Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie aus Mikrowellen Monster werden: Marburger Physiker simulieren im Labor riesige Brecher

17.03.2010
Marburger und US-amerikanische Physiker haben experimentell nachvollzogen, wie sich Riesenwellen auf hoher See aufbauen.

Um im Labor deren Entstehung zu simulieren, untersuchen die Wissenschaftler um Professor Dr. Hans-Jürgen Stöckmann von der Philipps-Universität, wie sich Mikrowellen ausbreiten. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Schiffe im Ozean werden immer wieder von großen Wellen überrascht. "Von diesen Monsterwellen berichten Seeleute seit Jahrhunderten, dennoch ist das Phänomen in weiten Teilen noch immer unverstanden", erklärt Stöckmann. Das einfachste Modell geht davon aus, dass sich die Wellenmuster durch eine zufällige Überlagerung ebener Wellen aufbauen, die aus unterschiedlichen Richtungen mit unterschiedlichen Frequenzen einfallen. Dieses Modell unterschätzt aber stark, wie häufig Wellen mit extrem hohen Amplituden auftreten. Man geht daher davon aus, dass Nichtlinearitäten erforderlich sind, um die beobachteten Amplitudenverteilungen zu erklären.

Doch bereits im linearen Bereich sollten große Wellen deutlich wahrscheinlicher sein, als vom einfachen Modell vorhergesagt. Ausgangspunkt der vorliegenden Studie war die Überlegung, dass großräumige Wirbelfelder auf offener See zu besonders hohen Amplituden führen könnten. In einem ähnlichen Modell wurde vorgeschlagen, dass Variationen der Wassertiefe in Küstennähe zur Verstärkung von Tsunamis führen.

Diese Hypothesen konnten jetzt durch das Marburger Mikrowellenexperiment bestätigt werden. "Dabei wurde der Transport von Mikrowellen durch eine Potentiallandschaft studiert", erläutert Stöckmann. Die Messungen bestätigten die Vorhersagen und zeigten eine Häufigkeit der extremen Amplituden, die um viele Größenordnungen über der Vorhersage durch das einfache Modell lag.

Originalveröffentlichung: Ruven Höhmann & al.: Freak Waves in the Linear Regime: A Microwave Study. Phys. Rev. Lett. 104 (2010), 093901-1, doi: 10.1103/PhysRevLett.104.093901.

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Hans-Jürgen Stöckmann,
AG Quantenchaos
Tel.: 06421 28-24137
E-Mail: stoeckmann@physik.uni-marburg.de

Johannes Scholten | idw
Weitere Informationen:
http://www.physik.uni-marburg.de
http://www.physik.uni-marburg.de/de/forschung/quantenchaos/ag-startseite.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Kleinste Teilchen aus fernen Galaxien!
22.09.2017 | Bergische Universität Wuppertal

nachricht Tanzende Elektronen verlieren das Rennen
22.09.2017 | Universität Bielefeld

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie