Physik im Theater

Öffentliche Vortragsreihe

Es ist ein Anliegen des Mainzer Instituts für Theoretische Physik, Themen aus der aktuellen Forschung allgemeinverständlich aufzubereiten und aus dem Campus hinaus zu tragen. Wir bedanken uns für die große Resonanz, die rege Teilnahme und interessanten Diskussionen und freuen uns auf weitere spannende Vorträge.

Sonntag, 24. März 2024, 19:00 Uhr - Großes Haus, Staatstheater Mainz

Prof. Dr. Alexej Jerschow

(New York University, USA)

Wiederaufladbare Batterien – Was bringt die Zukunft? - Vortrag mit musikalischer Begleitung: klassische und innovative Live-Theremin-Musik von Grégoire Blanc (siehe unten).

Smartphones, iPads, Laptop-computer – sie alle sind auf die Verfügbarkeit leistungsfähiger wiederaufladbarer Batterien angewiesen. Zudem tragen Lithium-Ionen-Batterien wesentlich dazu bei, die Elektrifizierung des Verkehrs zu revolutionieren. Zwei wichtige Aspekte, die sofort in den Sinn kommen, sind die Häufigkeit, mit der wir Batterien aufladen müssen, sowie die Kosten und das Gewicht dieser Geräte. In Jerschows Vortrag wird erläutert, was Batterien eigentlich sind, warum Lithium-Ionen-Batterien derzeit die erfolgreichsten sind, wie sie in unseren Energiemix passen und welche Versprechen sie für die Zukunft halten. Abschließend wird Prof. Jerschow auch seine Arbeit an der Batteriediagnostik vorstellen, die auf Magnetresonanzbildgebung und Magnetometrie basiert – eine Arbeit, die ihn auch zur JGU und zum Helmholtz-Institut in Mainz geführt hat.

Die Techniken können Veränderungen in der Elektrochemie der Elektrode erkennen, die beim Laden und Entladen der Batterie auftreten, oder können eine Reihe verschiedener Defekte in frühen Stadien feststellen. Insbesondere kann man auch die Verteilung des Ladezustandes bestimmen (wo Ladung in der Zelle gespeichert ist), und Stromverteilungen charakterisieren. All dies ermöglicht schon jetzt eine detaillierte Charakterisierung von Batterien, die in jedem Stadium deren Lebenszyklus eingesetzt werden könnten (bis hin zum Recycling). Ziel dieser Arbeiten ist es, die Sicherheit und Leistung von Batterien zu verbessern, die Lebensdauer besser vorherzusagen, und die Entwicklung von Batterien der nächsten Generation zu unterstützen.

Alexej Jerschow ist Professor für Chemie der New York University. Er promovierte 1997 an der Johannes Kepler Universität Linz, und forschte danach als Postdoc zunächst an der Universität von Lausanne und danach an der Universität Berkeley. 2001 trat er die Professur an der NYU an und etablierte eine multidisziplinare Arbeitsgruppe im Bereich der Kernresonanzspektroskopie und -tomographie. Seine Arbeit erstreckt sich von Anwendungen in der Medizin über Methodenentwicklung und Grundlagenforschung, sowie zu Anwendungen in der Batterieforschung. Insbesondere entwickelte er eine neuartige Methode zur Untersuchung von wiederaufladbaren Batterien. Kürzlich erhielt er den ersten Carl-Zeiß Humboldt Preis, der ihn nach Mainz bringt und der eine Zusammenarbeit mit Prof. Dmitry Budker von der Johannes Gutenberg-Universität und dem Helmholtz Institut Mainz ermöglicht. Gemeinsam planen die Forscher weitere Methoden zur Batterieentwicklung zu etablieren, sowie neuartige Messmethoden zu entwickeln.

Die Veranstaltung wird im Rahmen der Carl-Zeiss-Humboldt Lecture gefördert. Diese ist Teil des Förderprogramms des Carl-Zeiss-Humboldt Preises. Die Alexander von Humboldt-Stiftung verleiht jährlich einen von der Carl-Zeiss-Stiftung gestifteten Carl-Zeiss-Humboldt-Forschungspreis an eine international anerkannte Wissenschaftspersönlichkeit aus dem Ausland. Verliehen wird der Preis an Wissenschaftler*innen, die mit ihrer Forschung ihr Fachgebiet auch über das engere Arbeitsgebiet hinaus nachhaltig geprägt haben und die zudem zur Förderung der Diversität im MINT-Bereich beitragen.

Grégoire Blanc ist ein junger französischer Musiker, der vor allem für seine Arbeit mit dem Theremin bekannt ist – diesem einzigartigen Musikinstrument, das in den 1920er Jahren erfunden wurde und bis heute trotz seines sehr minimalistischen Designs eines der ausdrucksvollsten elektronischen Instrumente bleibt. Er ist als vielversprechender Künstler bekannt und wird regelmäßig eingeladen, in verschiedenen Kontexten aufzutreten: klassische Konzerte, zeitgenössisches Theater und Tanzvorführungen, Vorträge, Studioaufnahmen auf der ganzen Welt, von Kanada bis Kasachstan. Seine laufende künstlerische Forschung konzentriert sich auf die Ausdrucksfähigkeit in der elektronischen Musik und führt ihn dazu, neue Perspektiven zu erforschen, Töne und Techniken zu vermischen, um sein eigenes musikalisches und klangliches Vokabular zu entwickeln.

Der Theremin verwendet zur Musikerzeugung Antennen die die Veränderung von elektrischen und magnetischen Feldern wahrnehmen. Dieser Effekt stellt eine perfekte Verbindung zum Thema des wissenschaftlichen Vortrags von Jerschow dar, da auch hier elektrische und magnetische Felder im Spiel sind.

Das musikalische Programm wird sowohl klassische wie auch moderne Musik umfassen.

Mehr über den Musiker gibt es hier: http://gregoireblanc.com/en/bio/

Samstag, 1. Juni 2024, 18:00 Uhr - Kleines Haus, Staatstheater Mainz

Prof. Dr. Kai Schmitz

(Universität Münster)

Beben in der Raumzeit: Mit Gravitationswellen von Schwarzen Löchern bis zum Urknall

Albert Einstein hatte sie bereits 1916 vorhergesagt; doch erst im September 2015 gelang es dem LIGO-Experiment in den USA, sie direkt nachzuweisen -- Gravitationswellen, Streckungen und Stauchungen der Raumzeit, die sich in Raum und Zeit ausbreiten wie Wellen auf einer Wasseroberfläche. Neun Jahre nach der bahnbrechenden LIGO-Messung ist nun der nächste Meilenstein auf dem noch jungen Feld der Gravitationswellen-Astronomie in greifbare Nähe gerückt: der Nachweis eines Gravitationswellen-Rauschens, das uns permanent und aus allen Richtungen des Alls in Form eines niederfrequenten Brummens erreicht. Wie ich in meinem Vortrag erklären werde, ist es möglich, diesem Rauschen mittels der genauen Beobachtung von Pulsaren in unserer Milchstraße auf die Schliche zu kommen. Pulsare, schnell rotierende Sternenleichen, fungieren hierbei als kosmische Leuchtbojen, die, um im Bild der Wasseroberfläche zu bleiben, auf dem Raumzeit-Ozean treiben und deren Abstand zum Sonnensystem durch Gravitationswellen gestreckt oder gestaucht werden kann. Aktuelle Pulsar-Datensätze, die im Sommer 2023 vorgestellt wurden, liefern nun klare Hinweise darauf, dass unser Universum tatsächlich von einem kontinuierlichen Gravitationswellen-Rauschen erfüllt ist; oder im Bild der Wasseroberfläche: Der Raumzeit-Ozean ist jederzeit und überall gewellt und gekräuselt. Weltweit stellen Wissenschaftler*innen derzeit Hypothesen zum möglichen Ursprung dieses neuen Signals auf, von denen ich die spannendsten Ansätze in meinem Vortrag vorstellen werde. Unsere Reise wird uns dabei von extrem massereichen Schwarzen Löchern im Zentrum verschmelzender Galaxien bis hin zum Ursprung des Universums im Urknall führen, insbesondere auch zu Forschungsthemen, mit denen wir uns am Institut für Theoretische Physik der Universität Münster beschäftigen. Freuen Sie sich also auf ein kosmisches Abenteuer, das in den kommenden Jahren sicherlich für so manch neue Erkenntnis sorgen wird.

Kai Schmitz ist theoretischer Physiker, Kosmologe und Professor an der Universität Münster. Dort leitet er seit Mai 2022 die Arbeitsgruppe "Teilchenkosmologie Münster", die sich mit der Physik des frühen Universums und insbesondere mit der Erzeugung von Gravitationswellen im Urknall beschäftigt. Als Mitglied des North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) war er im Sommer 2023 an der Bekanntgabe der neuen Hinweise auf die Existenz eines Gravitationswellenhintergrundrauschens in unserem Universum beteiligt. Im Rahmen der NANOGrav-Kollaboration leitet er zudem die Arbeitsgruppe "Neue Physik" und ist damit unter anderem für die Suche nach dem Gravitationswellenecho des Urknalls in den NANOGrav-Daten verantwortlich.

Wichtige Information zum Ticketvorverkauf 

Tickets für die Veranstaltung sind ausschließlich online über https://ticket.staatstheater-mainz.de für EUR 5,50 pro Karte erhältlich. Der Vorverkauf für Prof. Schmitz beginnt am 20.04.2024. In der Schutzgebühr enthalten ist die Hin- und Rückfahrt zum Theater mit öffentlichen Verkehrsmitteln. Eine Rücknahme der Karten ist ausgeschlossen.

Staatstheater Mainz - Serviceseite und aktuelle Informationen

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