Der Wissens-Thread

[Helios]

Hallo zusammen,

dachte, wäre eigentlich eine gute Idee, etwaiges Wissen in einem einzigen Thread zu bündeln. Alles, was euch interessant erscheint und der Masse schon einmal mitteilen wolltet. Ebenso Fragen zu diversen Wissensbereichen.

Einfach alles, wozu ihr hinsichtlich Wissenschaften Lust und Laune zeigt .

Naja, kann den Thread ja nicht ohne Einstiegsthema eröffnen. Also dann, los geht es.


Hört man in den Medien und in der grossen Masse von Erdbeben mit einer Stärke auf der Richterskala von bspw. 7.2, fängt es bei mir in den Fingern an zu kribbeln . Nun, Fakt ist, die Richter-Magnituden sind zwar nach oben offen, es folgt jedoch eine Sättigung, also ein asymptotischer Grenzwert, welcher bei der Richterskala bei 6.5 liegt. Dies liegt an der Eigenschaft, dass das Gestein nicht genügend Energie speichern und sich vorzeitig entlädt. Der Medienbegriff, dass die Richterskala "nach oben offen" ist, müsste, und ist auch, genauer definiert. Ebenfalls ist die Richterskala auf ein lokales Gebiet von einigen hundert Kilometern begrenzt. Sie wird deswegen auch Lokalbeben-Magnitude genannt (musste ich entsprechend nachlesen ).

Die weit häufigst verwendete Skala zur Darstellung der Intensität eines Erdbebens ist die Momenten-Magnituden-Skala Mw (abgeleitet durch das Seismische Moment M0). Ihr oberer Sättigungwert beträgt 10.6. Bei diesem Wert würde jedoch die gesamte Erdkruste bersten.

Fazit: Der in den Medien gebräuchliche Ausdruck "Richterskala" ist INKORREKT und ist in Wirklichkeit die "Momenten-Magnituden-Skala".

P.S.: So, endlich konnte ich mir diesen immens aufgestauten Druck der letzten Jahrzehnte von der Seele reden .

 

[Helios]

Da ich von meinem Smartphone aus schreibe, muss ich mich kurz fassen. Was war eines der spektalkulärsten Ereignisse seit Anbeginn, in der die Menschheit astronomische Phänomene dektiert?

Tipp: Zeitpunkt: 27. Dezember 2004, 22:30 Uhr (MEZ) und 26 Sekunden ? Dauer rund 200ms.

Eventuell möchte jemand von euch das "Rätsel" ergänzen ...

 

[t42]

Am 27. Dezember 2004 um 22:30:26 MEZ wurde ein spektakulärer Strahlungsausbruch („Superflare“) des Soft Gamma Repeaters SGR 1806-20 beobachtet, der sich in Richtung des galaktischen Zentrums der Milchstraße in 50.000 Lichtjahren Abstand befindet. Die auf der Erde eintreffende Leistung von harter Gammastrahlung übertraf für etwa 0,1 s die des Vollmondes im sichtbaren Spektralbereich.

 

[Helios]

Bingo ! Die Energie der Strahlung besass rund innert 100- bis 200ms die zeitlich etwa 250'000 Jahre anhaltende Strahlungsenergie (Intensität) unserer Sonne .

Für mich absolut beeindruckend und spektakulär, und denke auch einmalig... eben Magnetare (spezielle Formen der Neutronensterne)...

 

[Helios]

In Intel Ivy-Bridge-Prozessoren existiert nun der Befehl RdRand, welcher Zufallszahlen mittels Intel Secure Key (ehemals Bull Mountain genannt - Intel's Codename sowohl für die Instruktion RdRand sowie den unterliegenden Zufallszahlengenerator), generiert. Der Generator verwendet eine Entropie-Quelle, welche die Daten der CPU hardwaremässig abruft. Der Begriff Entropie in der EDV darf nicht mit dem eigentlichen Begriff der Entropie eines physikalischen Systems verwechselt werden und wurde demzufolge unglücklich gewählt. Begriffe, welche sich in den Bereichen Chemie und Physik etc. etabliert haben, sollten in diesen verharren und nicht auf andere wissenschaftliche Gebiete übertragen werden.

The CPUID instruction can be used to check whether the CPU supports the RDRAND instruction. If yes, the bit 30 of the ECX register is set after calling CPUID standard function 01H

In einigen Ivy-Bridge-Prozessoren findet sich ein Fehler, welcher beim Aufruf des Befehls RdRand eine illegale Instruktionsausnahme verursacht.

Desktop 3rd Generation Intel® Core™ Processor Family, Specification Update.


Interessant zu lesen ist auch folgender Artikel, welcher sich über die Generierung von Hardware-basierten Zufallszahlen befasst. Unterschieden wird in physikalische Verfahren, welche mittels quantenmechanischen und nicht-quantenmechanischen Prinzipien arbeiten:

Hardware random number generator

 

[Helios]

Nun, dachte mir, den einen oder anderen könnte es interessieren. Fasse mich auch kurz.

Ich beziehe mich mal auf Wikipedia.de. Wie stellen wir die unterschiedlichen Gravitationspotentiale unserer Erde dar. Die meisten werden wohl die Erklärung des Referenzellipsoid kennen. Andererseits existiert noch der wesentliche Begriff des Geoid.

Wegen seiner unregelmäßigen Form ist das Geoid mathematisch sehr schwer zu beschreiben, wogegen die praktische Landesvermessung, die Kartografie und die GPS-Ortsbestimmung eine einfacher definierte Erdfigur benötigen. Solche Bezugsflächen für Berechnungen und Kartenabbildungen sind meist Rotationsellipsoide, die das Geoid auf etwa 50 Meter genau approximieren.
Diese streng mathematischen Flächen können aber nicht direkt durch Messen physikalischer Größen bestimmt werden.

Deshalb muss für die praktische Handhabung die Abweichung zwischen der physikalischen Erdfigur (Geoid) und ihrem mathematischen, für Berechnungen geeigneten Pendant (Rotationsellipsoid) durch systematische Messungen bestimmt werden. Die Abweichungen des Geoids von einem Referenzellipsoid (ED50, WGS84, GRS 80) werden als Geoidundulation bzw. Geoidhöhe bezeichnet und können bis 100 m ausmachen und variieren auf 1000 km um etwa ± 30 Meter:

Geoidundulation

, mit ellipsoidischer (geometrischer) Höhe h und orthometrischer (physikalischer) Höhe H

Abweichungen von der Kugelform lassen sich durch Legendre-Polynome P[SUB]n[/SUB](cos(θ)) beschreiben (θ: Breitenwinkel, R: mittlerer Erdradius, J[SUB]n[/SUB]: Entwicklungskoeffizienten):

mit den Koeffizienten:
J[SUB]0[/SUB] = 1; Kugelnäherung - J[SUB]1[/SUB] = 0; kein Dipolmoment, Nord- und Südhalbkugel gleich schwer - J[SUB]2[/SUB] = 1082,6·10[SUP]-6[/SUP]; genäherte Erdfigur als Rotationsellipsoid mit gleich großen Äquator-Halbachsen a=b≈6378 km und c≈6357 km als Polarachse. J2 berücksichtigt die sogenannte Massefunktion zweiter Ordnung, die von der Erdabplattung herrührt - J[SUB]3[/SUB] = 2,51·10[SUP]-6[/SUP]; Aufsetzen einer birnenähnlichen Struktur auf das Ellipsoid (siehe Zeichnung) - J[SUB]4[/SUB] = 1,60·10[SUP]-6[/SUP]

Die Quintessenz daraus folgert, dass das Gravitationspotential der Erde schwer zu bestimmen ist, infolge der Unebenheiten. Auch wenn diese nur einen kleinen Teil des Gesamten ausmachen, lässt sich jedoch eine Struktur erkennen. Die obige Formel ist nicht relativistisch (die ART wird nicht berücksichtigt, da die gesamte Masse der Erde zu winzig ist), d.h. sie folgt der klassischen Newtonschen Gravitationstheorie.

 

[Tao]

...
Die Quintessenz daraus folgert, dass das Gravitationspotential der Erde schwer zu bestimmen ist, infolge der Unebenheiten. ...

Ich würde eher sagen, dass die Approximation und mathematische Beschreibung schwierig ist.
Die (lokale) Bestimmung ist mittels Gravimetern sehr gut möglich und erreicht hohe Genauigkeiten.
Diese lassen es zu, anhand von Änderungen im Schwerefeld auf Bodenwasseränderungen im mm Bereich zu schließen.

 

[Helios]

Ja, ist richtig. Liegt im Bereich von -50 bis +50 Milligals. Bleibt die Frage offen, was ist genau oder ungenau .

Naja, die mathematische Beschreibung mag auf den ersten Blick vielleicht schwierig aussehen, aber im Grunde ist es eine simple Funktion... .


LG Uwe

 

[Tao]

Ja, ist richtig. Liegt im Bereich von -50 bis +50 Milligals. Bleibt die Frage offen, was ist genau oder ungenau .
...

Jaja, das wollen die Theoretiker immer wissen.
Die Anwendung braucht es so genau, dass man mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit Messung und Zufall unterscheiden kann.

 

[Helios]

Nun... Theorie und Praxis sollten stets im Einklang stehen. Ist jedoch bei hypothetischen Theorien meistens nicht angewandt nachzuweisen. Leider... *schnüff* :crying:.

 

[Helios]

New results from T2K - Oct 22, 2013

Erste Neutrinooszillation nun bestätigt (Oct 22, 2013)

New results from T2K

Dr. Federico Sanchez from the Institut de Fìsica d'Altes Energies (IFAE), Barcelona, presents new results from the Tokai to Kamioka (T2K) experiment situated in Japan.

T2K is a long baseline neutrino oscillation experiment that uses a high intensity neutrino beam produced at the Japan Proton Accelerator Research Complex, in Tokai, Japan.

In 2011, the collaboration announced the first indication of muon neutrino to electron neutrino transformation, which was then a new type of neutrino oscillation; now, with 3.5 times more data, this transformation is firmly established. This T2K observation is the first of its kind in that an explicit appearance of a unique flavour of neutrino at a detection point is unequivocally observed from a different flavour of neutrino at its production point.

The T2K collaboration also reports a precision measurement of muon neutrino disappearance with an off-axis neutrino beam with a peak energy of 0.6 GeV. Near detector is used in both oscillation measurements to constrain the neutrino flux and cross section parameters.

Source:
CERN - New results from T2K
Watch the webcast at 11am CET
Slides to Indico

 

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LS1 report: successful tests - Nov 1st, 2013

LS1 report: successful tests - Nov 1st, 2013

At the PS Booster, the new beam dump and the associated shielding blocks surrounding it have been successfully installed and the installation of the beam transfer lines are now under way. The BI.SMH septum magnet has been successfully repaired following a confirmed vacuum leak.

Source and full article: CERN - LS1 report: successful tests

 

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AWAKE: to high energies in a single leap - November 5th, 2013

AWAKE: to high energies in a single leap (November 5th, 2013)

Proton-driven plasma wakefield acceleration could accelerate electrons to the terascale in a single plasma section. To verify this novel approach, a proof-of-principle R&D experiment – the Advanced Wakefield Experiment (AWAKE) – has been launched at CERN, where it will use 400 GeV proton bunches from the Super Proton Synchrotron. AWAKE will be the first beam-driven wakefield acceleration experiment in Europe and the first proton-driven plasma-wakefield acceleration experiment in the world. The results will have a strong impact on future larger-scale R&D on this technique, for example, in accelerating electron bunches to around 100 GeV in some 100 m.

Read more: "AWAKE: to high energies in a single leap"
See also: Awake project website

Source: CERN - AWAKE: to high energies in a single leap

 

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Webcast: 120 years of accelerators that heal

Webcast: 120 years of accelerators that heal

Today at 2pm CET, Ugo Amaldi of the Technische Universitat Munchen and the TERA Foundation will talk about the 120-year history of diagnostics and tumour therapy using particle accelerators.

Watch the webcast here at 2pm CET

German physicist Wilhelm Röntgen discovered X-rays in 1895. The first attempts to heal tumours with X-rays were made only one month after his discovery, but the understanding of the mechanisms by which radiation kills cells and the introduction of dose fractionation took much longer.

The use of X-rays in diagnostics developed much faster and its benefits were very visible during the First World War. Today no tumour could be treated and no patient could be operated on without first getting a CT scan, which employs an X-ray tube that is not very different from the one introduced by William Coolidge in 1912.

On the particle-therapy frontier, larger and more sophisticated particle accelerators have contributed to the continuous increase of the tumour control rate. The initial betatrons were replaced, at the end of the 1950s, by radiofrequency electron linacs. More recently proton- and carbon-ion accelerators have become important tools in the fight against tumours, in particular “radio-resistant” tumours.

In this lecture, Amaldi will review the rationale for all forms of radiotherapy and of the accelerators used in proton therapy, discuss the European centres for carbon ion therapy and describe the challenges facing physicists and the engineers developing the accelerators.

This John Adams Lecture is organized by the CERN Accelerator School. Lectures from previous years are listed here.

Posted by Cian O'Luanaigh on 3 Dec 2013. Last updated 3 Dec 2013, 10.23.

Source: CERN - Webcast: 120 years of accelerators that heal