Polymere: von der Thermodynamik zu Datenspeichern (mit Experimenten)

Prof. O. Marti, Experimentelle Physik
Di, 14.11.2006, 16:15 Uhr
Physik-Hörsaal H 2 der Universität Ulm

Polymere gehören zu den vielseitigsten Materialien der heutigen Zeit. Die Eigenschaften von Polymeren werden mehr als bei allen anderen Materialien durch die Thermodynamik bestimmt. Polymere bestehen aus Ketten, mit oder ohne Seitenketten. Anders als bei Metallen können diese Polymerketten viel mehr mögliche Zustände einnehmen. In diesem Vortrag werden, ausgehend von der Beschreibung typischer und einzigartiger Eigenschaften von Polymeren moderne Anwendungen wie die Datenspeicherung besprochen. Zum Vortrag werden ausgewählte Experimente mit Polymeren gezeigt.

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Videos der Versuche gibt es unter http://wwwex.physik.uni-ulm.de/polymernet/videos

Lernen und Vergessen: Der Entropiebegriff im Wandel der Zeit

Dr. M. Schulz, Theoretische Physik
Di, 12.12.2006, 16:15 Uhr
Physik-Hörsaal H 2 der Universität Ulm

Der Begriff Entropie wurde im 19. Jahrhundert von Clausius eingeführt als eine auf der Grundlage des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik definierte Zustandsgröße. Die etwas später von Boltzmann und Planck eingeführte statistische Definition der Entropie stellt dann erstmals einen Zusammenhang zwischen der mehr oder weniger chaotischen mikroskopisch-mechanischen Bewegung und dem makroskopischen Zustand eines Systems her.
Mit der Entwicklung der Informationstheorie entstand ein alternativer Zugang zum Entropiebegriff als Maß des Informationsgehaltes, der in der 1948 von Shannon gegebenen Definition eine quantitative Darstellung fand. Es konnte auch relativ einfach gezeigt werden, dass die thermodynamisch-statistische und die informationstheoretische Formulierung der Entropie direkt zusammenhängen.
In der modernen Wissenschaft haben sich, teilweise auch unter dem Einfluss der sich rasant entwickelnden Informationstheorie, verschiedene weitere Entropiemaße, z.B. die Kullback-Entropie oder die Tsallis-Entropie, durchgesetzt, die völlig neue Aspekte vor allem der Nichtgleichgewichtsphysik und der Theorie unscharfer statistischer Informationen (die z.B.typisch für ökonomische Systeme sind) berücksichtigen. Selbst die klassische Thermodynamik bleibt von diesen Entwicklungen nicht unberührt. So gibt es auf kleinen Skalen messbare Verletzungen des zweiten Hauptsatzes, die zwar einerseits im Rahmen des Jarzynski-Theorems erklärbar sind, andererseits aber zu einer Neuinterpretation klassischer Begriffe drängen.
Der Vortrag gibt einen kurzen Überblick über die Entwicklung des Entropiebegriffs in den vergangenen 200 Jahren und will gleichzeitig Tendenzen der zukünftigen Forschungsentwicklung aufzeigen.

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Edle Zwerge - ein Blick in die faszinierende Welt kleiner Teilchen

Prof. H.-G. Boyen, Festkörperphysik
Di,16.01.2007, 16:15 Uhr
Physik-Hörsaal H 2 der Universität Ulm

Partikel im Grössenbereich von einigen wenigen Nanometern (Nanopartikel) haben in jüngerer Zeit immens an Bedeutung gewonnen, nicht zuletzt aufgrund ihres hohen Anwendungspotenzials z.B. in der Chemie (Katalyse), der Biologie (Sensoren) oder der Informationstechnologie (Aufbau kleinster Transistoren), um nur einige wenige Beispiele zu nennen. In diesem Vortrag soll ein Überblick über dieses Gebiet gegeben werden und insbesondere am Beispiel von Gold-Nanostrukturen verdeutlicht werden, wie faszinierend die Eigenschaften derart kleiner Strukturen sein können.

Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik - wie kommt es zu den Massen der Teilchen und Feldquanten ?

Prof. H. Jex, Festkörperphysik
Di, 13.02.2007, 16:15 Uhr
Physik-Hörsaal H 2 der Universität Ulm

Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik kennt 6 Quarks und 6 Leptonen (sowie deren Antiteilchen), die in jeweils drei Familien aufgegliedert sind. Hinzu kommen die Feldquanten der fundamentalen Wechselwirkungen: starke Farbwechselwirkung vermittelt durch 8 Gluonen, elektromagnetische Wechselwirkung vermittelt durch Photonen, schwache Wechselwirkung vermittelt durch 3 intermediäre Vektorbosonen und gravitative Wechselwirkung vermittelt durch Gravitonen. Eine offene Frage dieses Modells ist die Entstehung der Massen aller Teilchen. Dazu wurde von Prof. Peter Higgs (Uni Edinburgh) ein Feld eingeführt (Higgs-Feld), das an die Teilchen koppelt und ihnen Masse verleiht. Die Feldquanten dieses Feldes sind die massebehafteten Higgs-Bosonen, nach denen derzeit intensiv im Experiment gesucht wird. Die Masse des Higgs wird in den Grenzen 114 GeV/c² und 1000 GeV/c² erwartet, sodass mit dem neuen "Large Hadron Collider LHC" am CERN eine Chance für den Nachweis besteht. In dem Vortrag sollen Konzepte und Experimente der "Teilchenjäger" auf der Suche nach dem noch fehlenden Baustein des Standardmodells aufgezeigt werden.

Rückfragen: Matthias Freyberger
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