Im letzten Artikel habe ich euch ja gezeigt, wie man aus der Berechnung von Energie Rückschlüsse darauf ziehen kann, wie sich eine Legierung verhält und welche Phasen darin günstig sind. Dazu habe ich die Energie von Elektronen in einem Kristall berechnet, beispielsweise in Nickel oder der delta-Phase. Die Position der Atome war dabei allerdings vorgegeben…

Im ersten Teil dieses Artikels habe ich euch erzählt, wie man mit Hilfe der Dichtefunktionaltheorie die Energie einer Ansammlung von Atomen berechnen kann. Nicht erklärt habe ich, warum diese Zahl irgendwie nützlich ist und was man damit anfangen kann. Das tue ich deshalb heute, und zwar an einem Beispiel aus meiner eigenen Forschung. Als Anwendung…

Wer neue Werkstoffe entwickeln will (beispielsweise hochfeste Stähle oder Legierungen für Turbinen, die besonders temperaturbeständig sind), ist natürlich auf Experimente angewiesen. Bei uns am Institut beispielsweise werden Test-Legierungen im Ofen zusamengekocht um zu sehen, was passiert und welche Struktur und Festigkeit sie haben. Denkt man so als theoretische Physikerin darüber nach, fragt man sich, ob…

Neulich habe ich ja kurz das Spiel “Quantum Moves” vorgestellt. Vielleicht habt ihr es ja auch schon ausprobiert und den einen oder anderen High-Score geknackt. In diesem Artikel schaue ich ein wenig auf die Physik des Spiels und welche Phänomene der Quantenmechanik man dabei erleben kann (die zu verstehen, kann im Spiel durchaus helfen). Generell…

Die Seltsamkeiten der Quantenmechanik (QM) sind hier im Blog ja immer wieder mal ein Thema. Ein aktuelles Experiment hat jetzt auch noch so ziemlich die letzten Schlupflöcher geschlossen, die die Natur theoretisch hatte, um doch nicht ganz so seltsam zu sein. Verschränkung Es geht – na klar – um verschränkte Zustände. Über die habe ich…

Es kommt ja immer wieder vor, dass Leute hier im blog Kommentare hinterlassen, in denen sie ihre ganz persönliche neue Idee vorstellen, wie die Physik aussehen sollte. (Auch mails dieser Art bekomme ich reichlich.) Meistens sind es Ideen der Art “Ich denke mir, dass es einen fundamentalen XY-Baustein der Welt gibt” (je nach Idee sind…

Der berühmte Spin von Elementarteilchen ist eine Eigenschaft, die wir uns nur schwer vorstellen können, weil es in der klassischen Physik so etwas nicht gibt. Gerade weil er so unanschaulich ist, ist es aber interessant, einmal zu sehen, welche Auswirkungen er eigentlich in unserer Welt hat. Wie würde eine Welt ohne Spin aussehen. Darüber mache…

Edelgase bestehen aus Atomen, die sich normalerweise nicht chemisch binden, weil sie eine günstige Anordnung ihrer Elektronen haben (eine “volle Elektronenschale”), die chemische Bindungen energetisch wenig attraktiv machen. (Traktiert man sie mit hinreichend fiesen Reaktionspartnern, können sich aber einige Edelgase wie Xenon doch chemisch verbinden, aber das sind exotische Ausnahmen.) Edelgase haben also eigentlich keine…

Auch Elektronen haben’s nicht leicht. Sie werden zwar nicht frustriert, weil mal wieder etwas nicht geklappt hat (“Menno. Immer muss ich im Valenzband hocken”), aber manchmal wissen sie auch nicht so recht, was sie tun sollen. Kürzlich ist es jetzt gelungen, ein System, in dem die Elektronen richtig frustriert sind, auf elegante Weise technisch herzustellen.

Im zweiten Teil der Quantenmechanik-Reihe schauen wir uns die Zustände eines Teilchens noch etwas genauer an. Was ist ein Zustand? Bisher habe ich immer nur von Teilchen gesprochen, die irgendwo sind (oder manchmal auch irgendwo nicht sind). Der Zustand eines Teilchens war also immer durch seinen Ort gekennzeichnet. Im klassischen Fall war der Ort eindeutig,…