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Quanten, Teilchen und Strömungen interaktiv begreifen
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Wasserhahn mit glasklarem Strahl: Durchfluss und Mündungsdurchmesser steuern die Reynolds-Zahl. Laminar steht die Form still, obwohl Farbstoff-Tracer mit Metern pro Sekunde hindurchfließen; im Übergang kräuselt sich die Oberfläche, turbulent zerfällt der Strahl in Tropfen. Ein Finger im Strahl zeigt, wie empfindlich die Ordnung ist.
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Einzelne Quanten treffen als Punkte auf den Schirm, aus tausenden Treffern wächst das Streifenmuster. Der Detektor-Regler dreht die Welcher-Weg-Information stufenlos hoch — die Streifen verblassen zu zwei Hügeln, ohne dass sich an der Quelle etwas ändert.
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Das berühmteste Experiment der Quantenphysik in drei Akten: Klassische Kugeln machen zwei Häufungen, Wellen machen Streifen — und einzelne Quanten schlagen als Punkte ein, aus denen trotzdem das Streifenmuster wächst. Schaltet man den Welcher-Weg-Detektor ein, verschwinden die Streifen. Mit einstellbarem Spaltabstand, Wellenlänge und Δy ≈ λ·L/d.
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50 echte CMS-Ereignisse aus dem CERN Open Data Portal im Detektor: Spuren, Jets und Kalorimeter-Treffer. Zwei Myonen anklicken, die invariante Masse rechnen lassen — und im Spektrum wächst mit jedem Eintrag der Z-Peak bei 91 GeV.
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Die Gleichung hinter jeder Strömung, live gerechnet: Farbstoff im Feld rühren, Reynolds-Zahl von zäh bis turbulent drehen, Szenarien von Zylinder bis freiem Strahl. Jeder Term der Gleichung lässt sich einzeln abschalten — ohne den nichtlinearen Transportterm bricht die Wirbelstraße sofort zusammen. Dazu das Millennium-Problem: warum die Wirbelstreckung in zwei Dimensionen fehlt und in drei nicht.
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Dichtegetriebene Strömung im porösen Medium (Darcy-Boussinesq, live auf 512² gerechnet): Eine schwere Phase über einer leichten ist instabil — ob die Front nur diffus verschmiert oder in schmale Finger zerfällt, entscheidet die Rayleigh-Zahl. Zwei Szenarien: instabile Schichtung und CO₂-Injektion an der Decke (der Mechanismus des konvektiven Lösens bei der CO₂-Speicherung); Ansichten Konzentration, Stromfunktion und Tempo, Tippen stört die Front lokal.
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Das Gedankenexperiment als begehbare Glaskiste: Atom, Zähler, Hammer, Giftflasche und Katze. Kiste schließen, Zeit laufen lassen — im Röntgenblick erscheinen beide verschränkten Zweige mit ihren Amplituden, nie eine „halbtote" Katze. Öffnen ist die Messung, hundert Kisten treffen die Zerfallskurve, und der Dekohärenz-Schalter zeigt, warum echte Katzen immer entweder tot oder lebendig sind.
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Ringfeld, Tokamak und Stellarator im Vergleich: Ohne verdrillte Feldlinien driften Ionen und Elektronen auseinander und das Plasma an die Wand. Der Stellarator erreicht die Verdrillung allein mit 50 verbogenen Spulen, ohne Strom im Plasma. Feldlinien, Teilchenbahnen (Boris-Pusher), Poincaré-Schnitt mit magnetischen Inseln und Tripelprodukt.
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Ein Kübel Wasser am Seil über Kopf geschwungen: Drehzahl und Seillänge einstellen, Kraftpfeile am Scheitel beobachten. Bleibt v² ≥ g·r, drückt der Boden das Wasser nach innen; darunter wird die Bodenkraft null und das Wasser kippt in Zeitlupe heraus — ganz ohne „Fliehkraft".
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