Faszination Physik: Von Gravitationswellen bis Nanotechnologie – Erleben Sie Spitzenforschung hautnah!

2016 gelang es Forschenden erstmals, Gravitationswellen direkt nachzuweisen. Diese Wellen waren eine Verzerrung der Raumzeit, die durch die Kollision zweier schwarzer Löcher vor etwa 1,3 Milliarden Jahren verursacht wurde. Albert Einstein hatte die Existenz solcher Wellen bereits 1916 in seiner Relativitätstheorie vorhergesagt, doch bis 2016 konnten sie nur indirekt beobachtet werden. Der Nachweis war möglich, weil Messempfindlichkeiten erreicht wurden, die Größenordnungen kleiner als der Durchmesser eines Protons, um winzige Raumzeitveränderungen zu messen. Diese direkte Beobachtung bestätigte Einsteins Theorie und öffnete ein neues Fenster zur Erforschung des Universums, da Gravitationswellen uns Informationen über kosmische Ereignisse liefern, die durch Licht allein schwer zu erfassen sind.

Diese Entdeckung markierte den Beginn der Gravitationswellenastronomie und führte zur Auszeichnung mit dem Nobelpreis, da der Grundstein für neue Erkenntnisse über extreme kosmische Phänomene gelegt wurde, wie etwa Verschmelzungen schwarzer Löcher und Neutronensterne.

Hier am Institut für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena arbeiten wir daran, mit modernster Mikro- und Nanotechnologie die nächste Generation von Gravitationswellenteleskopen mitzugestalten. Als Partner des Einstein-Teleskops, das derzeit von Wissenschaftler:innen aus ganz Europa entwickelt wird, helfen wir bei der Erforschung neuer Methoden zur Stabilisierung von Lasern und zur Verbesserung der Spiegelreflexion in den Teleskopen.

An einem interaktiven Interferometer könnt ihr selbst experimentieren und dabei die physikalischen Grundlagen verstehen. Lernt, wie Gravitationswellen entstehen und gemessen werden und welche Technologien wir dafür entwickeln.

Ergründen wird doch die Frage gemeinsam! Wir laden dazu ein, alltägliche Phänomene genauer zu ergründen und schlagen dabei den Bogen zu überraschenden Anwendungen in hochmodernen Forschungsfeldern.

So arbeitet eine gewöhnliche Mikrowelle durch elektromagnetische Strahlung, die Wassermoleküle in Lebensmitteln anregt und Wärme erzeugt. In der Mikro- und Nanotechnologie wird diese Strahlung jedoch ganz anders genutzt. Durch spezielle Anordnung und Geometrien kann sie auch ein Plasma erzeugen – ein extrem energiereiches und ionisiertes Gas, welches einzigartige Eigenschaften besitzt und in der Nanotechnologie von zentraler Bedeutung ist.

Plasmen ermöglichen es, Materialien auf atomarer Ebene präzise zu modifizieren und Strukturen im Nanometerbereich zu schaffen, die in Bereichen wie Optik, Photonik und Halbleitertechnologie entscheidend sind. So entstehen Komponenten, die in winzige Sensoren, leistungsfähige Mikrochips oder hochpräzise optische Linsen zur Anwendung kommen.

Erlebe mit uns interaktive Experimente, die die faszinierende Verwandtschaft zwischen Alltag und Spitzenforschung sichtbar machen!

Hier erfahren die Besucherinnen und Besucher, wie rotes Licht mithilfe der sogenannten Second Harmonic Generation (SHG) in grünes Licht umgewandelt wird – ein faszinierender Prozess, der direkt auf die aktuelle Forschung Bezug nimmt.

Bei der Second Harmonic Generation wird die Frequenz des Lichts in speziellen Materialien verdoppelt, wodurch sich seine Farbe verändert. Diese Methode spielt eine wichtige Rolle in der modernen Optik und Photonik, unter anderem für die Lasertechnologie und Display-Anwendungen.

Ein besonderes Highlight der Veranstaltung ist der Einblick in das Innenleben einer grünen Laserdiodenquelle. Es veranschaulicht, wie eng die theoretischen Grundlagen mit der praktischen Umsetzung verbunden sind und macht die komplexen Zusammenhänge für alle Besucher verständlich und greifbar. Kommen Sie vorbei und erleben Sie, wie wissenschaftliche Prinzipien direkt in innovative Technologien umgesetzt werden.