Wasser auf dem Mond

T R E F F P U N K T FO R SC H U N G

strukturen stark hervorgehobenwerden. An diesen Stellen ist diephotonische Zustandsdichte be-sonders hoch, was die Theorie derfluktuierenden Elektrodynamik auchqualitativ widerspiegelt [2]. Aller-dings steht eine detaillierte, quantita-tive Beschreibung gerade bei ver-schiedenen Materialien noch aus.

Interessant ist, dass das Nahfeld-Rasterwärmemikroskop zusätzlich zuder Information, die durch das Tun-nelmikroskop gewonnen wird,weitere Eigenschaften der Probeerkundet. Während nämlich dasRastertunnelbild einer Probe durch

ihre elektronische Zustandsdichtebestimmt ist, wird das Nahfeld-Wärmebild durch die photonischeZustandsdichte des thermisch erzeug-ten Nahfeldes vermittelt. Damit wirdihm wahrsten Sinn des Wortes eineneue Sicht auf nanostrukturierteOberflächen möglich.

[1] U. F. Wischnath et al., Rev. Sci. Instrum.2008, 79, 073708.

[2] A. Kittel et al., Appl. Phys. Lett. 2008, 93,193109.

Achim Kittel, David Hellmann,Ludwig Worbes, Martin Holthaus,Uni Oldenburg

© 2011 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.phiuz.de 1/2011 (42) Phys. Unserer Zeit 11

M O N D FO R SC H U N G |Wasser auf dem Mond

Am 9. Oktober 2009 schlug auf dem Mond eine mehr als zwei Tonnenschwere, ausgebrannte Oberstufe einer Rakete ein. In dem aufgewirbel-ten Staub und Gestein ließ sich mit der NASA-Sonde LCROSS Wasser inunerwartet hoher Menge nachweisen [1].

PH YS I C S N E WS |Die japanische Raumsonde Hayabusa hat etwa 1500 Partikel vom Asteroiden Itokawa zur Erdegebracht. Die 2003 gestartete Sonde war auf Itokawagelandet und sollte dort Bodenproben nehmen. Bei denPartikeln mit Durchmessern von weniger als 10 µm han-delt es sich überwiegend um Olivin- und Pyroxenminerale(hayabusa.jaxa.jp/e/index.html, Phys. Unserer Zeit 2010,41 (4), 166).

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Einer internationalen Forscherkollaboration ist esam CERN gelungen, Antiwasserstoff in einer elektro-magnetischen Falle zu produzieren. Hierfür leiteten siePositronen und Antiprotonen in die Falle und führten siezusammen. Die hierbei entstehenden Antiwasserstoffato-me blieben für durchschnittlich eine fünftel Sekunde inder Falle, bevor sie aus dem Feld herausfielen und annihi-lierten (G. B. Andresen et al., Nature online, 17.11.2010,doi:10.1038/nature09610).

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Vom 7. November bis 6. Dezember wurden im LHCerstmals Blei-Ionen zur Kollision gebracht. DieStrahlen besaßen eine Schwerpunktenergie von 2,76 TeVpro Nukleonpaar. Bei den Kollisionen entstanden Dichtenund Temperaturen, wie sie 10–11 s nach dem Urknallvorkamen. Ein Ziel der Experimente ist der Nachweis desQuark-Gluon-Plasmas (press.web.cern.ch/press).

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Ein Bose-Einstein-Kondensat aus Photonen habenForscher der Universität Bonn erzeugt. Hierfür schlos-sen sie die Photonen in einem Hohlraum zwischen zweikonvexen Spiegeln ein, der mit einer Farbstofflösunggefüllt war. (Mehr zu diesem Experiment in der nächstenAusgabe von Physik in unserer Zeit, J. Klaers et al, Nature2010, 468, 545).

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Einer deutsch-niederländischen Forschergruppe istes gelungen, die Spins von Atomen in einem Nickel-oxid-Kristall mit Terahertz-Impulsen 1012-Mal proSekunde gezielt „umzuschalten.“ Bis dahin hatte mangeglaubt, die Magnetfelder in der Terahertz-Strahlungwären hierfür zu schwach. Eine praktische Anwendungliegt noch in weiter Ferne, doch für die Grundlagenfor-schung eröffnen sich damit neue Perspektiven (T. Kampf-rath et al., Nature Photonics, Advanced online publication,21.11.2010, DOI:10.1038/NPHOTON.2010.259).

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Das James Webb Space Telescope, Nachfolger desWeltraumteleskops Hubble, wird mindestens 6,5 Mrd. US-Dollar (4,7 Milliarden Euro) kosten.Das sind 1,4 Mrd. Dollar mehr als bisher im Etat einge-plant. Der Start wird sich von Mitte 2014 auf Ende 2015oder Anfang 2016 verzögern (www.nasa.gov/pdf/499224main_JWST-ICRP_Report-FINAL.pdf).

In den meisten Regionen des Mon-des kann kein Wasser existieren, weiles am Tage zu warm wird und eskeine Atmosphäre gibt. Aber in denPolgebieten gibt es Krater, derenWände so hoch sind, dass der Bodenimmer im Schatten liegt. DieseGebiete, in denen die Temperatur nieüber –235 °C minus steigt, wirken als Kältefallen. Mit der RaumsondeLunar Crater Observation and Sen-sing Satellite (LCROSS) wollte dieNASA die Frage nach dem Wasserklären.

LCROSS flog auf der Oberstufeder Rakete zum Mond, wo sie sichvoneinander trennten. Die vollstän-dig entleerte Oberstufe raste in einenKrater namens Cabeus und schlugunmittelbar am Fuß des hohenKraterrands mit 9000 km/h im Bodenein (Abbildung 1). Das herausge-schleuderte Material konnte dann mitMessinstrumenten und Kameras aufLCROSS und einer anderen Mond-sonde studiert werden.

In Spektralaufnahmen machtenForscher vom Nasa Ames Research

Center in Moffett Field, Kalifornien,eine Reihe von Stoffen aus, darunterauch Wasser. Ein Teil befand sich inForm von Eis auf winzigen Staubteil-chen, der Rest war freier Wasser-dampf. Der Wasseranteil war mit5,6 % einige tausend Mal höher alserwartet. Einige Forscher vermuten,dass das Wasser vor mehr als dreiMilliarden Jahren durch Kometen-einschläge auf den Erdbegleiter kam.

A. Colaprete et al., Science 22001100, 330, 463.

TB

Der Krater Cabeus mit dem Einschlags-ort der Raketenoberstufe (Foto: NASA).