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Fischer E: Werner Heisenberg – ein
Wanderer zwischen zwei Welten

Werner Heisenberg – ein Wanderer zwischen zwei Welten

De Gruyter Studies in Mathematical Physics

Mirror symmetry is one of the most exciting ideas in mathematics to emerge in the last two decades. It was introduced in physics as a duality between superconformal field theories. This book discusses this rapidly developing aspect of string theory.

Laurent Polynomials in Mirror Symmetry

By introducing readers to relativistic quantum field theory, this class-tested textbook delivers a concise and modern course in quantum electrodynamics. Its self-contained nature is enhanced by detailed derivations and introductory materials on quantum mechanics and special relativity. This advanced undergraduate textbook employs the elementary concepts of the Schrödinger equation, Dirac notation, the harmonic oscillator and the hydrogen atom in a clear and up-to-date structure, organized around topics in waves, particles and interactions. The text includes many worked problems and examples, end-of-chapter exercises and summaries, as well as enrichment topics and boxed formulas, derivations and definitions. The author's extensive and award-winning research in lasers and quantum optics, coupled with more than 20 years of teaching experience with the course, well equipped him for this task.

Offers a concise yet self-contained introductory course, with additional chapters on quantum mechanics and special relativityPresents coverage within a clear and modern structure built around topics in waves, particles and interactionsOffers teaching/learning aids such as worked examples and problems (approx. 80), end-of-chapter exercises and summaries, complete step-by-step derivations, and moreThe author is an experienced teacher who has won multiple awards for his research

From Quantum Waves to Quantum Particles

Quantum Electrodynamics 101

Il libro offre un breve viaggio nel sorprendente e spettacolare mondo della fisica moderna caratterizzato da idee e teorie dirompenti sia dal punto di vista concettuale che applicativo. Partendo dalla teoria della relatività di Einstein in cui i concetti di spazio, tempo e gravità vengono completamente rivisti, si arriva al bizzarro e affascinante universo della fisica quantistica che con le sue applicazioni ha cambiato completamente il nostro modo di vivere. Particolare attenzione è inoltre rivolta ai fondamenti concettuali e ai paradossi della meccanica quantistica grazie ai quali si è sviluppata in tempi più recenti la cosiddetta seconda rivoluzione quantistica, destinata a introdurre nelle nostre vite una nuova generazione di tecnologie quantistiche come computer, crittografia e teletrasporto. Oltre alle nuove tecnologie quantistiche, vengono illustrati in modo semplice e conciso i principi di funzionamento delle più importanti applicazioni della meccanica quantistica che si sono diffuse nella vita quotidiana. Il libro ha un carattere essenzialmente informativo, senza ricorrere a formule complicate o tecnicismi, pertanto non richiede conoscenze approfondite di fisica o matematica; le conoscenze acquisite nella scuola superiore sono sufficienti per comprendere gli argomenti trattati.

Da Einstein alle nuove tecnologie quantistiche

Viaggio nella fisica moderna

Dieses Lehrbuch zeichnet sich durch klare Strukturen, bewährte Didaktik und Übersichten zur Veranschaulichung komplexer Zusammenhänge aus. Zahlreiche Abbildungen aus der Technik und Berechnungsbeispiele aus dem Arbeitsumfeld eines Ingenieurs vermitteln den Praxisbezug. Übungsaufgaben und deren ausführliche Lösungen ermöglichen es, physikalische Zusammenhänge rechnerisch zu erfassen und vertiefen ihr Verständnis. Dieses erfolgreiche Standardwerk erscheint in seiner 14. Auflage.Die ZielgruppenDas Lehrbuch wendet sich an Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie an Personen in der Praxis, die eine kompakte Darstellung des physikalischen Wissens benötigen und schätzen.Der InhaltEinführung – Mechanik – Thermodynamik – Elektrizität und Magnetismus – Schwingungen und Wellen – Optik – Akustik – Atom- und Kernphysik – Festkörperphysik – Spezielle Relativitätstheorie – KosmologieAnhang: Durchgerechnete Lösungen der Übungsaufgaben – Vektor-Operatoren – Zusammenstellung wichtiger physikalischer Naturkonstanten – Tabelle zur Umrechnung von Energieäquivalenten – Liste öfters anzutreffender, jedoch nicht mit dem SI konformen Maßeinheiten – Liste der Nobelpreisträger in Physik – Faltblatt des Periodensystems der Elemente mit ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften.Die AutorenEkbert Hering war langjähriger Rektor der Hochschule Aalen und lehrte dort Physik, Informatik und Management. Er ist ein Autor erfolgreicher Fach-, Sach- und Lehrbücher und versteht es, mit Hilfe eines kompetenten Autorenteams Themengebiete vorbildlich strukturiert und praxisnah aufzuarbeiten.Rolf Martin hat nach einer praktischen Ausbildung Maschinenbau und anschließend Physik studiert und auf dem Gebiet der Halbleiterphysik promoviert. Nach einer Praxistätigkeit am Landeskriminalamt Baden-Württemberg wurde er als Professor für Physik und Optoelektronik an die Hochschule Esslingen berufen, wo er über 30 Jahre in der Lehre tätig war.Martin Stohrer war nach der Promotion im Forschungsbereich der Firma Daimler-Benz AG tätig. 1978 wurde er auf eine Professur an die Hochschule für Technik Stuttgart berufen, wo er den neuen Studiengang Bauphysik mit aufbaute. Von 1993 bis 2007 war er Rektor der HFT Stuttgart.

Dieses Lehrbuch zeichnet sich durch klare Strukturen, bewährte Didaktik und Übersichten zur Veranschaulichung komplexer Zusammenhänge aus. Zahlreiche Abbildungen aus der Technik und Berechnungsbeispiele aus dem Arbeitsumfeld eines Ingenieurs vermitteln den Praxisbezug. Übungsaufgaben und deren ausführliche Lösungen ermöglichen es, physikalische Zusammenhänge rechnerisch zu erfassen und vertiefen ihr Verständnis. Dieses erfolgreiche Standardwerk erscheint in seiner 14. Auflage.

Physik für Ingenieure

Schriften zum Wirtschaftsingenieurwesen

Dieses Buch aus der Reihe Schriften zum Wirtschaftsingenieurwesen behandelt die Klassische Newtonsche Mechanik, die Fluidik von Flüssigkeiten und Gasen, Schwingungen, Elektrostatik sowie Magnetostatik. Es richtet sich an Studierende des Wirtschaftsingenieurwesens und verzichtet deswegen an vielen Stellen auf exakte Herleitung zu Gunsten der didaktischen Vermittlung des Lehrstoffes. Das Buch gibt eine kompakte Einführung in die Denkweise und Herangehensweise der Naturwissenschaft Physik über Faktenwissen hinaus. In der zweiten Auflage wurde der Text auf Fehler durchsucht, diese korrigiert und einige Ergänzungen vorgenommen.Der Inhalt<ul><li>Was ist Physik?</li><li>Kräfte und Gravitation</li><li>Kinematik</li><li>Newtonsche Axiome und Gravitationsgesetz</li><li>Fluidstatik und -dynamik</li><li>Freie, gedämpfte und erzwungene Schwingungen</li><li>Elektrizität</li><li>Magnetismus</li></ul>Der AutorProf. Dr. Stefan Rinner ist Dozent für Physik und Photonik. Der Autor hat an den Universitäten München und Regensburg Physik und Mathematik studiert. Die Diplom- und Doktorarbeit hat er am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching angefertigt. Der Autor hat die Vorlesung Physik für den Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen an der FHS St. Gallen mitkonzipiert und bereits mehrere Male durchgeführt. Diese Erfahrung ist in die Gestaltung des Buches eingeflossen. Er lehrt und forscht heute an der OST – Ostschweizer Fachhochschule.

Physik für Wirtschaftsingenieure

Über die Spezielle und die Allgemeine Relativitätstheorie

E = mc2

„Das Programm der Aufklärung war die Entzauberung der Welt“, wie Max Horkheimer und Theodor W. Adorno in ihren philosophischen Fragmenten geschrieben haben. Die Aufklärung sollte die Welt berechenbar machen und ihr jedes Geheimnis nehmen, wie es Soziologen seit Max Weber gedacht und gewünscht haben. Dieses Vorhaben ist gründlich gescheitert, wie dieses Buch eindrucksvoll zeigt. Die wissenschaftliche Aufklärung hat zu Paradoxien geführt und mit ihnen die Welt verzaubert. Anhand zahlreicher Beispiele – vom Licht über Atome und Gene bis hin zum Leben selbst – wird dies anschaulich dargestellt. Sie alle bestätigen die Weisheit von Wilhelm Busch, „Erstens kommt es anders, und zweitens als man denkt“, und diese Worte versprechen den Menschen eine offene Welt.Die Wissenschaft hat stets vernünftige Fragen gestellt, „Was ist Licht?“, und gibt darauf vernünftige Antworten: Licht ist eine elektromagnetische Welle. Doch Licht kann auch als Teilchen in Erscheinung treten, was es zu einem anhaltenden Geheimnis macht. Dasselbe gilt für Atome, Gene und das Leben allgemein. Die Wissenschaft verwandelt auf diese Weise das Gewohnte in das Mysteriöse, und sie romantisiert damit die Welt. Während die Aufklärung ihre Objekte wörtlich feststellen wollte, hält das romantische Denken die Dinge in Bewegung. In der Welt kommt es nicht auf ein abgeschlossenes Sein, sondern auf ein offenes Werden an.Der Autor Ernst Peter Fischer&nbsp;ist promovierter Physiker und Biologe. Mit seinen zahlreichen Publikationen bringt er seit Jahren die Wissenschaft und ihre Geschichte einem breiten Publikum näher. Er wurde unter anderem mit&nbsp;dem Eduard-Rhein-Kulturpreis, der Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft für Naturwissenschaftliche Publizistik und mit dem Sartorius-Preis der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen ausgezeichnet.

Anders als gedacht – Paradoxa der wissenschaftlichen Aufklärung und die Verzauberung der Welt

Lecture Notes in Physics

This book is based on lecture notes originally developed for introductory graduate courses offered by the authors at Dartmouth College and the University of Padova. The first two chapters analyze quantum degenerate gases and various cooling and trapping techniques for atoms. The remaining three chapters discuss ultracold atoms as weakly interacting, strongly interacting, and non-interacting coherent systems. The third chapter presents multiple pieces of evidence for quantum degeneracy in Bose and Fermi gases, followed by peculiar features such as superfluidity and the formation of topological defects. The fourth chapter addresses strongly correlated systems, discussing the BCS-BEC crossover in fermionic gases and quantum phase transitions, including their dependence on effective dimensionality. The fifth chapter offers a more specific discussion of quantum coherence in ultracold atoms and their potential as a platform for quantum metrology and quantum emulation. Four appendices provide more quantitative details of theoretical tools used in the last two chapters. Each chapter concludes with problems and a list of more specialized material. The main goal is to introduce interested students to ultracold atom physics research topics and expose scientists working in other areas of frontier physics to this novel and exciting research direction. This book is also intended to complement existing textbooks in standard courses on condensed matter physics, demonstrating how some general elements of the latter can be understood by continuously increasing the interactions between ultracold and quantum degenerate atoms under controlled external conditions.

Physics and Technology of Ultracold Atomic Gases

Springer Praxis Books

Astronomy and Planetary Sciences

This book features several of the significant scientific debates and controversies that helped develop space science in the early space era. The debates led to significant new understandings of the constituents and processes occurring beyond Earth’s atmosphere, and often opened new research directions. Scientific speculations with their resultant debates have played an important role in the development and furthering of research in general.&nbsp;The book thus has broad intellectual importance in illustrating how science advances.The book includes debates in the subject areas of heliophysics (physics in the cosmic region that covers particles and magnetic fields flowing from the Sun), Earth’s moon, solar system asteroids and comets, and the origin of cosmic gamma-ray bursts. A final chapter describes two important and surprising early scientific discoveries that involved no debates.&nbsp;&nbsp;The target audience for this book includes (a) active and retired space scientists, (b) space enthusiasts, and (c) students as supplemental (or even prime) reading in an introductory astronomy and/or space science course. The topics of the debates and controversies, their resolutions, and their pointing to further research and understanding of nature are of both historical and contemporary interest, appeal, and value.

Discoveries in the Early Space Era

Scientific Debates in Space Science

Was sind Quantencomputer und was verspricht man sich von ihnen? Welche anderen Quantentechnologien stehen in den Startlöchern und wie können diese unsere Welt verändern?
 
 In diesem Sachbuch gehen Johannes Knörzer und Patrick Emonts diesen und vielen weiteren Fragen nach. Nach einem allgemein verständlichen Überblick über die Grundlagen der Quantenphysik stellen sie anschaulich die vier Kernbereiche moderner Quantentechnologien vor: Quantencomputing, Quantensimulation, Quantenkommunikation und Quantenmetrologie. Erfahren Sie, warum diese Technologien so bahnbrechend sind und welche Herausforderungen sie bergen. Ein verständlicher und inspirierender Leitfaden für alle, die die Geheimnisse der Quantenwelt entdecken wollen.
 Mit einem Vorwort von Susanne Yelin, Professorin an der Harvard University.Über die AutorenJohannes Knörzer
 hat Physik in Freiburg, Hamburg und den USA studiert und in München im Bereich der theoretischen Quantenphysik promoviert. Heute forscht er an der ETH Zürich an Quantentechnologien und Quantenoptik.
 Patrick Emonts
 studierte Physik in Aachen und Lausanne und promovierte ebenfalls in München zu theoretischer Quantenphysik. Er lebt als Wissenschaftler in Leiden und beschäftigt sich in seiner Forschung mit modernen Quantentechnologien und Quantenalgorithmen.
 
 Beide Autoren sind als Wissenschaftskommunikatoren aktiv und betreuten im Sommer 2022 einen Kurs zu Quantencomputern für interessierte Schüler, wo die Idee dieses Buches Gestalt annahm.

Was sind Quantencomputer und was verspricht man sich von ihnen? Welche anderen Quantentechnologien stehen in den Startlöchern und wie können diese unsere Welt verändern?
 
 In diesem Sachbuch gehen Johannes Knörzer und Patrick Emonts diesen und vielen weiteren Fragen nach. Nach einem allgemein verständlichen Überblick über die Grundlagen der Quantenphysik stellen sie anschaulich die vier Kernbereiche moderner Quantentechnologien vor: Quantencomputing, Quantensimulation, Quantenkommunikation und Quantenmetrologie. Erfahren Sie, warum diese Technologien so bahnbrechend sind und welche Herausforderungen sie bergen. Ein verständlicher und inspirierender Leitfaden für alle, die die Geheimnisse der Quantenwelt entdecken wollen.
 Mit einem Vorwort von Susanne Yelin, Professorin an der Harvard University.

Ein Quantum Zukunft – Quantenphysik und Quantentechnologien einfach erklärt

UNITEXT for Physics

This textbook offers an introduction to statistical mechanics, special relativity, and quantum physics, developed from lecture notes for the "Quantum Physics" course at the University of Padua. Beginning with a brief review of classical statistical mechanics in the first chapter, the book explores special and general relativity in the second chapter. The third chapter delves into the historical analysis of light quantization, while the fourth chapter discusses Niels Bohr's quantization of energy levels and electromagnetic transitions. The Schrödinger equation is investigated in the fifth chapter. Chapter Six covers applications of quantum mechanics, including the quantum particle in a box, quantum particle in harmonic potential, quantum tunneling, stationary perturbation theory, and time-dependent perturbation theory. Chapter Seven outlines the basic axioms of quantum mechanics. Chapter Eight focuses on quantum atomic physics, emphasizing electron spin and utilizing the Dirac equation for theoretical justification. The ninth chapter explains quantum mechanics principles for identical particles at zero temperature, while Chapter Ten extends the discussion to quantum particles at finite temperature. Chapter Eleven provides insights into quantum information and entanglement, and the twelfth chapter explains the path integral approach to quantum mechanics.The AuthorsLuca Salasnich was awarded an M.Sc. in Physics by the University&nbsp;of Padua in 1991, and his Ph.D. in Theoretical Physics&nbsp;by the University of Florence in 1995. He is a full professor of Theoretical Physics at the University of Padua.&nbsp;His fields of research are condensed matter and statistical physics. Francesco Lorenzi was awarded a B.Sc. in Information Engineering by&nbsp;the University of Padua in 2020, and an M.Sc. in ICT and Photonics Engineering&nbsp;by the same University in 2022. He is now a Ph.D. fellow in Physics&nbsp;at the University of Padua, Italy. His fields of research are nonlinear&nbsp;optical fibers, ultracold atoms, and scattering theory.&nbsp;

This textbook offers an introduction to statistical mechanics, special relativity, and quantum physics, developed from lecture notes for the "Quantum Physics" course at the University of Padua. Beginning with a brief review of classical statistical mechanics in the first chapter, the book explores special and general relativity in the second chapter. The third chapter delves into the historical analysis of light quantization, while the fourth chapter discusses Niels Bohr's quantization of energy levels and electromagnetic transitions. The Schrödinger equation is investigated in the fifth chapter. Chapter Six covers applications of quantum mechanics, including the quantum particle in a box, quantum particle in harmonic potential, quantum tunneling, stationary perturbation theory, and time-dependent perturbation theory. Chapter Seven outlines the basic axioms of quantum mechanics. Chapter Eight focuses on quantum atomic physics, emphasizing electron spin and utilizing the Dirac equation for theoretical justification. The ninth chapter explains quantum mechanics principles for identical particles at zero temperature, while Chapter Ten extends the discussion to quantum particles at finite temperature. Chapter Eleven provides insights into quantum information and entanglement, and the twelfth chapter explains the path integral approach to quantum mechanics.

Werner Heisenberg – ein Wanderer zwischen zwei Welten

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