Zwischen Memphis und Theben: Die Gräber politischer Drahtzieher

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Univ.-Prof. Dr. Falk Fahrenholz FALK FAHRENHOLZ studierte Chemie an der Universität Frankfurt. Ein Forschungsaufenthalt führte ihn 1971 an das Department of Chemistry der University of Washington, USA. Danach wurde er Leiter einer biochemischen Arbeitsgruppe am Max-Planck- Institut für Biophysik in Frankfurt. Es folgten 1984 die Habilitation im Fach Biochemie über Hormonrezeptoren und 1997 die Annahme des Rufs auf die C4-Professur für Biochemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Er ist seitdem Geschäftsführender Leiter des Instituts. Für Arbeiten auf dem Gebiet der Peptidhormone und ihrer Rezeptoren erhielt Falk Fahrenholz die Ehrendoktorwürde der Universität Danzig. Schöne Zähne - Ausdruck von Lebensqualität Lebensfreude, Sympathie, Wohlbefinden – ein strahlendes Lächeln kann viele positive Gefühle ausdrücken. Die Natürlichkeit Ihrer Ausstrahlung soll auch beim Zahnersatz erhalten bleiben. Als Dentallabor arbeiten wir mit Materialien, die dies sicherstellen. Ob Kronen und Brücken aus Vollkeramik oder Versorgungen mit Implantaten – auf die herausragende Qualität unserer Produkte können Sie sich verlassen. Dies belegen wir mit Garantien von bis zu fünf Jahren. Und damit Sie sich für den Zahnersatz entscheiden können, der Ihren medizinischen und ästhetischen Anforderungen entspricht, bieten wir für Zahnersatz aus unseren Laboren die zinsgünstige PayDent Patiententeilzahlung an. Fragen Sie einfach Ihren Zahnarzt nach unseren Leistungen. Flemming Dental Frankfurt Friedrich-Kahl-Straße 4 60489 Frankfurt Servicenummer: (0800) 5 22 67 20 Ansprechpartner: Hagen Schweizer ■ Kontakt: Univ.-Prof. Dr. phil. nat. Dr. h.c. Falk Fahrenholz Johannes Gutenberg-Universität Mainz Institut für Biochemie Becherweg 30 55099 Mainz Tel. +49 (0) 6131 39-25833 Fax +49 (0) 6131 39-25348 E-Mail: bio.chemie@uni-mainz.de http://www.uni-mainz.de/FB/Chemie/Biochemie/Fahrenholz.html Flemming Dental Mainz-Kastel Anton-Zeeh-Straße 10 55252 Mainz-Kastel Servicenummer: (0800) 5 22 67 71 Ansprechpartner: Alexander Peterson Flemming Dental Wiesbaden Dwight-D.-Eisenhower-Straße 9 65197 Wiesbaden Servicenummer: (0800) 5 22 67 21 Ansprechpartner: Achim Krokowski www.Flemming-Dental.de Schöne Zähne. FORSCHUNGSMAGAZIN ■ 2004 BIOCHEMIE ...... 41
..... QUANTENPHYSIK Experimentieren mit den kältesten Objekten des Universums Von Immanuel Bloch Bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt werden Atome nicht nur langsamer. Sie zeigen auch ein ungewöhnliches „Sozialverhalten“. Abb. 1: Schematische Darstellung der Bose- Einstein-Kondensation in verdünnten atomaren Gasen. (a) Bei Raumtemperatur verhalten sich die einzelnen Atome des Gases wie punktförmige, klassische Kugeln, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in verschiedene Richtungen bewegen. (b) Wird das Gas auf wenige tausendstel Kelvin über dem absoluten Temperaturnullpunkt (bei -273 °C) abgekühlt, so werden die einzelnen Atome gemäß der Quantenmechanik durch einzelne Wellenzüge dargestellt, deren Ausdehnung von der Temperatur der Atome abhängt. (c) Bei einer weiteren Abkühlung wird die Ausdehnung des einzelnen Wellenzugs vergleichbar mit dem mittleren Abstand zwischen den Atomen im Gas und es kommt zu einem Phasenübergang zum Bose- Einstein-Kondensat, bei der die Atome nun alle im Gleichtakt schwingen und durch eine einzige kohärente Materiewelle beschrieben werden. (d) Wird die Temperatur noch weiter erniedrigt, so gehen nahezu alle Atome in den Zustand des Bose-Einstein-Kondensats über. 42 Kalt, kälter, noch viel kälter! Experimente nahe am absoluten Temperaturnullpunkt mit einer neuen besonderen Form von Quantenmaterie führen uns in ein neues und hochaktuelles Forschungsgebiet der Physik, welches wir in meiner neuen Arbeitsgruppe am Institut für Physik seit einem halben Jahr beschreiten. Worum geht es? Vor nunmehr fast 80 Jahren schickte ein junger Inder namens Satyendra Nath Bose seine wissenschaftliche Arbeit über die damals ungelöste Frage der Schwarzkörperstrahlung an Albert Einstein. Der erkannte sofort, dass der junge Physiker eine geniale Idee hatte, übersetzte dessen Arbeit ins Deutsche, erweiterte dessen Theorie und erwähnte zum ersten Mal das heute unter dem Namen Bose-Einstein-Kondensation bekannte Phänomen. Erst 70 Jahre später konnte diese zunächst rein theoretische Voraussage einer neuen Form von Quantenmaterie – einem wirklichen neuen Aggregatzustand – dann auch experimentell in den Laboratorien amerikanischer Physiker erzeugt werden. Die Forscher in aller Welt waren begeistert! Das Bose-Einstein-Kondensat Was ist das zugrunde liegende Prinzip der Bose-Einstein-Kondensation und wann tritt diese auf? In der Physik unterscheiden wir zwischen zwei fundamentalen Arten von Teilchen, den sogenannten Bosonen und Fermionen. Die beiden Teilchen unterscheiden sich nur darin, wie schnell sie sich um ihre eigene Achse drehen, was wir durch den sogenannten Eigendrehimpuls beschreiben. Bosonen besitzen dabei einen Eigendrehimpuls, der ein ganzzahliges Vielfaches des Planck’schen Wirkungsquantums beträgt und Fermionen ein halbzahliges Vielfaches. Schon ein einzelnes Neutron mehr in einem Atomkern kann ein bosonisches Atom dabei in ein fermionisches Atom verwandeln. Nun denkt man, dass sich dabei die Eigenschaften des einzelnen Atoms nicht sehr ändern sollten, die chemischen Eigenschaften solcher Atome sind z.B. nahezu identisch, aber genau das Gegenteil ist unter besonderen Bedingungen der Fall. Grob gesprochen besitzen Bosonen und Fermionen nämlich ein ausgesprochen unterschiedliches Sozialverhalten. Während Bosonen wahre Partygänger sind und sich bevorzugt am gleichen Ort aufhalten, sind Fermionen Einzelgänger, die den Kontakt zu anderen Teilchen eher vermeiden, was wir unter dem Prinzip des Pauliverbots kennen. Nun müssen wir noch etwas Wissen aus der Quantenmechanik hinzunehmen, um das Phänomen der Bose-Einstein-Kondensation vollends zu verstehen. In der Quantenmechanik beschreiben wir einzelne Teilchen nicht als punktförmige Objekte, sondern als kleine Wellenzüge. Die Ausdehnung eines solchen Wellenzugs wird dabei durch die sogenannte de Broglie Wellenlänge beschrieben. Diese de Broglie Wellenlänge λ dB eines Teilchens kann einfach berechnet
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