Physikertagung in Bayreuth

23.02.1998 - (idw) Universitšt Bayreuth

Medienmitteilung der Uni Bayreuth, Nr. 11a/98, 23. Februar 1998

Physikertagung vom 9. bis 13. Maerz an der Universitaet

VOM EINZELMOLEKUeL BIS HIN ZUM FUSIONSREAKTOR

Ueber 800 Vortraege fuer rund 1000 Teilnehmer - Viele Beitraege auch anwendungsorientiert

Bayreuth (UBT). Vom 9. bis 13. Maerz veranstalten die Fachverbaende Chemische Physik, Kurzzeitphysik, Plasmaphysik und Polymerphysik der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) ihre diesjaehrige Fruehjahrstagung an der Universitaet Bayreuth. In 818 Beitraegen und Vortraegen werden die jeweils neuesten Ergebnisse vorgestellt, die in ihrer Vielfalt von der Spektroskopie und der Manipulation von Einzelmolekuelen bis hin zu neuartigen Hoechstenergiela-sern und der Fusionsforschung reichen. Zu der Tagung werden etwa 900 bis 1000 Teilnehmer aus Deutschland sowie Gaeste aus Europa und den USA erwartet.

Informationen zum ITER-Projekt

In der Plasmaphysik sind zur Zeit zwei Schwerpunktthemen aktuell. In dem einen wird aus dem Bereich der Kernfusion mittels magnetischem Einschluss ueber den Stand des internationalen ITER- Projekts berichtet, das erstmals ein Langzeitbrennen des magnetisch eingeschlossenen Plasmarings zeigen soll und damit bereits die Vorstufe zu einem technisch anwendbaren Konzept darstellt.

Die juengsten Fortschritte im Bereich der Hoechstleistungslaser eroeffnen eine Fuelle neuer experimenteller Untersuchungsmoeglichkeiten und werden das zweite Schwerpunkthema der Plasmaphysik sein. . Durch Bestrahlen von Festkoerpern mit Laserpulsen im Petawatt-Bereich (1015) lassen sich z. B. Plasmen erzeugen, deren Eigenschaften denen des Urknallplasma in den ersten Sekundenbruchteilen der Entstehung unseres Kosmos vergleichbar sind. Diese Strahlquellen bieten sich als Werkzeuge zur Zuendung von Fusionsplasmen an. Die Aufheizung kleiner Brennstoffkuegelchen bis hin zu Fusionstemperatur durch Laserbeschuss wird als Traegheitsfusion bezeichnet und stellt eine Alternative zum magnetischen Einschluss dar.

Neuartiger Hoechstleistungslaser

Ueber einen neuartigen Hoechstleistungslaser, der auch die Moeglichkeiten in der Praezisionsmaterialbearbeitung mit Lasern revolutionieren duerfte, wird aus dem Fachverband Kurzzeitphysik berichtet. Hier ist mit dem sogenannten Chirped-Pulse- Amplification (CPA) Laser in den letzten Jahren ein neuer Durchbruch gelungen. Man hat gelernt, die verschiedenen Farben eines relativ breitbandigen Laserpulses ueber Beugungsgitter verschieden lange Wege laufen zu lassen. Die Pulse lassen sich so zeitlich nach Belieben bis zu 10000fach auseinanderziehen und wieder zusammenschieben. Dies ermoeglicht es, die Pulse bei Leistungen unterhalb der Zerstoerungsschwelle von Glas zu verstaerken und dann zu sehr kurzen Pulsen (bis zu wenige Lichtperioden) mit sehr hoher Leistung (bis zu 1015 Watt) zu komprimieren.

Ein wichtiges Merkmal dieser Laser ist, dass sie relativ klein und preiswert sind. Mit Intensitaeten von 1018 bis 1021 W/cm2 im Fokus erzeugen diese Laserpulse ein relativistisches Laserplasma, d. h. die Elektronen in den bestrahlten Materialien werden nahezu bis auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und loesen ueberraschend neue Effekte aus. Es lassen sich dadurch z. B. Rekordmagnetfelder bis zu 1 Giga Gauss erzeugen, die bisher im Laboratorium nicht zur Verfuegung standen. Die ersten Experimente, die u. a. am Max- Planck-Institut fuer Quantenoptik in Garching, an der Universitaet Jena und am Max-Born-Institut in Berlin durchgefuehrt werden, bestaetigen in den Grundzuegen die theoretischen Vorhersagen.

Aus den Bereichen der Chemischen Physik und der Polymerphysik, die auch mehrere gemeinsame Symposien waehrend der Tagung veranstalten, werden insbesondere anwendungsorientierte Thematiken im Vordergrund stehen.

Oberflaechenbeeinflussung durch Polymere

In dem Gebiet der molekularen Oberflaechenbeeinflussung von Kunststoffen hat es in den letzten Jahren grosse Fortschritte gegeben, die aus einem konzertierten Vorgehen von Chemikern und Physikern in der Grundlagenforschung resultieren. So entwickeln Gruppen am Max-Planck-Institut fuer Kolloid- und Grenzflaechenforschung in Berlin Polymere, die, werden sie auf andere Materialien aufgesprueht, deren Oberflaechen quasi schmutzabweisend machen.

Der Beitrag der Grundlagenforschung zu diesem in der technischen Erprobung befindlichen Verfahren besteht zunaechst in der Synthese massgeschneiderter Polymere, die in umweltfreundlichem Mittel loeslich sind und damit versprueht werden koennen. Sie sollen weiterhin nach der Trocknung gut haften und sich so organisieren, dass sie eine extrem niedrige Oberflaechenenergie besitzen. Die Polymerforschung bietet hierbei die Moeglichkeiten, auch gezielt supramolekulare Assoziate zu bilden. Diese eignen sich zur Abscheidung von Metallpartikeln, wodurch wiederum gezielt elektrische und optische Oberflaecheneigenschaften veraendert werden koennen.

Biokompatibilisierung von Oberflaechen

In einem zweiten nicht minder wichtigen Feld gelang einer Gruppe von der Universitaet Heidelberg ein wesentlicher Durchbruch bei der sogenannten Biokompatibilisierung von Oberflaechen.

Das Problem besteht hierbei darin, dass sich unser Koerper in vielfaeltiger Weise gegen den Einbau von Implantaten wehrt. In der Regel geschieht dies in einer Serie von Entzuendungsreaktionen, an deren Ausgangspunkt die Adsorption von Proteinen und deren anschliessende Strukturaenderung steht. Um die Abwehrreaktion zu vermeiden, muss die Oberflaeche so veraendert werden, dass entweder Proteine nicht adsorbieren oder dass sie bei Adsorption ihre Struktur nicht aendern. Der erste Weg gelang in Heidelberg mit viel Erfolg. Die herausragende Leistung besteht hierbei darin, dass die Oberflaeche mit atomarer Praezision durch sogenannte selbstorganisierende Molekuele veraendert und dass die Organisation auch verstanden werden konnte.

An der Universitaet Bayreuth werden u. a. Kunststoffe als organische Speicherbausteine der Zukunft untersucht und gemeinsam mit Industriepartnern weiterentwickelt. Die Systeme sind Polymere, in die Farbstoffe eingebracht werden. Diese lassen sich mittels Laserlicht zwischen zwei Zustaenden reversibel schalten. Da beide Zustaende langzeit-stabil sind, eignen sich diese Polymere hervorragend fuer optische Datenspeicher, die ein mehrfaches Adressieren ermoeglichen. Zum Einsatz koennen diese Materialien in der Zukunft z. B. in optischen Computern kommen.

Generell nutzt die Kunststoffindustrie verstaerkt die Moeglichkeit, mechanische und optische Eigenschaften von Polymeren durch gezielte Einstellung ihrer supramolekularen Struktur zu optimieren. Anwendungen aehnlicher Kunststoffe liegen z. B. in dem Gebiet der Mikrostellelemente, die aus fluessigkristallinen Elastomeren bestehen. Diese verknuepfen piezo-elektrische Eigenschaften mit viskoelastischem Verhalten.

Oeffentlicher Abendvortrag ueber den Urknall

Nicht nur fuer die Fachleute, sondern auch fuer das interessierte Publikum ist ein oeffentlicher Abendvortrag am Mittwoch(11. Maerz, 20 Uhr, Audimax gedacht, bei dem Professor Dr. Harald Fritzsch von der Universitaet Muenchen einen oeffentlichen Abendvortrag zum Thema "Der Urknall - Die Physik vom Anfang des Kosmos" haelt. Der Eintritt dazu ist frei.

Weitere Informationen bei:

Dr. Wolfgang Richter, Experimentalphysik IV, Universitaet Bayreuth, Tel. (09 21) 55-32 30, Fax 55-32 50, e-mail: dpg98@uni-bayreuth.de oder Professor Dr. Dietrich Haarer, Lehrstuhl Experimentalphysik IV, Universitaet Bayreuth, Tel. (0921) 55 32 40, Fax 55 32 50, e-mail: haarer@uni-bayreuth.de