Physik am Samstagmorgen 03.03.2018


Der “Bullet Cluster”: Gravitationslinsen in dieser kosmischen Kollision zeigen die Anwesenheit Dunkler Materie.
(c) NASA/CXC/M. Weiss

Die dunkle Seite des Universums

Samstag, 3. März 2018 um 09:30 Uhr
im Otto-Hahn-Hörsaal des Instituts (Bibliotheksgebäude)

Programm:

Kurze Begrüßung

Vortrag: Der dunklen Materie auf der Spur
PD Dr. Teresa Marrodan, MPIK

Verschiedene astronomische Beobachtungen zeigen, dass es mehr Materie gibt als sichtbare Materie (Sterne, interstellares Gas und andere bekannten Objekten). Diese sogenannte Dunkle Materie macht 27% der gesamten Energiebilanz im Universum aus.

Ein theoretisch motivierter Ansatz besagt, dass Dunkle Materie aus schweren und nur schwach wechselwirkenden Teilchen besteht. Diese Teilchen können durch elastische Streuung an Kernen in Detektoren nachgewiesen werden. Der Kernrückstoß regt das Detektormedium an, was zu messbaren Signalen führt.

Das XENON1T-Experiment benutzt flüssiges Xenon als Targetmaterial und versucht die Existenz und die Eigenschaften der Dunkle-Materie-Teilchen zu bestimmen.  Die neuesten Messergebnisse konnten die theoretisch möglichen Parameterbereiche deutlich einschränken und zeigen, dass dieses Instrument die weltweite beste Sensitivität hat, um Dunkle Materie nachzuweisen. 

Vortrag: Mein Weg in die Physik
Natascha Rupp, MPIK

Erfahrungen einer Studentin von der Schule zum Physikstudium.

Imbiss: Gelegenheit zur Diskussion

Demonstration und Führung: Der Kampf im Untergrund gegen den Untergrund
Dr. Hardy Simgen, MPIK

Die Jagd nach der Dunklen Materie im Labor ist deshalb so schwierig, weil natürliche Umgebungsradioaktivität in den empfindlichen Detektoren Signale erzeugt, die wie Dunkle Materie aussehen. Zum Erfolg unserer Experimente ist es daher unerlässlich, Umgebungsradioaktivität so gut wie möglich zu bekämpfen. In dem Vortrag wird erläutert, was Radioaktivität ist, wo sie in der Umgebung vorkommt und wie man sie reduzieren kann.

Das MPIK hat eine große Expertise im Nachweis und der Reduzierung winzigster Spuren von Radioaktivität. Während des Vortrags werden einige der verwendeten Technologien in kleinen Experimenten demonstriert.

Parallel dazu finden Führungen durch die Labore statt, in denen für das XENON1T-Experiment geforscht wird. 

Ende: ca. 12:30 Uhr

Physik am Samstagmorgen 09.12.2017


Moleküle in der Kältekammer des MPIK

Samstag, 9. Dezember 2017 um 09:30 Uhr
im Otto-Hahn-Hörsaal des Instituts (Bibliotheksgebäude)

Programm:

Kurze Begrüßung

Vortrag: Experimente mit Molekülen bei tiefsten Temperaturen
Dr. Sebastian George, MPIK

Vorgestellt werden die neuesten Experimente rund um den ultrakalten Ionenspeicherring CSR (Cryogenic Storage Ring) - es geht auf eine Reise hin zu den kleinsten Molekülen im Weltraum und auf der Erde. Dabei beobachten Wissenschaftler, wie im -267°C kalten Speicherring die Bewegungen von Molekülen „einfrieren“. Ohne störende Wärmestrahlung aus der Umgebung können einzelne „Quantenzustände“ der Moleküle sichtbar gemacht werden. Am MPIK werden unterschiedliche Systeme von kleinsten Molekülen bis hin zu großen Clustern und Biomolekülen erforscht, um interdisziplinäre Fragen der Astronomie, Physik, Chemie und Biologie zu beantworten.

Imbiss: Gelegenheit zur Diskussion

Führung: In Kleingruppen werden Laborbereiche und Experimente am ultrakalten Ionenpeicherring besichtigt.

Ende: ca. 12:00 -12:30 Uhr

Hinweis zur Anreise (Sperrung Steigerweg): Die Bauarbeiten am Steigerweg verzögern sich bis voraussichtlich bis zum 22. Dezember. Bitte beachten Sie, dass der Bus Nr. 39 das Institut über Rohrbach/Boxberg anfährt und daher am Bismarckplatz  eine Viertelstunde früher (8:45h) abfährt als üblich mit Zustiegmöglichkeit am S-Bf. Weststadt/Südstadt.. Mit dem Auto könnten Sie auch über den Johannes-Hoops-Weg (Richtung Molkenkur) fahren.

Physik am Samstagmorgen 18.11.2017


Photo eines neuromorphen „Spikey“ Chips der Heidelberger Arbeitsgruppe, wie er in den „Hands-on“ Übungen verwendet werden wird. Die grauen Flächen entsprechen etwa 100.000 lernfähigen Synapsen. Die Neuronen befinden sich unterhalb der Synapsenfelder. Das untere Drittel wird von klassischer digitaler Kontrollelektronik belegt. Foto: Kirchhoff-Institut für Physik

Computer wie das Gehirn?

Samstag, 18. November 2017 um 09:30 Uhr
im Otto-Hahn-Hörsaal des Instituts (Bibliotheksgebäude)

Programm:

Kurze Begrüßung

In der Veranstaltung werden in einem Vortrag und mit einigen von den Teilnehmern selbst durchzuführenden Experimenten neuartige neuromorphe Computer demonstriert, die sich direkt an den Prinzipien des biologischen Vorbildes orientieren. Diese Prinzipien weichen zum Teil erheblich von denen klassischer „neuronaler Netze“ ab, die derzeit eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung „künstlicher Intelligenz“ spielen. Die vorgestellten Arbeiten werden an der Heidelberger Fakultät für Physik und Astronomie im Rahmen des Europäischen Human-Brain-Projektes durchgeführt.

Vortrag: Kann das Gehirn als Vorbild für intelligente Computer dienen?
Prof. Dr. Karlheinz Meier, KIP, Universität Heidelberg

Noch vor wenigen Jahren war der Begriff „Künstliche Intelligenz“ mit der Aura einer fernen und auch sehr unrealistischen Zukunftsvision umgeben. Der spektakuläre Erfolg von „AlphaGo“ im vergangenen Jahr hat uns jedoch gezeigt, dass hier irgend etwas passiert ist, was vor 10 Jahren noch nicht möglich war. Interessanterweise liegt das Geheimnis in der Realisierung einer Idee aus der Mitte des vergangenen Jahrhunderts, nämlich die der neuronalen Netze. Mit der Verfügbarkeit von extrem leistungsfähigen Computern ist es heute möglich, so genannte „tiefe Netzwerke" zu trainieren und damit ganz erstaunliche Erfolge zu erzielen. Ist dies ein bereits künstliches Gehirn? Ganz sicher nicht! Viele Vorgänge im Gehirn sind zwar Neurowissenschaftlern wohl bekannt, haben aber noch keinen Eingang in die Informationsverarbeitung gefunden. Ein wichtiger Aspekt sind dabei dynamische (zeitabhängige) Prozesse, die von den etablierten neuronalen Netzen vollständig ignoriert werden.

Die Arbeitsgruppe von Karlheinz Meier am Kirchhoff-Institut für Physik in Heidelberg hat in den vergangenen 15 Jahren ein Konzept für ein „Physikalisches Modell“ neuronaler Schaltkreise entwickelt. Es handelt sich hier nicht um einen „Computer“, der Gleichungen numerisch löst, sondern um eine physikalische Emulation, bei der die biophysikalischen Prozesse in Gehirnzellen in elektronischen Schaltungen auf Siliziumbasis nachgebildet werden.

Neuromorphe Systeme weisen potentiell alle interessanten Eigenschaften des Gehirns auf. Sie sind energieeffizient, fehlertolerant und sie können lernen.

Imbiss mit Gelegenheit zur Diskussion

Experimente:

Dr. Björn Kindler, KIP, Universität Heidelberg

Zur Teilnahme an den Experimenten sollten die Teilnehmer ein WLAN-fähiges Gerät, also einen eigenen Laptop oder einen Tablet-Computer mitbringen. Mobiltelefone werden wegen des kleinen Bildschirms nicht empfohlen. Außer einem Webbrowser ist keine Software erforderlich. Alle Plattformen (Windows, MacOS, Linux, iOS, Android) werden unterstützt. Es ist sinnvoll, wenn sich jeweils 2-3 Teilnehmer zu einer Gruppe mit einem Gerät zusammenschließen, um die Auslastung des verfügbaren neuromorphen Systems zu beschränken. Die Experimente erfolgen nicht über das Internet, sondern über einen lokalen Zugang zu einem echten neuromorphen Chip aus Heidelberg!

Ende: ca. 11:30 - 12:00 Uhr

Max-Planck-Gesellschaft

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