jahren an der Stelle entdeckten, an der Hevelius den "neuen Stern" beschrieben hatte, half zunächst nicht viel weiter.

Beaker

Genetiker verpflanzen erstmals erfolgreich Mammut-DNA in die eines Elefanten

US-Genetiker haben erstmals erfolgreich Mammut-DNA in lebendige Zellen eines Elefanten eingebracht und beschreiten damit einen wichtigen Schritt hin zur Wiederbelebung der einstigen Giganten.
© A.V. Lozhkin/NOAA/Public Domain
Symbolbild: Mammut-Mumie im Permafrost.
Cambridge (USA) - Wie der Genetik-Professor Geroge Church von der Harvard University gegenüber der Sunday Times berichtet, stammt die DNA von Mammuts, die im arktischen Permafrostboden der Wrangel-Halbinsel gefunden wurden. Zwar handele es sich noch nicht um die vollständige Gensequenz eines Mammuts, dennoch aber um jene Eigenschaften, die Mammuts von heute lebenden Elefanten unterscheiden, so etwa Gene für die Größe der Ohren, subkutane Fette und die charakteristische Körperbehaarung.

Binoculars

Wildtierkameras belegten, dass Tiere schon Tage vor schwerem Erdbeben flohen

Schon seit Jahrhunderten werden einigen Tierarten die Fähigkeiten nachgesagt, Erdbeben schon vorab spüren zu können und entsprechenden Orten und Regionen zu entfliehen. Während Kritiker dieser Behauptung entsprechende Beobachtungen weiterhin verneinen, belegt nun erstmals eine Studie mit Hilfe von Wildtierkameras und Messungen von Umweltfaktoren genau dieses Verhalten und eine direkte Verbindung zu den seismischen Aktivitäten. Die Forscher selbst vermuten, dass Ionen in der Luft die schon Tage in den Tieren ein Fluchtverhalten auslösen könnten.
© R. Grant et al.
Am Boden lebende Vögel wie diese Amazonashokko, waren in de Tagen vor dem Contamana-Beben 2011 in Peru nicht mehr auf den Wildtierkameras im Yanachaga National Park zu sehen.
Chelmsford (England) - Wie das Team um Dr. Rachel Grant von der Anglia Ruskin University aktuell im Fachjournal "Physics and Chemistry of the Earth" berichtet, nutzen sie Aufnahmen der durch Bewegungssensoren ausgelösten Wildtierkameras im peruanischen Yanachaga National Park. Diese Aufnahmen belegen demnach eine signifikante Veränderung im Verhalten von Tieren schon viele Tage vor dem Beben von Contamana, das 2011 Peru mit einer Stärke von 7.0 traf.

"An einem normalen Tag nehmen die Kameras zwischen 5 und 15 Tiere auf. In den Tagen vor dem Beben, waren es so gut wie gar keine Sichtungen mehr, die von den Kameras dokumentiert wurden. Für die hiesige Regenwaldregion ist das wirklich sehr ungewöhnlich."

Kommentar:


Better Earth

Spuren eines riesigen Meteoritenkraters in Australien entdeckt

Einschlagspur hat rund 400 Kilometer Durchmesser

© AP
Eine künstlerische Impression eines Asteroidenimpakts
Washington - Wissenschafter haben in Australien möglicherweise Spuren eines gigantischen Meteoritenkraters entdeckt. Der Krater mit einem Durchmesser von rund 400 Kilometern wurde durch einen Einschlag vor hunderten Millionen Jahren gebildet, heißt es in einem am Montag in der europäischen Fachzeitschrift "Tectonophysics" veröffentlichten Artikel.

Es wäre der größte jemals entdeckte Meteoritenkrater. Ein Einschlag solchen Ausmaßes könnte nach Ansicht der Wissenschafter die Theorien über die Erdhistorie über den Haufen werfen.

Der Krater ist auf der Erdoberfläche längst nicht mehr zu sehen, seine Spuren finden sich dem Fachartikel zufolge in der Erdkruste. Auf den Krater wiesen zwei "Narben" hin, die von den Geophysikern um Andrew Glikson von der Australian National University (ANU) entdeckt wurden. Der Meteorit müsse also vor dem Einschlag auseinandergebrochen sein. Beide Teile hätten einen Durchmesser von je zehn Kilometern gehabt. Ihr Einschlag habe seinerzeit vermutlich zahlreiche Arten auf dem Planeten ausgelöscht.

Kommentar: In den letzten Jahren werden immer mehr Meteore beobachtet, wenn auch nicht in den Größenordnungen, welche der Asteroid in dem Artikel beschrieben wurde- Tendenz steigend. Hier eine Auswahl der letzten Monate:


Moon

Rätsel auf Ceres vertieft sich: Mysteriöse "weiße Flecken" auf Zwergplaneten Ceres ragen über Kraterwand hinaus

Schon seit Jahren sorgen ungewöhnlich helle Flecken auf der Oberfläche des Zwergplaneten Ceres unter Planetenforschern für Rätselraten. Mit der Ankunft der Raumsonde "Dawn" hat sich das Rätsel noch vertieft - zeigte sich doch, dass der hellste Fleck inmitten eines ausgedehnten Kraters liegt und in Wirklichkeit aus zwei Strukturen besteht. Anhand neuer Analysen der aktuellsten Aufnahmen von Ceres gehen Wissenschaftler zudem mittlerweile davon aus, dass sich diese Strukturen sogar noch über den Kraterrand hinaus erheben. Weiterhin suchen die Experten nach einer Erklärung.

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© NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Ausschnittsvergrößerung der stark reflektiven Struktur im Ceres-Krater.
The Woodlands (USA) - Wie das Team um Andreas Nathues vom Max-Planck-Institut Sonnensystemforschung aktuell auf der Lunar and Planetary Science Conference berichtete, verändere sich der Winkel der Reflexion dieser hochreflektiven Strukturen mit der Rotation des Zwergplaneten und die weißen Flecken bleiben weiterhin sichtbar, selbst wenn sie bereits vom Kraterrand verdeckt werden sollten und das Kraterinnere schon im Schatten liegt (s. Abb.). Dieser Umstand lege nahe, dass was auch immer hier das Sonnenlicht reflektiere, sich relativ hoch über die sonstige Oberfläche von Ceres hinaus erheben muss.

Kommentar: Weiße Flecken bzw. Lichter auf Zwergplaneten Ceres: Spektakuläre Detailaufnahmen bleiben rätselhaft


Sun

Heute: Sonnenfinsternis am 20. März 2015

Am kommenden Freitag den 20. März kommt es zu einer totalen Sonnenfinsternis, die als partielle (also teilweise) "SoFi" auch von Mitteleuropa aus zu sehen sein wird. Während das normale Tageslicht während der Verfinsterung also nur teilweise gedimmt erscheinen wird, befürchten Energieversorger im Vorfeld negative Auswirkungen auf die auf Systemstabilität insbesondere der deutschen Stromversorgung, da diese bereits zu einem bedeutenden Anteil aus Sonnenenergie gespeist wird. Trotzt entsprechend sensationalistisch verbreiteter gegenteiliger Behauptungen geben Experten diesbezüglich jedoch Entwarnung.
Saarbrücken (Deutschland) -Zu einer totalen Sonnenfinsternis kommt es immer dann, wenn sich der Mond zwischen Sonne und Erde schiebt und der Kernschatten des Mondes auf die Erde fällt (s. Grafik). Ein kosmischer Zufall führt zudem dazu, dass beide extrem unterschiedlich große Himmelskörper am irdischen Himmel in etwa gleich groß erscheinen: Während die Sonne 400mal größer ist als der Mond, ist sie zugleich aber 400,al weiter entfernt, so dass die Mondscheibe während einer totalen Sonnenfinsternis die Sonnenscheibe geradeso vollständig bedecken kann.
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© A. Barmettler/CalSky
Die Sonnenfinsternis am kommenden Freitag beginnt im deutschsprachigen Raum zwischen 09:25 Uhr über der Schweiz und ab 09:40 Uhr über Norddeutschland (Mecklenburg-Vorpommern). Sie endet zwischen 11:45 über der Region zwischen Bern und dem Schwarzwald und 12:00 auf Rügen. Ihren Höhepunkt - also die maximale Bedeckung der Sonnenscheibe von 72 bis 86 Prozent - erreicht die Finsternis zwischen 10:30 und 10:50 Uhr. Je nördlicher in Europa man sich befindet, umso größer ist die vom Mond bedeckte Fläche der Sonnenoberfläche. In Deutschland werden bis über 80 Prozent der Sonnenscheibe bedeckt. Während die größte Bedeckung von den deutschen Küsten aus zu beobachten sein wird, werden aber auch in München immerhin noch etwa 70 Prozent der Sonnenscheibe verschwinden und die Sonne dann als ungewohnte Sichel am Himmel stehen.

Kommentar: Focus Online veröffentlichte folgende Tabelle:

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© Focus Online



Bulb

Durchbruch drahtloser Stromübertragung: Wissenschaftler übertragen Energie 55 Meter durch die Luft

Japanischen Wissenschaftlern der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) ist ein wichtiger Durchbruch im Bereich zukünftiger Energieversorgung der Menschheit gelungen, als sie erstmals mithilfe von Mikrowellen erfolgreich drahtlos elektrischen Strom an ein stecknadelgroßes Ziel übertrugen.
© solarseven/Shutterstock
Die Wissenschaftler hatten es erfolgreich fertiggebracht, unter Einsatz von Mikrowellen 1,8 kW Energie durch die Luft zu einem 55 Meter entfernten, nur stecknadelgroßen Ziel zu transportieren, erklärte laut der Nachrichtenagentur Agence France-Presse (AFP) ein Sprecher der Einrichtung. »Zum ersten Mal ist es damit gelungen, unter Einsatz eines empfindlichen Steuerungsgeräts einen hohen Energieoutput von fast zwei kW elektrischen Stroms über Mikrowellen zu einem kleinen Ziel zu transportieren«, sagte er.

Die übertragene Energiemenge reichte zwar nur aus, um einen elektrischen Kessel aufzuheizen, und die überwundene Distanz war noch nicht groß, aber möglicherweise handelt es sich um einen riesigen Schritt nach vorn bei der Erschließung neuer Energiequellen. Dieses erfolgreiche Experiment könnte den Weg dazu eröffnen, die praktisch unerschöpfliche Sonnenenergie im Weltraum zu sammeln und sie zur Erde zu übertragen, erklärten die Wissenschaftler.