Deutsche Physikalische Gesellschaft e. V. (DPG)

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E-Verhandlungen 2002
Leipzig
Plenarvorträge

TESLA: Zukunftsprojekt der Hochenergiephysik

•Achim Stahl
DESY/Zeuthen, Platanenallee 6, 15738 Zeuthen

Ein Elektron-Positron Beschleuniger, der Kollisionen bei Schwerpunktsenergien von 500 GeV und mehr erlaubt, soll das nächste Großprojekt der Hochenergiephysik werden. TESLA ist eine mögliche Realisierung dieses Projektes in supraleitender Beschleunigertechnologie, wie sie vom DESY vorgeschlagen ist. Diese Technologie wird neben den teilchenphysikalischen Experimenten auch erstmals den Betrieb eines Röntgenlasers ermöglichen.

Ich möchte das TESLA-Projekt vorstellen und insbesondere auf seine teilchenphysikalische Motivation eingehen.

Warum sollte sich die physikalische Forschung den Wolken widmen?

•Jost Heintzenberg
Institut für Troposphärenforschung, Permoserstr. 15, 04318 Leipzig

Wolken bilden die kompliziertesten Mehrphasensysteme der Geosphäre. Gleichzeitig sind sie ausschlaggebend für das Wetter, die Energiebilanz des Erdsystems und für die meisten Lebensprozesse. Obwohl ihre Bedeutung seit langem erkannt wurde, ist unser Verständnis der Wolken noch äußerst unvollständig. Zwei Aussagen erläutern die unzufriedenstellende heutige Lage der Wolkenforschung. Wir wissen zwar, daß der Mensch viele Möglichkeiten hat, Wolken zu beeinflussen. Der jüngste IPCC- Bericht hat jedoch wiederum gezeigt, daß wir diesen Einfluß noch nicht quantifizieren können. Die zweite, ebenfalls bestürzende Aussage ist die Bilanz des Deutschen Wetterdienstes, die feststellt, daß in den letzten zehn Jahren keine Fortschritte bei der Vorhersage von Niederschlagsprozessen gemacht wurden. Die Schwierigkeiten und Herausforderungen an die Physik, die sich Erkenntnisfortschritten in der Wolkenforschung in den Weg stellen, sind vielfältig und sollen in dem Vortrag anhand von prinzipiellen Systembeschreibungen und Einzelbeispielen erläutert werden. Es werden dabei folgende kritischen Punkte angesprochen:
1. Skalenproblematik bei Wolkenprozessen,
2. Turbulente Wolkenprozesse,
3. Wechselwirkungen zwischen physikalischen, chemischen und Strahlungsprozessen,
4. Fehlende Meßtechnik.
Aus den angesprochenen Punkten ergeben sich vielfältige und lohnenswerte Ansatzmöglichkeiten für experimentelles und theoretisches Engagement der physikalischen Forschung, die unser Systemverständnis und die Vorhersage seiner Veränderung verbessern können.

Quanteninformation und Quantenkorrelationen: Zwei neue Aspekte der Quantentheorie

•Reinhard F. Werner
Institut für Mathematische Physik, TU Braunschweig, Mendelssohnstr. 3, 38106 Braunschweig

In jedem quantenmechanischen Experiment wird ``Information'' übertragen, nämlich von der Präparation der Systeme zum Meßapparat. Diese zunächst ziemlich banale Feststellung eröffnet eine neue Sichtweise auf die Quantenmechanik, die sich in jüngster Zeit als sehr fruchtbar herausgestellt hat. Quanteninformation zu übertragen bedeutet die Übertragung von Quantensystemen unter Erhaltung aller Interferenzfähigkeiten, auch solcher die sich in erst später noch zu wählenden Meßanordnungen zeigen. Daß solche Interferenzfähigkeiten durch Meßeingriffe zerstört werden impliziert, daß die so verstandene Quanteninformation nicht verlustfrei in klassische Information übersetzbar ist und z.B. nicht kopierbar ist. Diese Sichtweise ist zum Teil eine Antwort auf die zunehmenden experimentellen Möglichkeiten zur Beherrschung von Quanten-Kohärenz. Vor allem ist es aber umgekehrt: sie liefert die Ideen für eine Fülle neuer Experimente und Anwendungen, auch wenn einige davon, so wie der Quantencomputer, die gegenwärtigen Möglicheiten der Experimentierkunst noch weit überfordern.

Im Vortrag wird nach der Darstellung der Grundideen der Quanteninformationstheorie vor allem auf den zugehörigen Begriff der Quantenkorrelation, also die "`Verschränktheit"' von Quantenzuständen, eingegangen. Dabei kommen vor allem auch die ungelösten Probleme der qualitativen wie der quantitativen Theorie der Verschränktheit zur Sprache.

Droht eine globale Wasserkrise?

•Wolfgang Kinzelbach
Institut für Hydromechanik und Wasserwirtschaft, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, HIL G 37.3, ETH Zürich, CH-8093 Zürich Hönggerberg

In der letzten Zeit wird in der Presse und von Organisationen im Wasserbereich oft eine drohende globale Wasserkrise beschworen. Es wird gemutmaßt, daß Wasser die erste Ressource ist, die Wachstum und Entwicklung weltweit beschränkt, und daß Wassermangel zu kriegerischen Auseinandersetzungen führen wird.

Vergleicht man die Preise von Wasser und Erdöl wird klar, daß Wasser zu billig ist, um Kandidat für eine globale Krise zu sein. Berücksichtigt man allerdings, daß 70% des vom Menschen genutzten Süßwassers in die Bewässerungslandwirtschaft gehen, so hat Wasser konzentriert in Form von Nahrungsmitteln sehr wohl einen Weltmarkt und damit globale Relevanz.

Optimisten gehen davon aus, daß die bis 2050 erforderliche Nahrung für zusätzliche 3 Milliarden Menschen durch Ausweitung der Bewässerungslandwirtschaft bereitgestellt werden kann. Pessimisten prophezeien Hungersnöte und behaupten, daß bereits heute die Landwirtschaft vielerorts nicht nachhaltig ist. Gewinnen an Produktion werden Verluste durch Degradation bewässerter Nutzflächen gegenübergestellt. Hinzu kommen unbekannte klimatische Einflüsse. Für eine abschließende Beurteilung ist die Datenbasis heute unzureichend. Aber die durch rationelle Bewirtschaftung und Steuerung realisierbaren Einsparpotentiale sind beträchtlich.

Die Menschheit nutzt heute rund ein Drittel des zugänglichen globalen Abflusses. Dieser Anteil muß als hoch angesehen werden, wenn man sich die Heterogenität des Dargebots in Raum und Zeit vergegenwärtigt. Jede globale und deshalb mittelnde Betrachtung übersieht die wichtigsten Aspekte von Wassermangel. Wassermangel ist nicht neu. Statt auf die globale Krise zu spekulieren lohnt es sich, Regionen mit endemischem Wassermangel zu analysieren und eine nachhaltige Ressourcennutzung einzuleiten.

Die Umweltphysik kann zu den Grundlagen einer nachhaltigen Wasserwirtschaft in vielfältiger Weise beitragen. Informiertes Handeln bedarf prognostischer Modelle, die wiederum mit Daten auf ihre Prozeßwahrheit überprüft werden müssen. Die Fragen an die Physik betreffen sowohl die Modellbildung als auch die Datenbeschaffung unter Einsatz von Umwelttracern, Isotopenmethoden, Fernerkundungsmethoden, Geophysik, Sensorik u.ä. Die Hydrologie ist auch ein sehr lohnendes Anwendungsgebiet für die Methoden der statistischen Physik, die beim Skalenübergang von der Skala der Messung zur Skala der Modelle oder bei der Risikoanalyse gefragt sind. Daneben werden Methoden der sozio-ökonomischen Systemanalyse immer wichtiger. An Fallbeispielen wird aufgezeigt, wie diese Methoden für die Beantwortung wasserwirtschaftlicher Fragen insbesondere in der ariden und semi-ariden Welt eingesetzt werden können. Die Beispiele betreffen das Okavango-Delta sowie Grundwasservorkommen in Nordafrika, Niger und Nord-Botswana.

Experimente in der Atmosphäre

•Gerd Tetzlaff
Institut für Meteorologie, Universität Leipzig, Stephanstr. 3, 04103 Leipzig

Die Ergebnisse der experimentellen, wissenschaftlichen Erkundung der Erdatmosphäre werden verwendet, um die Vielzahl der dort stets gleichzeitig ablaufenden Prozesse zu beschreiben. Da die Atmosphäre als Labor eine Isolierung einzelner Vorgänge nicht zuläßt, muß die Fragestellung diese Gegebenheiten berücksichtigen und den experimentellen Ansatz entsprechend gestalten. Daraus ergibt sich eine Untergliederung der Typen von Experimenten. Zum einen werden von vornherein komplexe Vorgänge untersucht, so wie es z.B. die Abgasfahne einer Stadt wie Berlin darstellt, zum anderen werden enger begrenzte Einzelprozesse untersucht, wie z.B. die vertikalen Energieflüsse in der bodennahen Grenzschicht. Die aus solchen Experimenten erzielten Ergebnisse sollen es erlauben, parametrische Beschreibungen der wesentlichen Prozesse abzuleiten. Zusammen mit den operationell erhobenen Daten aus den globalen Meßnetzen werden diese z.B. für die operationelle Wettervorhersage nutzbar gemacht. Trotz erheblicher Anstrengungen bei den Experimenten bleibt deren erreichbare Genauigkeit oft auf die Sicherung der ersten signifikanten Stelle begrenzt.

Masse der Neutrinos?

•Rudolf L. Mösbauer
Physik Department E15 der Technischen Universität München, 85747 Garching

Der Vortrag geht zunächst auf die Gründe ein, warum Neutrino-Forschung derzeit von besonderer Bedeutung ist, gefolgt von einer kurzen Erläuterung der Erzeugungs- und Detektionsmechanismen dieser Teilchen.

Der Hauptteil des Vortrags befaßt sich mit den Methoden zur Bestimmung einer möglichen Masse der Neutrinos. Im Mittelpunkt stehen dabei Oszillationen, bei denen diese Teilchen in drei verschiedenen Modifikationen auftreten können. Die Versuche, solche Oszillationen zu finden, wurden und werden sowohl mit Reaktoren als auch mit der Sonne angestellt. Jüngste japanische Ergebnisse mit atmosphärischen Neutrinos haben vielleicht einen ersten Hinweis auf die Masse dieser Teilchen geliefert.

Noncommutative Geometry and Fundamental Interactions: The First Ten Years

•Jose Mariano Gracia-Bondia
Departamento de Fisica, Universidad de Costa Rica, 2060 San Pedro, Costa Rica

As a branch of mathematics noncommutative geometry (NCG), i.e. Alain Connes' program of unification of mathematics under the aegis of quantum operator theory, is some twenty years old. As such, it is well established, exhibiting an impressive list of contributors and a process of vigorous development. The application to fundamental physics is barely ten years old and was triggered by well-known peculiarities and unanswered questions in the standard model of particle interactions. The approaches, both by Connes and by the humility: far from trying to dictate from first principles what the entrails of the subatomic world should be, they undertook to translate in geometric terms (necessarily noncommutative!) what Nature is trying to tell us. In the process a geometric understanding of spontaneous symmetry breaking and the interpretation of the Higgs field as yet another gauge field emerged naturally.

More recently, the ``top-down'' approach (going back to Snyder) has again gained dominance. String theory and NCG discovered their points of contact. Moyal-type algebras were found to be central in the dynamics of open strings rigidified by magnetic fields. It had been remarked earlier that it was possible to do quantum field theory on noncommutative spaces. Both facts combined resulted in a powerful fad. The mathematics of this variant of NCG is identical with the mathematics of (nonrelativistic, spinless) quantum mechanics, in the unfamiliar Groenewold-Moyal way, and so the latter was rediscovered by string theorists. While noncommutative spaces constitute a fantastic ``theoretical laboratory'' for testing what is fundamental and what is not in quantum field theory, and for exploring possible approaches to quantum gravity, the abundant literature on the subject is somewhat disappointing.

We review the main issues and developments so far: the noncommutative reconstructions of the standard model, the relation to string theory, noncommutative quantum field and gauge theory, their renormalizability or lack thereof, anomalies, ``experimental'' constraints, and the Connes-Kreimer reinterpretation of renormalization theory. In particular, we discuss the likelihood that NCG will live up to its promise for the physics of fundamental interactions.

Aktuelle Probleme der Gravitationsphysik

•Jürgen Ehlers^1,2
1Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Albert-Einstein-Institut, Am Mühlenberg 1, 14476 Golm
²Träger der Max-Planck-Medaille

Zunächst möchte ich daran erinnern, welche Folgerungen der Allgemeinen Relativitätstheorie bisher experimentell überprüft wurden und auf welche Aspekte der Gravitation und damit der Raumzeitgeometrie sie sich beziehen. Dann werde ich drei aktuelle Gegenstände der Gravitationsphysik skizzieren: Erstens die aus der gravitativen Lichtablenkung folgenden Gravitationslinsenphänomene und deren astrophysikalische Bedeutung, zweitens einige mit der Erforschung der Gravitationswellen verbundene Fragen und drittens werde ich mathematische Probleme erwähnen, die sich auf das Studium der Lösungen der Gravitationsfeldgleichungen beziehen; auf der Kenntnis solcher Lösungen beruhen die physikalischen Folgerungen aus der Theorie.

Neue Einsichten über Oberflächen und Moleküle mit Hilfe der faszinierenden Quanteneigenschaften des Heliums

•J. Peter Toennies^1,2
2Träger der Stern-Gerlach-Medaille
¹Max-Planck-Institut für Strömungsforschung, 37073 Göttingen

Obwohl das makroskopische Quantenphänomen der Suprafluidität seit über 60 Jahren bekannt ist, sind die mikroskopischen Quanteneigenschaften des Heliums erst in letzter Zeit erforscht worden. Auf Grund einer Nullenergieresonanz im He-He Stoßquerschnitt haben die bei Gasexpansion gewonnenen Atomstrahlen eine Geschwindigkeitshalbwertsbreite von nur 1%. Solche He-Atomstrahlen (HAS) eignen sich besonders gut als Oberflächensonden, da sie unempfindlich gegenüber Aufladungen sind und nicht in das Kristallinnere eindringen oder die Oberfläche beschädigen können. Die hohe Monochromasie dieser Atomstrahlen hat zum ersten Mal Messungen der Dispersionskurven von Oberflächenphononen mit der Laufzeitmethode ermöglicht sowie die Untersuchung anderer Niederfrequenzanregungen und von Diffusionsvorgängen adsorbierter Teilchen. Bei Quellentemperaturen unterhalb T₀ = 30 K führt die starke Expansionsabkühlung zur Bildung von kleinen suprafluiden Tröpfchen aus 10³-10⁴ Atomen. Die Infrarotspektren von eingelagerten Molekülen zeigen ganz unerwartet gut aufgelöste Rotationslinien, woraus geschlossen wird, daß die Teilchen wie im Vakuum frei rotieren können. Daher eignen sich die Helium Nanotröpfchen als eine besonders sanfte und kalte (0.37 K (⁴He) oder 0.15 K (³He)) Matrix für hochaufgelöste Molekülspektroskopie. Auf diese Weise konnte der erste Hinweis auf die Suprafluidität von kleinen Para-Wasserstoff Clustern gefunden werden.

Infrared Spectroscopy and the Atmosphere

•Jean-Marie Flaud^1,2
1Laboratoire de Photophysique Molèculaire, CNRS, Université de P-Sud, Bat. 350, 91405, Orsay Cedex, France
²Träger des Gentner-Kastler-Preises

In the next few years various optical remote sensing intruments working in the middle and thermal infrared such as MIPAS (Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding), TES (Tropospheric Emission Spectrometer), ¼ will be in operation. These instruments cover wide spectral ranges at rather high spectral resolutions with excellent signal to noise ratios. The analysis of the corresponding atmospheric spectra uses the spectral parameters (line positions, intensities, widths, ¼) included in databases such as HITRAN, GEISA, ¼ which are derived from experimental and/or theoretical spectroscopic studies. Obviously the accuracy of the retrieved profiles depends highly on the quality of the spectroscopic parameters. This has led to a renaissance of spectroscopy. Indeed, given the improved capabilities (higher spectral resolution, better signal to noise ratio, ¼) of the new instruments, it is clear that new laboratory studies using the best experimental techniques and/or sophisticated theoretical models are required. During this lecture, after a short presentation of a remote sensing satellite experiment and its needs, some examples dealing with recent progress pertaining to the spectroscopic properties of molecules such as ClONO2, HOCl, HNO3,¼ will be presented emphasizing the difficulties of the laboratory work and the need of using the most recent experimental and theoretical methods. In parallel the consequences of these findings on atmospheric retrievals will be stressed.

Quantendynamik korrelierter Coulombsysteme

•Michael Bonitz^1,2
1Universität Rostock, Fachbereich Physik, 18051 Rostock
²Träger des Gustav-Hertz-Preises

Geladene Teilchen - Elektronen, Ionen, Löcher im Festkörper oder Positronen - und die zwischen ihnen herrschende Coulombwechselwirkung bestimmen die Struktur eines Großteils der uns umgebenden Materie. Dazu zählen die meisten kosmischen Objekte; und auch die uns auf der Erde täglich begegnende Natur, einschließlich der Atome und Moleküle, wird durch die Coulombkraft zusammengehalten (von der Struktur der Kerne sei hier abgesehen).

Im Gegensatz zu klassischen Coulombsystemen sind wir im Quantenregime (bei tiefen Temperaturen oder/und hohen Dichten) von einer umfassenden und akkuraten theoretischen Beschreibung bzw. numerischen Modellierung noch weit entfernt. Der Grund ist natürlich die große Reichweite des Coulombpotentials, die zu Vielteilchen-Korrelationen und kollektivem Verhalten führt und ihre Verzahnung mit Quanten- und Spineffekten. Zusätzliche interessante Phänomene treten in mesoskopischen (Wenig-Teilchen-)Systemen auf. Noch interessanter, aber auch erheblich komplizierter, ist das Nichtgleichgewichts-Verhalten von Coulombsystemen, ausgelöst insbesondere durch Einwirkung ultrakurzer bzw. hochintensiver Laserpulse. Dabei laufen komplexe Relaxationsprozesse auf Skalen von Femtosekunden bzw. Nanometern ab, bei denen neue, exotische Materieformen entstehen können.

Der Vortrag gibt einen Überblick über Stand und Perspektiven der theoretischen und numerischen Beschreibung von Coulombsystemen in Plasmen und Festkörpern im Gleichgewicht und Nichtgleichgewicht.

Messung von photonischen Bloch-Oszillationen in thermisch verstimmten Wellenleiterarrays

•Thomas Zentgraf^1,2
1Schillerstr. 18, 99130 Arnstadt
²Träger des Georg-Simon-Ohm-Preises

Die Diplomarbeit setzt sich mit der Visualisierung von zu Quantentransportphänomenen analogen Erscheinungen in der Optik auseinander. Dieses Thema wurde in enger Zusammenarbeit des Fraunhofer Institutes für Angewandte Optik und Feinmechanik Jena und dem Institut für Festkörpertheorie und theoretische Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena experimentell und theoretisch untersucht.

Licht verhält sich in Medien mit räumlich strukturierter Brechzahlverteilung ähnlich wie die Wellenfunktion eines Teilchens in einem inhomogenen Potential, wobei die zeitliche Dynamik der Wellenfunktion der räumlichen Veränderung der Lichtverteilung entlang der Hauptausbreitungsrichtung entspricht. Ziel der Arbeit war es, aus der Quantenmechanik bekannte Phänomene in optische Systeme zu übertragen, deren Anwendungspotential für neue photonische Elemente zu evaluieren und die Vorteile bei der präzisen Präparation und Analyse optischer Wellenfelder auszunutzen. In Analogie zu Halbleitersupergittern bilden periodische Brechzahlverteilungen in Form von Arrays evaneszent gekoppelter Polymer-Wellenleiter das Schlüsselelement der Arbeit. Die durch Störungen der periodischen Indexverteilung verursachten photonischen Bloch-Oszillationen standen im Mittelpunkt der theoretischen und experimentellen Untersuchungen.

Dynamische STM Untersuchung von Nanostrukturen

•Karina Morgenstern^1,2
1Institut für Experimentalphysik, Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
²Trägerin des Hertha-Sponer-Preises

Dynamische Rastertunnelmikroskope erlauben die Beobachtung von Oberflächenveränderungen im Nanometerbereich. Anhand dreier Beispiele wird die Kinetik von Nanostrukturen auf Ag Oberflächen diskutiert: Die Beobachtung des Zerfalls monoatomar hoher Inseln auf Ag(111) in gut definierten Umgebungen im Temperaturbereich zwischen 250 K und 350 K erlaubt Rückschlüsse auf die zugrundeliegenden atomaren Prozesse und deren Aktivierungsenergien, wie Stufenenergie, 2D-Adatomdesorptionsenergie und die Ehrlich-Schwoebel-Barriere.

Zwischen 175 K und 215 K bewegen sich Leerstelleninseln auf der Ag(110)-Oberfläche mittels Brownscher Bewegung. In diesem Temperaturbereich ist die Kantendiffusion einzelner Adatome energetisch behindert, während das Abdampfen der Adatome von der Insel und deren zweidimensionale Diffusion über die Terrasse möglich ist. Die Brownsche Bewegung folgt dem theoretisch vorhergesagten Zeitgesetz für Terrassendiffusion mit einer Aktivierungsenergie von 0.41 eV.

Die Bewegung von Kupferatomen und Kupferdimeren auf Ag(111) kann man hingegen nur bei Temperaturen zwischen 5 K und 45 K direkt beobachten. Elastische Verformungen und langreichweitige substratvermittelte Wechselwirkungen haben entscheidenden Einfluss auf die atomare Bewegung.

Was Einstein noch nicht sehen konnte - Visualisierung relativistischer Effekte

•Hanns Ruder^1,2
2Träger des Robert-Wichard-Pohl-Preises
¹Institut für Astronomie und Astrophysik, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 10, 72076 Tübingen

Da wir nicht täglich mit 90% der Lichtgeschwindigkeit durch ein Wurmloch zu unserem Arbeitsplatz in der Nähe eines Schwarzen Lochs fliegen, sondern in einem durch die Newtonschen Gesetze sehr gut beschriebenen Zwickel des Universums leben, konnten wir leider keinen intuitiven Zugang für die spezielle und allgemeinrelativistische Raumzeit entwickeln. Dank schneller Rechner und moderner Computergraphik können wir aber heute die relativistischen Effekte simulieren und visualisieren. Man ``versteht'' es dadurch zwar auch nicht, aber man sieht es wenigstens.

Der vierfache Weg durch die Magnetosphäre: Erste Ergebnisse der Cluster-Mission

•Götz Paschmann
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Giessenbachstraße, 85748 Garching

Die aus in-situ Messungen gewonnenen Kenntnisse der Erdmagnetosphäre beruhten in der Vergangenheit im Wesentlichen auf Beobachtungen mit einzelnen Satelliten. Bei deren Interpretation bedeutet aber die prinzipielle Ununterscheidbarkeit von räumlich und zeitlich bedingten Änderungen in den registrierten Meßgrößen eine oft fatale Einschränkung. Diese zu überwinden ist das erklärte Ziel der Cluster-Mission der ESA, bei der vier identisch instrumentierte Satelliten im Verband alle wichtigen Bereiche der Magnetosphäre durchqueren, mit Abständen zwischen den Satelliten, die von 100 bis 20000 km variieren. Zudem werden auf Cluster verbesserte bzw. genauere Meßverfahren eingesetzt. Obwohl die eigentliche Mission erst am 1. Februar 2001 begonnen hat, zeigen die bisher vorliegenden Ergebnisse bereits deutlich den Gewinn an Information, der sich aus den Vierpunkt-Messungen ergibt. Der Vortrag wird dies an ausgewählten Beispielen erläutern.

Gravitationslinseneffekt und Raumzeit-Geometrie

•Volker Perlick
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Albert-Einstein-Institut, Am Mühlenberg 1, 14476 Golm

Die allgemein-relativistische Lichtablenkung im Schwerefeld massiver Körper kann dazu führen, dass ein Beobachter von ein und derselben Lichtquelle (z.B. einem fernen Quasar) mehrere Bilder sieht. Solche Mehrfachabbildungen durch ``Gravitationslinsen'' sind seit der Entdeckung des ersten Kandidaten im Jahre 1979 durch zahlreiche Beobachtungen belegt. In diesem Vortrag bespreche ich einige theoretische Aspekte des Gravitationslinseneffekts, die sich im geometrischen Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie ohne quasi-Newtonsche Näherungen behandeln lassen. Insbesondere diskutiere ich die Frage, unter welchen Bedingungen die Anzahl der Bilder endlich oder unendlich, gerade oder ungerade ist. Dabei spielt eine allgemein-relativistische Variante des Fermatschen Prinzips eine wichtige Rolle. Die allgemeinen Ergebnisse werden durch die Lichtablenkung im Schwerefeld eines Schwarzen Lochs und andere Beispiele illustriert.

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Zuletzt geändert am 14.11.2002

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