Physik am Samstag

Laser in der Physik

im Hörsaal des Instituts für molekulare Biologie (IMB)
10:00 Uhr - 13:00 Uhr

Wir, die Institute der Physik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, möchten euch mit dieser Veranstaltung die Möglichkeit bieten, moderne Wissenschaft hautnah zu erleben.

An fünf Samstagen geben wir Einblicke in unseren Arbeitsalltag und berichten über spannende physikalische Phänomene und aktuelle Fragestellungen in der Forschung.
2024 geht es um die vielfältige Anwendung von Lasern in der Physik. Von der Untersuchung des Protonenradius bis hin zur Erforschung der Atmosphäre, Laser spielen eine entscheidende Rolle in einer Vielzahl physikalischer Anwendungen. Einige davon wollen wir uns genauer ansehen:

Das zu kleine Proton

Das zu kleine Proton

Samstag, den 24. Februar 2024

Vortrag von Prof. Dr. Randof Pohl

Die Grundlagen unserer Welt, aufgebaut aus Atomen, werden von Prof. Pohl beleuchtet, wobei er insbesondere auf die Struktur von Protonen eingeht - positiv geladen und zusammengesetzt aus Quarks und Gluonen.
In seinem Vortrag erklärt Prof. Randolf Pohl, wie sich mithilfe von Lasern, der Radius des Protons vermessen lässt. Er erklärt, wie seine Gruppe entdeckt hat, dass das Proton kleiner ist als erwartet und welche neuen, spannenden Ideen und Experimente, das geschrumpfte Proton uns gibt.

 

Licht für Quantencomputer und Quanteninternet

Optischer Aufbau des Teleportationsexperiments ©: University of Tokyo

Samstag, den 2. März 2024

Vortrag von Prof. Dr. Peter van Loock

In seinem Vortrag gewährt Prof. van Loock Einblicke in die neuesten Entwicklungen der Quanteninformation und beleuchtet insbesondere die Verwendung von Lasern von Lasern für Quantenteleportation in der Quantencomputer- und Quanteninternet-Forschung.

 

Magnetismus aus dem Gleichgewicht

Magnetismus

Samstag, den 9. März 2024

Vortrag von Prof. Dr. Hans Joachim Elmers

Magnetismus ist nicht nur mit der Ordnung magnetischer Momente verknüpft sondern auch mit deren Kreiseleigenschaften. Mit Laser-Strahlung aus dem Gleichgewicht gebracht, kann man die Präzession sichtbar machen und überraschende Einsichten gewinnen.

 

Mit Lasern Wassermoleküle filmen

Darstellung von Laserinteraktion ©: MPI-P

Samstag, den 16. März 2024

Vortrag von Dr. Johannes Hunger

Die einzigartigen Eigenschaften von flüssigem Wasser im Vergleich zu 'normalen' Flüssigkeiten lassen sich mit Lasern untersuchen.

Durch die Anwendung von Schwingungen von Wassermolekülen und ultrakurzen Laserpulsen lassen sich die einzigartige Molekülstruktur von flüssigem Wasser sichtbar machen. Diese Flüssigkeit unterscheidet sich in zahlreichen Aspekten von 'normalen' Flüssigkeiten aufgrund ihrer speziellen Struktur und der äußerst schnellen Bewegungen der einzelnen Wassermoleküle.

 

Laser in der Atmosphärenforschung

Holographisches Kristallbild ©: IPA

Samstag, den 23. März 2024

Vortrag von Prof. Peter Hoor und Prof. Stephan Borrmannr

Laser lassen uns, die Zusammensetzung der Luft und kleinste Verschmutzungen nachzuweisen und den Aerosolgehalt der Luft oder optische Eigenschaften von flüssigen oder festen Bestandteilen in verschiedenen Höhen zu bestimmen. Laser spielen eine Schlüsselrolle in der Erforschung der Partikelzusammensetzung und ermöglichen globale Beobachtungen von Wolkeneigenschaften. Holographische Verfahren erlauben sogar, die dreidimensionale Struktur von Eiskristallen zu vermessen, und den Effekt von Eiswolken auf das Klima zu bestimmen.
Die Lasertechnologie trägt entscheidend dazu bei, die komplexen Zusammenhänge im System Erde besser zu verstehen und wird auch in Zukunft eine Schlüsselrolle in der Meteorologie und Atmosphärenforschung spielen.

 

Ablauf

Euch erwarten spannende Stunden mit Vorträgen und interaktiven Einheiten. Dabei könnt ihr nicht nur zuhören, sondern wir klären eure Fragen und diskutieren gemeinsam mit euch über die Physik. Hier ist Mitdenken nicht nur erlaubt, sondern ausdrücklich erwünscht!

Details zu den Veranstaltungen werden jeweils hier veröffentlicht.

Jede:r kann teilnehmen

Unsere Veranstaltung richtet sich insbesondere an Schülerinnen und Schüler der Oberstufe, aber natürlich sind auch Lehrerkräfte (gerne auch zusammen mit Schülergruppen) sowie alle anderen Physikinteressierten herzlich willkommen. Für die Teilnahme braucht ihr keine speziellen Vorkenntnisse, sondern nur Lust darauf, Neues kennenzulernen.

Die beliebte Vorlesungsreihe der modernen Physik ist ein kostenfreies Angebot für Physik Interessierte.

Rückblick

Unser Universum

Das Frühe Universum

Vom Urknall bis heute
©NASA

Samstag, den 4. März 2023


Das Frühe Universum - Vom Urknall bis zur kosmischen Hintergrundstrahlung

Vortrag von Prof. Dr. Pedro Schwaller

 

Mini-Big-Bangs im Labor

Dastellung eines Events im ATLAS-Detektor
©JHEP 06 (2022) 97

Samstag, den 18. März 2023


Mini-Big-Bangs im Labor - Blick zum Anfang des Universums mit dem Large Hadron Collider

Vortrag von Prof. Dr. Lucia Masetti

 

Auf den Spuren der rätselhaften Dunklen Materie

Der XENON-Detektor mit angeschlossenem Labor
©XENON Collaboration

Samstag, den 25. März 2023


Auf den Spuren der rätselhaften Dunklen Materie - XENON will das unsichtbare sehen

Vortrag von Prof. Dr. Uwe Oberlack

Anschließend besteht die Möglichkeit, das Labor zu besichtigen.

 

Planetenatmosphären und Sternenstaub

Wirbel in der Atmosphäre von Jupiter ©NASA

Samstag, den 22. April 2023


Planetenatmosphären und Sternenstaub - Was wir von den Planetenatmosphären für die Erde lernen

Vortrag von Prof. Dr. Stephan Borrmann und Prof. Dr. Peter Hoppe

Anschließend besteht die Möglichkeit, das Labor zu besichtigen.

 

 Kosmische Neutrinoquellen

Neutrin-Event im Borexino-Detektor
©Borexino Collaberation

Samstag, den 29. April 2023


Kosmischen Neutrinoquellen - Geisterteilchen als Boten von der Sonne, explodierenden Sternen und aktiven Galaxienkernen

Vortrag von Prof. Dr. Michael Wurm

Anschließend besteht die Möglichkeit, das Labor zu besichtigen. Hier könnt ihr euch dazu anmelden.

 

Laser in der Teilchenphysik

Prof. Dr. Frank Maas
vom Helmholtz Institut Mainz, sparch überr seine Arbeit mit Lasern in der Teilchenphysik.
Die Anwendungen von Lasern in der Wissenschaft sind sehr vielfältig. In dem Vortrag wurde zunächst kurz darauf eingegangen, wie das Prinzip des Lasers funktioniert, dann Beispiele für Anwendungen von Laserstrahlen in der Kern und Teilchenphysik präsentiert.

 

Menschheitsproblem Klimawandel
Wissenschaftliche Grundlagen und die Dringlichkeit zu handeln

Univ.-Prof. Dr. Volkmar Wirth
Universitätsprofessor für theoretische Meteorologie und Atmosphärenphysik am Institut für Physik der Atmosphäre der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Der menschengemachte Klimawandel stellt eines der großen Menschheitsprobleme dar. Nach einer Zusammenfassung der gesicherten wissenschaftlichen Erkenntnisse zeigte Prof. Dr. Volkmar Wirth in seinem Vortrag auch, wie sich aus neueren Forschungsergebnissen Konsequenzen für den Umgang mit der Klimakrise ziehen lassen.

 

im Hörsaal des Instituts für molekulare Biologie (IMB)
und auf Zoom

10:00 Uhr - 13:00 Uhr

Präzision am energierückgewinnenden Elektronenbeschleuniger MESA
Hohlraumresonatorkette (“Kavität”), Bild: MESA

Samstag, den 05. Februar 2022
nur online

MESA – supraleitende Elektronenbeschleuniger für neuartige Experimente

Vortrag von Prof. Dr. Kurt Aulenbacher (Institut für Kernphysik, JGU | Helmholtz-Institut Mainz)

Präzisionsexperimente und die Suche nach dem Unbekannten
Bick in MAMI

Samstag, den 05. März 2022
nur online

Mit hohen Energien und auf der suche nach neuen Erkenntnissen zu unsere Materie.

Vortrag von Prof. Dr. Frank Maas (Institut für Kernphysik, JGU | Helmholtz-Institut Mainz)

Kalt, kälter, ultrakalt - Mit Neutronen die Welt verstehen
Blick in die Magnetfalle, Bild: τSPECT Kollaboration

Samstag, den 19. März 2022

Vom Größten bis ins Allerkleinste - Wie ultrakalte Neutronen uns helfen können, zu verstehen, warum das Universum existiert.

Vortrag von Dr. Kim Roß  (Department Chemie (TRIGA), JGU)

Gase, Wasser, Wolken und Wettersysteme: Präzisionsmessungen in der Atmosphäre 
Unsere Stratosphäre

Samstag, den 26. März 2022

Hoch über dem Boden In unsere Atmosphäre passiert Faszinierendes das auch unser Klima beeinflusst.

Vortrag von Prof. Dr. Holger Tost und Prof. Dr. Peter Hoor
(Institut für Physik der Atmosphäre, JGU)

Unfassbare Neutrinos: Die kleinsten Teilchen vom Labor bis an den Südpol
IceCube Labor am Südpol Bild: Felipe Pedreros, IceCube / NSF

Samstag, den 2. April 2022

Anhand der winzigen, kaum zu fassenden Neutrinos suchen Forschenden nach neue Erkenntnisse über die Teilchen und Kräfte in unserem Universum.

Vortrag von Prof. Dr.Sebastian Böser (Institut für Physik, JGU)

 

Menschheitsproblem Klimawandel
und die Dringlichkeit zu handeln

Univ.-Prof. Dr. Volkmar Wirth
University Professor for Theoretical Meteorology and Atmospheric Physics at the Institute for Atmospheric Physics

Der menschengemachte Klimawandel stellt eines der großen Menschheitsprobleme dar. Nach einer Zusammenfassung der gesicherten wissenschaftlichen Erkenntnisse zeigte Prof. Dr. Volkmar Wirth in seinem Vortrag auch, wie sich aus neueren Forschungsergebnissen Konsequenzen für den Umgang mit der Klimakrise ziehen lassen.

 



 

Die Treiber der Klimakrise –
wissenschaftliche Grundlagen und unsere Optionen

Prof. Dr. Mark Lawrence, wissenschaftlicher Direktor des Instituts für transformative Nachhaltigkeitsforschung in Potsdam, berichtet über die Grundlagen der Klimaphysik. In seinem Vortrag wird er auf den aktuellen Stand der Wissenschaft eingehen. Anschließend wird er unsere Handlungsmöglichkeiten aufzeigen und darstellen, wie die Zukunft aussehen könnte.

 

 

 

 

Sonstiges

Die Veranstaltung ist ein kostenloses Angebot der JGU Mainz.

Bei Fragen schreibt uns an schuelerprojekte-physik@uni-mainz.de