Hintergrundinformationen

Wissen Sie was CERN uns bringt? Hier jetzt der Bericht über ein faszinierendes Projekt von CERN!

Im Mai 2008 wird mit dem Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Zentrum für Teilchenphysik CERN in Genf der beeindruckendste Tempel der modernen Physik in Betrieb genommen. Es ist der mächtigste Teilchenbeschleuniger der Welt. Was bisher technisch unmöglich schien, soll im LHC umgesetzt werden: In der 27 km langen ringförmigen Riesenmaschine prallen Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinander. Dafür wird ein Magnetfeld erzeugt, das 180.000 mal so stark ist wie das der Erde. Dieses kann nur bei einer Temperatur nahe dem absoluten Kältepunkt bestehen - minus 271,3 Grad Celsius. Beeindruckender noch als die zahlreichen technischen Rekorde sind die Erwartungen: Der LHC könnte unser Bild vom Universum revolutionieren.

Der Large Hadron Collider LHC am Europäischen Zentrum für Teilchenphysik CERN in Genf, der Teilchenkollisionen bei höchsten Energien liefern wird, steht nach mehr als zehn Jahren Planungs- und Bauzeit kurz vor der Inbetriebnahme. Die gigantische Beschleunigeranlage, unterirdisch in einem Ringtunnel von 27 Kilometer Umfang untergebracht, und ihre nicht weniger eindrücklichen Detektoren, so gross wie mehrstöckige Häuser und vollgepackt mit Elektronik, werden es ermöglichen, fundamentale Physikphänomene zu studieren, wie sie ganz kurz nach dem Urknall vorgekommen sind. Die entsprechenden Experimente werden seit 15 Jahren in weltweiten Kollaborationen vorbereitet.

Die beiden Schlüsselexperimente ATLAS und CMS sollen viele der wichtigsten offenen Fragen der Physik beantworten: Warum haben Teilchen eine Masse, was ist die unsichtbare ‘Dunkle Materie’ im Universum, gibt es zusätzliche Raumdimensionen, lassen sich die heute bekannten kleinsten Bausteine (Quarks und Leptonen) der Materie noch weiter teilen? Die Hoffnungen auf neue Entdeckungen sind gross, seit Jahrzehnten wurde kein so kühner Schritt ins Neuland der Physik gewagt.
(Unter Verwendung einer Mitteilung vom Informationsdienst Wissenschaft)

Ob uns das LHC Erkenntnisse über die Weltformel bringen wird ist offen, insbesondere da einer der Magier der modernen Physik und Nobelpreisträger von 1998, Robert B. Laughlin, behauptet, man müsste die Physik neu erfinden. Die Suche nach der Weltformel würde dagegen mittelalterlichem Denken ähneln. Allerdings deutet Laughlin nur vage an, wie die Neuerfindung der Physik aussehen müsste.

Einfacher hat es der Protagonist Professor Allman im Sciece-Fiction Roman “Professor Allman - Auf der Suche nach der Weltformel”. Er hat eine Zeitmaschine, den Timeponder erfunden und macht sich mit deren Hilfe auf die Suche nach der Weltformel, indem er sich durch Raum und Zeit in parallele Universen transponiert. Das ist spannende Unterhaltung pur, die “Wunder der Wissenschaft” als Fantasy erscheinen lässt.

Video über den LHC in CERN:

[]

Wissen Sie ob Tarnkappen wie in Fantasy-Romanen möglich sind? Hier jetzt die neueste Entwicklung!

Man könnte glauben die Hogwarts-Zauberschule liegt im US-Bundesstaat North Carolina. Wissenschaftler der dort ansässigen Duke-Universität haben vor einem Jahr demonstriert, wie ein Objekt in zwei Dimensionen unsichtbar werden kann. Allerdings funktionierte die Demonstration nur mit Radarstrahlen. Aber der Anfang ist gemacht.

Der britische Physiker Sir John-Pendry vom Imperial College ist der Meinung, bereits in fünf Jahren könnte es ein Demonstrationsobjekt im Bereich des Tageslichts geben. Bevor man allerdings Menschen, Häuser, Autos oder Flugzeuge für andere unsichtbar werden lassen kann, dürfte noch etwas mehr Zeit vergehen.

Die Funktionsweise einer Tarnkappe entspricht der eines Steins im Flussbett. So wie das Wasser um den Stein herumfließt, soll das Licht um das zu tarnende Objekt herumfließen und es damit unsichtbar machen. Dazu benötigt man sogenannte Metamaterialien mit negativem Brechungsindex. Steckt man beispielsweise einen Stock ins Wasser, scheint der Teil im Wasser abgeknickt. Der Brechungsindex sorgt für diese uns bekannte Erscheinung. Wenn der Stock stattdessen in einem Metamaterial steckte, sähe man den im Material befindlichen Teil gar nicht mehr. Um Objekte in drei Dimensionen scheinbar verschwinden zu lassen, möchte der US-Mathematiker Allan Greenleaf eine zylinderförmige Vorrichtung benutzen. Alles innerhalb der Zylinderröhre wäre unsichtbar. Einen Nachteil hat die Technik gegenüber Harry Potters Tarnkappe: Wenn man innerhalb der Tarnvorrichtung steckt, kann man nicht hinaussehen.

Im Romanprojekt ‘Professor Allman‘ nutzen die Gegner des Professors die Tarntechnik, um bildlich gesprochen, ihm Steine in den Weg zu legen.

Video der Duke-Universität zur Demonstration vor einem Jahr:

Links:

Spiegel Online: Tarnkappe für sichtbares Licht entwickelt

Wissen Sie, ob man mit Wasser heizen kann? Hier jetzt der unglaubliche Bericht!

Das Öl wird immer teurer, doch warum heizen wir nicht mit Mineralwasser? Unsere Klimaprobleme werden immer dramatischer, doch warum gewinnen wir nicht den Strom aus Mineralwasser? Hiroshima, Tschernobyl und die Verpestung der Umwelt verursachen uns Alpträume, doch warum erzeugen wir nicht ungefährliche, saubere Energie aus Mineralwasser?
Was wie ein Scherz oder ein Märchen klingt, könnte in zehn Jahren Realität werden. 2008 beginnen in Cardarache, Südfrankreich die Arbeiten für ein Kernfusionskraftwerk das zur Energieerzeugung weder Uran noch Plutonium benötigt, sondern ganz einfach Wasser. Zehn Jahre später soll es dann soweit sein. Das internationale Zehn-Milliardenprojekt soll zehnmal soviel Energie liefern wie investiert wird und das völlig ungefährlich und frei von Umweltbelastung.
Wie ist das möglich? Die Forscher und Ingenieure, die an dem Projekt arbeiten, haben sich entschlossen den ersten Schritt des Schöpfungsakts bei der Entstehung der Welt im Kleinen nachzuvollziehen. Sie fusionieren Wasserstoffatome zu ungefährlichem Helium in einer Wundermaschine mit Namen: Internationaler Thermonuklearer Experimentalreaktor, kurz ITER. Dazu wird Wasser auf 150-Millionen-Grad erhitzt, zehnmal soviel Grad wie im Inneren der Sonne herrscht. Bei diesen Temperaturen kommen sich die Wasserstoff-Atomkerne so nahe, dass sie zu dem Edelgas Helium verschmelzen. Im Labor wurde das bereits erfolgreich ausprobiert. Das lässt uns für die Zukunft auf unbegrenzte, saubere Energie hoffen. Schon drei Flaschen Wasser sollen ausreichen, um eine vierköpfige Familie ein ganzes Jahr lang mit Energie zu versorgen. Da kann man nur sagen: Ade Kohle! Tschüss Atomkraft! Leb wohl Öl!

Video: ITER Bilder aus Forschung und Entwicklung
[]
Weitere Links:
Max-Planck-Institut Projekt ITER
100 Produkte der Zukunft

Wissen Sie woher unser Bewußtsein kommt? Hier jetzt ein neuer Ansatz!

Eine der großen Fragen unserer Welt ist die woher unser Bewusstsein kommt. Ist unser Bewusstsein etwas Einzigartiges, das in unserem Gehirn erzeugt wird oder existiert es noch anderswo in der Natur und vielleicht im ganzen Kosmos?
Zwischen Bewusstsein und der Hirnfunktion besteht unbestreitbar ein gewisser Zusammenhang. Wenn das Gehirn seine Arbeit einstellt, scheint auch das Bewusstsein zu enden. Aber trotz intensivster Forschung haben die Wissenschaftler keine stichhaltigen, zweifelsfreien Beweise dafür liefern können, dass unser Gehirn Bewusstsein auch tatsächlich erzeugt.
Wo kann Bewusstsein herkommen, wenn es keine Hirnfunktion ist? Physiker haben nun in Zusammenarbeit mit Medizinern eine Brücke zwischen unserem Gehirn und dem Universum, speziell der Welt der Quanten geschlagen. Das nachfolgende Video “Das menschliche Gehirn als Quantencomputer” zeigt diesen plausiblen Ansatz:

Stichhaltige Beweise, dass Bewusstsein außerhalb des Gehirns existiert, liefert nun endlich das Sachbuch mit dem Titel “Unsterbliches Bewusstsein” ISBN 978-3-837-04351-8 (Neuerscheinung Juli 2008).

Wissen Sie ob fahrerlose Roboterautos sich heute schon im Stadtverkehr zurecht finden? Hier jetzt der Bericht!

Fleming gibt in der Fantasy-Geschichte “Paradisienne” seinem Kultauto Bonstar die Anweisung, ihn zum Kaufhaus zu fahren. Unterwegs braucht er sich nicht um den Verkehr zu kümmern, sondern kann seinen Gedanken nachgehen, Zeitung lesen oder sonst etwas tun. Sein Auto kann offensichtlich sehen, hören, denken und versteht die unterschiedlichsten Verkehrssituationen. Es bringt ihn sicher zur Arbeit. Handelt es sich dabei um Zukunftsmusik oder bald eintretende Realität?

In Deutschland arbeiten Autoindustrie und Wissenschaftler an sogenannten Fahrerassistenzsystemen, der Vorstufe zum autonomen Roboterauto. Sie wollen in einem weiteren Schritt die Zukunft des denkenden Autos Realität werden zu lassen.

Besonders Innenstädte mit den schwierigsten Verkehrssituation stellen hohe Ansprüche an das Roboterfahrzeug. Es muss Verkehrsschilder lesen und die Verkehrsregeln beachten. Stehengebliebenen Fahrzeuge müssen überholt und Fußgänger dürfen nicht aufs Korn genommen werden. Schließlich soll das Fahrzeug ans Ziel finden, auch wenn gerade eine Baustelle, den durchs Navi-System vorgezeichneten Weg versperrt.

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass bis zum Jahr 2040 die Markteinführung der Roboterfahrzeuge erfolgen kann. Wenn man allerdings sieht, wie im “DARPA Urban Challenge 2007” die Fahrzeuge agieren und selbstständig durch eine städtische Wettbewerbsstrecke fahren, dann kann man nicht glauben, dass die Markteinführung noch so lange auf sich warten läßt.

Der Wettbewerb wurde von der Forschungsbehörde des US-Verteidungsministeriums ausgeschrieben. Weltweit renommierte Universitäten und einige große Automobilhersteller nahmen daran teil. Die sechs Fahrzeuge die das Ziel erreichten, absolvierten die Wettbewerbsstrecke im städtischen Umfeld fast fehlerfrei. Der Chevy Tahoe der Carnegie Mellon University hat die “Urban Challenge” schließlich gewonnen. Das Team erhält zwei Millionen Dollar Preisgeld.

Video (in Englisch) vom DARPA Urban Challenge 2007:

Links zum Thema:
Cognitive Automobiles
Focus-Online: Das Auto wird zum Chauffeur
Sachbücher

Wissen Sie welche Schönheiten in Wirklichkeit nur weibliche Roboter sind? Hier jetzt die Vorstellung von Gynoiden!

Weibliche humanoide Roboter (Gynoiden) werden immer hübscher. Erst kürzlich wurde ein Roboter mit Namen Repliee Q1 der Öffentlichkeit vorgestellt, der einem Menschen zum Verwechseln ähnlich sieht. Während die Europäer mehr auf die Funktionalität von Robotern achten, geht es den Japanern oder Koreanern um die Schönheit ihrer künstlichen Geschöpfe. Die Entwicklungsingenieure modellieren sie nach dem aktuellen Schönheitsideal. Damit gleichen die Gynoiden Popstars oder Top-Models. Zehn oder mehr Motoren im Kopf verziehen die Silikonhaut des Gesichts um Gefühle auszudrücken. Zuvor beobachten Videokameras den Ausdruck des menschlichen Gegenübers. Der Wortschatz eines weiblichen Roboters an der Auskunft ist derzeit noch auf 400 Worte beschränkt. Doch was zählt schon ein großer Wortschatz, wenn es auf die Schönheit ankommt?

Eine Japanische Zeitarbeitsfirma soll sogar schon für 445 US-Dollar die Stunde humanoide Roboter für die unterschiedlichsten Aufgaben vermieten. Beim Einsatz dieser Kunstwesen braucht sich der Arbeitgeber keine Sorge mehr um Arbeitsgesetze zu machen. Es fragt sich nur, ob der hohe Stundentarif rentabel ist. Und wenn es erst ein Mindestlohngesetz für Gynoiden geben sollte, das die 445 US-Dollar pro Stunde festschreibt, dann würden wohl viele Gynoiden arbeitslos werden.

Der weibliche Roboter Q2 von der Osaka Universität in Aktion:

Weiterführende Links:
Von asiatischen Evas und Robotern als Zeitarbeiter
Paradisienne - Sagenhafte Geschichten
Mensch oder Roboter? - Zum Verwechseln ähnlich

Wissen Sie über Funketiketten Bescheid? Hier jetzt die Erklärung!

RFID ist die Abkürzung für Radio Frequency Identification Technology. Chips mit der RFID-Technologie werden verwendet in Form von schlauen Etiketten auf Lebensmitteln oder anderen Waren. Es lassen sich Artikelnummern und sonstige Artikeldaten kabellos übertragen und auswerten. Man kann dadurch beispielsweise das Einkaufen im Supermarkt automatisieren oder kontrollieren ob die Kühlkette von Tiefkühlkost unterbrochen wurde.

In der Kurzgeschichte “Paradisienne” sterben Haushaltsroboter, die Parfüm einkaufen, das mit einer Funketikette versehen ist.

Video: Kontrolle durch RFID-Funketiketten beim Einkaufen im Supermarkt

Wissen Sie über die große Zukunft von Nanomaschinen Bescheid? Hier jetzt die Antwort!

Unter Nanomaschinen, auch als Nanobots oder Nanoroboter bezeichnet, versteht man autonome Kleinstmaschinen als eine der Entwicklungsrichtungen der Nanotechnologie. Die Nanomaschinen sollen in nicht allzuferner Zukunft etwa die Größe von Blutkörperchen haben und sich fortbewegen können. Solchen Maschinen wird eine große Zukunft in der Medizin vorausgesagt, aber auch in der Computerindustrie, Umwelttechnik, Biotechnologie. Außer der Fortbewegung sollen sie sich wie Zellen selbst organisieren, vermehren und an ihre Umgebung anpassen können. Zur Zeit befindet man sich in dem Stadium, dass man winzige Erbgut-Bauklötzchen aus DNA herstellen kann. Auch soll bereits eine Art Auto hergestellt worden sein, das nur wenige Atome groß ist.

Im Romanprojekt “Professor Allman” bauen Nanomaschinen fehlende Gliedmaßen auf.

Video: Nanobots in Aktion

Sachbücher zum Thema