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Karl-Scheel-Sitzung

Die Karl-Scheel-Sitzung der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin e. V., Regionalverband Berlin/Brandenbrug der Deutschen Physikalischen Gesellschaft e. V. (PGzB), ist dem Gedenken an den Geheimrat Karl Scheel gewidmet und findet einmal im Jahr anläßlich der Verleihung des Karl-Scheel-Preises der PGzB statt.


Zeit

Beginn
20.06.2024 - 17:15

Ort

Magnus-Haus
Am Kupfergraben 7
10117 Berlin

Organisation

Prof. Dr. Alejandro Saenz (PGzB)
geschaeftsfuehrer@pgzb.de
(030) 2093-82041

Moderation

Prof. Dr. Mathias Richter (PGzB)
vorsitzender@pgzb.de

Sprecher:innen

  • Dr. Gustav Mogull
  • Dr. Tom S. Seifert

Im Rahmen der Karl-Scheel-Sitzung 2024 wird an die Herren

Dr. Gustav Mogull, (Humboldt-Universität zu Berlin)

       und

Dr. Tom S. Seifert (Freie Universität Berlin)

der Karl-Scheel-Preis 2024 verliehen.

Die Preisträger werden Vorträge über ihre Forschungsergebnisse halten.
Im Anschluss erfolgt die Verleihung des Karl-Scheel-Preises.

Dr. Gustav Mogull: Gravitational Waves from Worldline Quantum Field Theory

The emission of gravitational waves by black hole (and neutron star) binary encounters, and their by-now regular detection by LIGO-Virgo-KAGRA, offers a totally new method of probing Einstein’s theory of General Relativity. With LISA also now adopted by the European Space Agency, there is a pressing need to develop improved models of these black hole inspirals, and the gravitational waves that they emit. Together with my collaborators at Humboldt University, I have developed a novel formalism to aid this process: Worldline Quantum Field Theory (WQFT). WQFT imports powerful tools from collider physics, and has already made impressive predictions at high orders in perturbation theory. Using WQFT, and also working at the Max Planck Institute for Gravitational Physics, I am using WQFT to develop a future generation of gravitational waveform models.

Dr. Tom S. Seifert: Interaktionen des Spin- und Orbitaldrehimpulses des Elektrons im Nanometer- und Femtosekundenbereich

Die Drehimpulsfreiheitsgrade des Elektrons, also sein Spin (S) sowie sein orbitaler Drehimpuls (L), sind vielversprechende Informationsträger für zukünftige Anwendungen im Bereich der Datenverarbeitung. Zu diesem Zweck ist ein tiefgehendes Verständnis der Interaktionen von S und L auf ihren natürlichen Nanometerlängen- und Femtosekundenzeitskalen wichtig. In meinem Vortrag werde ich auf zwei spezielle Beispiele in dieser Hinsicht eingehen. Zum einen werde ich erläutern, wie magnetische Momente einzelner Atome, die durch S und L hervorgerufen werden, auf subatomaren Längenskalen sichtbar gemacht und manipuliert werden können. Zum anderen werde ich darauf eingehen, wie S und L Ströme mit Dynamiken im Femtosekundenbereich mit Hilfe von Ultrakurzzeitlasern getrieben werden können und wie zeitaufgelöste Experimente zu deren Unterscheidung genutzt werden können.


Zeit

Beginn
30.06.2023 - 17:15

Ort

Magnus-Haus
Am Kupfergraben 7
10117 Berlin

Moderation

Prof. Stefan Eisebitt (PGzB)
eisebitt@mbi-berlin.de
030 6392 1300

Sprecher:innen

  • Frau Dr. Hayley Allison

Ultra-relativistic Electron Acceleration in Earth’s Radiation Belts

Im Rahmen der Karl-Scheel-Sitzung 2023 wird
Frau Dr. Hayley Allison,
Helmholtz-Zentrum Potsdam, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ,
der Karl-Scheel-Preis 2023 verliehen.

Der Preisträger hält einen Vortrag über seine Forschungsergebnisse.

Im Anschluss erfolgt die Verleihung des Karl-Scheel-Preises an den Vortragenden.

Earth's magnetic field hosts the Van Allen radiation belts, a region of harsh radiation, consisting of electrons and ions, that creates a hazardous environment for operating satellites. The number of electrons and the particle's energies are very dynamic, forced by changing solar wind conditions, and can vary by orders of magnitude in a matter of hours. Man-made satellites operate in the region of space covered by the Van Allen belts. Owing to the dynamic behaviour of the particles, electrons present a particular space weather challenge for satellite design and operations planning. The NASA Van Allen Probes satellite mission provides unique measurements of the radiation belt electrons at ultra-relativistic energies. Satellite measurements show that electrons in this region can have energies in excess of 7 MeV. However, the process by which electrons are energised to such ultra-relativistic energies has been the focus of much research. Typically, electrons in the radiation belts are accelerated either by local interactions with electromagnetic plasma waves, or by large scale motion across the magnetic field. Whether the electrons at ultra-relativistic energies are locally accelerated, arise from betatron and Fermi acceleration due to transport across the magnetic field, or if a combination of both mechanisms is required, has remained an unanswered question in radiation belt physics. We present a unique way of analysing satellite observations which demonstrates that local acceleration is capable of heating electrons up to 7 MeV. By considering the evolution of phase space density peaks in magnetic coordinate space, we observe distinct signatures of local acceleration and the subsequent outward radial diffusion of ultra-relativistic electron populations. Previous research has established the importance of naturally-occurring electromagnetic whistler mode chorus waves in locally energising electrons in the radiation belts. However, simulations have shown that interactions with solely chorus waves result in enhancements up to ~3 MeV, significantly less than 7 MeV. Observations of plasma waves allow for the routine inference of total plasma number density, a parameter that is challenging to measure directly. On the basis of long-term observations throughout 2015, we show that the underlying plasma density has a controlling effect over acceleration to ultra-relativistic energies, which occurs only when the plasma number density drops down to very low values (~10 cm–3). Such low density creates preferential conditions for local diffusive acceleration of electrons from hundreds of keV up to >7 MeV by whistler mode chorus waves. While previous models could not reproduce the local acceleration of electrons to such high energies, here we complement the observations with a numerical model to show that the conditions of extreme cold plasma depletion result in acceleration up to >7 MeV.

Karl-Scheel-Sitzung 2023 am 30. Juni 2023 um 17:15 Uhr im Magnus-Haus

Musikalischer Auftakt: Clara Eglhuber (Violoncello), Marei Schibilsky (Violoncello)

             „El Choclo“ von Ángel Gregorio Villoldo

Grußwort von Dr. Lutz Schröter             

              Vizepräsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG)

Eröffnung der Karl-Scheel-Sitzung: Prof. Dr. Stefan Eisebitt

              Vorsitzender der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin (PGzB):

               Karl Scheel und der Karl-Scheel-Preis der PGzB

Musikalisches Zwischenspiel: Clara Eglhuber (Cello), Marei Schibilsky (Cello)

                Aus den 10 Duets for 2 Cellos: „3. Con Moto“ von Reinhold Gliére

Laudatio auf die Preisträgerin: Prof. Dr. Yuri Shprits

                Helmholtz-Zentrum Potsdam, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Vortrag der Preisträgerin: Dr. Hayley Allison

                 Helmholtz-Zentrum Potsdam, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ,

                Ultra-relativistic Electron Acceleration in Earth’s Radiation Belts

Verleihung des Karl-Scheel-Preises 2023 an Dr. Hayley Allison

Musikalischer Abschluss: Clara Eglhuber (Cello), Marei Schibilsky (Cello)

                  „Libertango“ von Astor Piazzolla

 

Im Anschluss lädt die PGzB alle Teilnehmende zu einem kleinen Empfang ein.