VIP - Vakuum in Forschung und Praxis 4 / 2024

Oberflächlich geschaltet – Verschiedene Spinzustände einzelner Moleküle an Oberflächen lassen sich gezielt schalten und für unterschiedliche Anwendungen nutzen

Manuel Gruber

Pages: 23-26
Molekulare Spinschalter sind seit fast hundert Jahren bekannt. Ihre Reaktion auf verschiedene Anregungen sowie die durch das Schalten veränderbaren physikalischen Eigenschaften machen sie für ein breites Spektrum von Anwendungen attraktiv. Vor kurzem gelang es, einzelne Moleküle kontrolliert zu manipulieren, um damit den Einfluss der lokalen Umgebung auf das Schalten zu verstehen. In der interdisziplinären Zusammenarbeit von Chemie und Physik lassen sich Spinschalter, die auf unterschiedlichen Mechanismen beruhen, entwerfen, synthetisieren und an Oberflächen erproben.
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Vakuum

Guerickes Versuch mit den Groβen Magdeburger Halbkugeln und den Pferden – Kräftebilanz und Weiterentwicklungen

Wolfram Knapp

Pages: 27-31
Der groβe Magdeburger Halbkugelversuch mit den 16 Pferden ist ein weltweit bekanntes historisches Vakuumexperiment. Otto von Guericke hat damit anschaulich gezeigt, dass der Luftdruck evakuierte Halbkugeln derart zusammenhält, dass selbst starke Pferde diese nicht auseinander bekommen. Diese Publikation beschäftigt sich aber vorrangig mit der Belastung der Pferde durch die Gewichtskraft der Halbkugeln, deren Anhebung während des Versuches die Reaktionskräfte in den Zugseilen stark vergröβert. Für groβe Halbkugeln und für symmetrische Verhältnisse wird ein Rechenbeispiel gegeben. Für quantitative Messungen der Gewichtskraft der Luft hat Guericke eine einfache Galgenkonstruktion für den Abrissversuch benutzt. Beide historischen Experimente werden gerne von der Otto-von-Guericke-Gesellschaft Magdeburg zu besonderen Anlässen vorgeführt und physikalisch erläutert, auch weil Guericke damit die Vakuumtechnik begründet hat.
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Wie viel wiegt das Vakuum? – Messung der Vakuumenergiedichte mit dem Archimedes-Experiment

Achim Kempf, Robert Jonsson, Jason Pye, Luigi Rosa, Enrico Calloni

Pages: 32-37
Das Vakuum ist nicht völlig leer, denn die Heisenbergsche Unschärferelation erzwingt Vakuumfluktuationen. Deren Existenz ist über Messungen der Casimir-Kraft belegt. Folglich muss auch Energie in den Vakuumfluktuationen stecken, die sich nach E = mc² in Form von Gravitation bemerkbar machen sollte. Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie müsste ihre Gravitation die Expansion des Universums beschleunigen. Allerdings wäre die Gravitationswirkung, die sich theoretisch aus der quantenmechanisch ermittelten Grundzustandsenergie des Vakuums ergibt, um etwa 120 Gröβenordnungen zu groβ. Dieser Widerspruch ist eine der grundlegenden, ungeklärten Fragestellungen der Physik. Auf der Suche nach einer Antwort soll das Archimedes-Experiment als extrem empfindliche Waage die Energiedichte des Vakuums bestimmen. Das Resultat soll Hinweise auf die Ursache des „Problems der kosmologischen Konstante” liefern.
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Anwenderbericht

Aussaat mit Hilfe von Vakuum: präzise, zuverlässig und schnell – Statt 300 nun 500 Kisten in der Stunde mit Setzlingen bestücken

Kulinarische Highlights mit Vakuum – Kürzere Garzeiten und optimierte Konservierung von Lebensmitteln dank Drehschieberpumpe

Vakuumlösung für nachhaltige Bierflaschen-Abfüllung – Ölfreies Vakuum senkt Kosten und sichert hohen Hygienestandard

Ausbildung

Vakuumvorlesungen an Hochschulen in Deutschland: Unternehmensunabhängiges Grundlagenwissen und die Fähigkeit, dieses auch praktisch anzuwenden, liefern beste Voraussetzung für den Industriestandort

Prof. Dr. Thordis Michalke, Dipl.-Ing. Christian Juhnke, Dipl.-Phys. Dieter Müller

Magazin

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