Physikalisches Kolloquium

Physics Colloquium at The Faculty of Mathematics and Natural Sciences

Lectures on tuesdays 16.15 in Hans-Geiger auditorium

Leibnizstr. 13, 24098 Kiel

Sommersemester 2019

 

"Moderne Anwendungen von Frequenzkämmen"

In den letzten Jahren hat sich der Frequenzkamm von einem reinen Hochpräzisions-Messinstrument zu einem vielseitigen Werkzeug in der Spektroskopie und der allgemeinen Messtechnik entwickelt. Die Genauigkeit und Robustheit moderner Frequenzkämme erlaubt nicht nur den Einsatz im wohltemperierten Optiklabor, sondern auch in raueren Umgebungen wie beispielsweise in Flugzeugen oder Raketen. In diesem Vortrag werden einige Anwendungen dieser neuen Frequenzkämme gezeigt, vom Uhrwerk für die genauesten optischen Atomuhren über Spektroskopie im Weltraum und der Erzeugung hochreiner Mikrowellenstrahlung bis hin zur hochauflösenden Molekül-Spektroskopie.

  • 02.04.2019
  • 09.04.2019

    Dr. Konstantin Herbst (Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, CAU Kiel), abstract - [Heber]
    "
    Exploring the Radiation and Particle Environment of G-, K-, and M-Stars and its Impact on (Exo)planetary Habitability"

    The search for life outside our solar system was, and still is, a significant motivator for the detection of extrasolar planets in the Habitable Zone (HZ) of other stellar systems. Since the first confirmation of an exoplanet orbiting a Sun-like (G-type) star in 1995, the existence of thousands of exoplanets has been confirmed, of which well over a dozen were detected within the HZ of their host stars. With upcoming missions like the James Webb Space Telescope (JWST), the European Extremely Large Telescope (E-ELT) and the Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Largesurvey (ARIEL) we soon will be on the verge to detect and characterize atmospheres of, i.e., rocky Earth-like exoplanets for the first time. Due to their much better detection probability, thereby, G-, K-, and M-dwarf stars are favored targets of upcoming missions.

    However, recent observations showed that the exoplanetary radiation environment around G-, K-, M-dwarf stars is much harsher compared to what we know from the Sun. Being located at small to its host star the Earth-like exoplanet is exposed to an enhanced stellar radiation environment, which could affect the habitability, e.g., in the form of a hazardous flux of energetic particles. Knowing the stellar radiation environment, and thus, being able to model the radiation exposure on the surface of a planet is crucial in order to assess its habitability.

    Of course, the only planetary system we can study in great detail is our own, the solar system. This talk will give an overview of what we know about the Sun and its impact on the planets of the solar system (i.e., Venus, Mars, and Earth), and how this knowledge can be used to determine the particle and radiation environment of G-, K-, and M-stars. Moreover, to investigate the impact of an active star on a potential planet in its HZ, we show our model efforts for the nearest stellar neighbor Proxima Centauri and its Earth-like exoplanet Proxima Centauri b.
     
  • 16.04.2019
  • 23.04.2019

    Prof. Dr. Klaus von Klitzing (Max-Planck-Institut für Festkörperforschung,Stuttgart), abstract - [Bonitz]
    "Max Planck, seine Konstante und das neue Kilogramm”

    Am 23.4.1858 erblickte der Kieler Ehrenbürger Max Planck das Licht der Welt. Das physikalische Kolloquium der CAU würdigt den Nobelpreisträger und Begründer der Quantentheorie an seinem diesjährigen Geburtstag mit einem besonderen Vortrag und Geburtstagsgeschenk: Die von Max Planck entdeckte und nach ihm benannte Naturkonstante h erhält einen für ewige Zeiten festgelegten Wert. Diese Festlegung wurde auf der Internationalen Generalkonferenz für Maß und Gewicht am 16.11.2018 in Versailles verabschiedet und soll ab 20.5.2019 als Basis für ein neues Kilogramm Anwendung finden.
    Der Vortrag gibt einen Überblick über die Bedeutung von Naturkonstanten für das ab 20.5.2019 weltweit gültige neue Einheitensystem. Dabei spielt der vom Vortragenden entdeckte Quanten Hall Effekt (Nobelpreis 1985) eine wesentliche Rolle.
     

  • 30.04.2019
  • 14.05.2019
  • 21.05.2019
  • 28.05.2019


    Dr. Martin Schrön,  UFZ Leipzig - Helmholtz Centre for Environmental Research GmbH, abstract [Heber]
    "Detecting Environmental Water with Ground Albedo Neutrons from Cosmic Rays"

    A few years ago, researchers found a way to detect water in the shallow ground with the help of exploding stars. The cosmic rays generated by supernova remnants can create neutrons near the planetary surface, which are highly sensitive to its hydrogen content. While this principle has been used to find water on Mars, researchers have developed the method further for applications on Earth in order to tackle current questions in hydrology, agriculture, and climate science.
    Conventional neutron monitors on Earth have been used for decades to track the dynamics of incoming cosmic-ray particles under the assumption that local environmental conditions do not influence the highly energetic signal. In contrast, the low-energy signal of reflected cosmic-ray neutrons
    can be used to monitor local conditions, particularly the surrounding water content. Water in soil, air, snow, and vegetation determines the number of ground albedo neutrons in the sensitive energy range from 1 eV to 100 keV. Specialized neutron detectors have been introduced in 2012 as the
    COsmic Ray Soil Moisture Observing System (COSMOS) and since that time, plenty of those instruments have been installed on natural or agricultural sites throughout the USA (>50), Europe (>80), Africa (>4), Asia (>2), and Australia (>5), and more to follow.
    Climate research, hydrologic models and irrigation management rely on large-scale soil moisture data. In contrast to conventional water sensors, the COSMOS products can represent root-zone water content averaged within an area of tens of hectares due to the fast diffusion of neutrons in air.
    However, many open questions regarding the physics of the signal are still to be solved, such as the modulation of the count rate by the dynamics of incoming cosmic rays. The talk presents recent developments in cosmic-ray neutron sensing and shows how hydrology, agricultural, and climate
    sciences can benefit from astro-particle physics.

  • 04.06.2019
  • 11.06.2019
  • 18.06.2019
  • 25.06.2019

    Prof. André Moitinho de Almeida, Lissabon, abstract [Duschl]
    "The Milky Way and Beyond
      Gaia - A New Age of Astrometry"

    The Universe is made of galaxies. It is thus clear that understanding how galaxies form and evolve is a central quest in astronomy. The galaxy in which we live, the Milky Way, is a giant spiral galaxy - a particularly interesting type. Being inside the Milky Way allows us to study details of its workings with a resolution unthinkable of for other galaxies. However, this super-detailed inside view also creates difficulties. On the one hand, it is hard to have a global perspective of the Milky Way (as we have for external galaxies). On the other hand, with the advent of large surveys by ground and space telescopes, we face the challenge of dealing with overwhelming quantities of data.
    In this talk, we will go on a trip through our current knowledge of the Milky Way and its big open questions: From our solar neighborhood with its streams of stars and bubbles caused by supernova explosions, to the giant black hole in the centre of our galaxy and the observations of two thousand million stars by the Gaia space mission for building an unprecedented map of the Milky Way and beyond.
     
  • 02.07.2019
  • 09.07.2019

    Dr. Wolfgang Hänsel, Menlo Systems GmbH, Martinsried, abstract [Harm]
    "
    Moderne Anwendungen von Frequenzkämmen"

    In den letzten Jahren hat sich der Frequenzkamm von einem reinen Hochpräzisions-Messinstrument zu einem vielseitigen Werkzeug in der Spektroskopie und der allgemeinen Messtechnik entwickelt. Die Genauigkeit und Robustheit moderner Frequenzkämme erlaubt nicht nur den Einsatz im wohltemperierten Optiklabor, sondern auch in raueren Umgebungen wie beispielsweise in Flugzeugen oder Raketen. In diesem Vortrag werden einige Anwendungen dieser neuen Frequenzkämme gezeigt, vom Uhrwerk für die genauesten optischen Atomuhren über Spektroskopie im Weltraum und der Erzeugung hochreiner Mikrowellenstrahlung bis hin zur hochauflösenden Molekül-Spektroskopie.

  • 16.07.2019

    Dr. Gerhard Haase, Max Rubner-Institut Kiel (MRI), abstract [Steigies]
    "Monte-Carlo-Methode zur Bestimmung von Summations- und Selbstabsorptionsfaktoren in der Gammaspektrometrie und die Bewertung von Umweltradioaktivitätsmesswerten"

    Die Leitstelle zur Überwachung der Umweltradioaktivität für Boden, Bewuchs, Futtermittel und Nahrungsmittel pflanzlicher und tierischer Herkunft ist am Max Rubner-Institut (MRI), dem Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel und dem dortigen Institut für Sicherheit und Qualität bei Milch und Fisch angegliedert. Die Leitstelle betreibt Forschung auf dem Gebiet der Radioökologie der Nahrungskette, führt Vergleichsanalysen durch, entwickelt neue Probenahme-, Analyse- und Messverfahren. Im Rahmen der Forschung wurde eine Monte-Carlo-Methode entwickelt die Summations- und Selbstabsorptionskorrekturen in der Gammaspektrometrie ermittelt. Die Photonen werden zeitlich nicht getrennt und vom Detektor als ein Summenimpuls registriert, dass bedeutet die koinzidenten Photonen lassen sich ihrer Energie entsprechend nicht mehr in den betreffenden Einzellinien im Spektrum nachweisen. Prinzipiell kann diese Berechnung dadurch realisiert werden, dass die zurückgelegte Weglänge der Photonen im Detektor ermittelt wird und mit dem linearen Massenschwächungskoeffizienten für das entsprechende Detektormaterial gefaltet wird. Bei der gammaspektrometrischen Untersuchung von Umweltproben werden bei unterschiedlichen Dichten Selbstabsorptionskorrekturen nötig, die ebenfalls mit der Monte-Carlo-Methode berechnet werden können.
    Im Weiteren wird das „Integrierte Mess- und Informationssystem zur Überwachung der Umweltradioaktivität“ (IMIS) vorgestellt. Aufgabe von IMIS ist es, die Umwelt kontinuierlich zu überwachen, um schnell und zuverlässig bereits geringfügige Änderungen der Radioaktivität in der Umwelt flächendeckend zuerkennen sowie langfristige Trends erfassen zu können. IMIS ist vor allem für eine schnelle Erfassung der radiologischen Lage in einer Notfallsituation ausgelegt. Hier sind die Leitstellen zukünftig gefordert ein rechnergestütztes Verfahren zu entwickeln, das die erfassten Umweltradioaktivitätsmesswerte der Landesmessstellen beurteilen kann.

 

Wintersemester 2019/2020

 

  • 15.10.2019

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 22.10.2019

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 29.10.2019

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 05.11.2019: (Fest-) Kolloquium Satellit Azur

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Heber
  • 12.11.2019: Prof. Arutiun Ehiasarian (Sheffield Hallam Universiity, UK)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Kersten
  • 19.11.2019: Dr. Nahid Talebi (IEAP, Universität Kiel)

    Titel: Antrittsvorlesung
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 26.11.2019

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 03.12.2019: Prof. Dr. Elke Scheer (Universität Konstanz)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Berndt
  • 17.12.2019

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 07.01.2020

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 14.01.2020: Prof. Antti-Pekka Jauho (DTU Copenhagen)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Bonitz
  • 21.01.2020: Prof. Dr. Harald Brune (EPFL, Lausanne)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Berndt
  • 28.01.2020: Prof. Dr. Edvin Lundgren (Lund University)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Magnussen
  • 04.02.2020: Prof. Dr. Beatriz Roldán Cuenya (Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Magnussen
  • 11.02.2020: Dr. Franko Greiner (IEAP, Universität Kiel)

    Titel: From dust in plasma to (nano) dusty plasma
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Benedikt
  • 18.02.2020: Prof. van de Sanden (Direktor von DIFFER (Dutch Institute for Fundamental Energy Research), Eindhoven, NL)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Benedikt