Exhibition

Als Forschungsinstitut widmet AMO sich der Entwicklung zukunftsweisender Technologien im Bereich Nanotechnologie, insbesondere für zukünftige Ansätze der Digitalisierung.

AMO schließt die Lücke zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung unter besonderer Berücksichtigung von Skalierbarkeit und wirtschaftlicher Relevanz der entwickelten Technologien zur reibungslosen Integration in bestehende industrielle Prozesse.

Mit modernster Reinraumtechnologie und einem hochqualifizierten Expertenteam treibt AMO Innovationen in Schlüsselbereichen wie Nanoelektronik, Photonik und Sensorik voran. Die Photonikplattform stellt dabei unsere Basis für die Quantentechnologie dar.

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eleQtron ist Deutschlands erster Quantencomputer-Hersteller. Das Deep-Tech-Startup aus Siegen beschäftigt mittlerweile ein 70-köpfiges Team aus internationalen Experten. Prof. Dr. Christof Wunderlich, Dr. Michael Johanning und Jan Henrik Leisse gründeten das Unternehmen 2020. Das Ziel: Quantencomputer für reale Anwendungen in der Industrie nutzbar zu machen. Dafür setzt eleQtron auf die MAGIC-Technologie (MAgnetic Gradient Induced Coupling), die die Steuerung der Ionen-Qubits skalierbar und sehr präzise macht. 

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Die LIOP-TEC GmbH mit Sitz in Radevormwald (Bergisches Land) entwickelt, produziert und vertreibt optomechanische Produkte und abstimmbare Farbstofflasersysteme.

Optomechanische Komponenten umfassen hochstabile und präzise Spiegelhalterungen für Laserstrahlsteuerungsanwendungen in Forschung und Entwicklung sowie in der Industrie und Feingewindeschrauben mit bis zu 170 TPI. Darüber hinaus entwickeln wir kundenspezifische Lösungen, z. B. Spiegelhalterungen für große Spiegel, die in Petawatt-Lasersystemen verwendet werden, oder Spiegelhalterungen für Ultrahochvakuum.

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Pixel Photonics, eine Ausgründung der Universität Münster, entwickelt und vertreibt hoch sensible Einzelphotonendetektoren, und stellt damit eine Kernkomponente für die Quantenkommunikation der Zukunft bereit. Durch die Integration mit photonischen Schaltkreisen sind unsere WI-SNSPDs vollständig CMOS kompatibel und damit hoch skalierbar. Auf der Quantum 100 führen wir unser System live vor und veranschaulichen damit die besonders einfache Nutzung eines sehr komplexen Produktes.

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qutools begeistert sich für Quantenphysik und möchte diese Begeisterung teilen. Unser Ziel: Verständnis fördern und Technologien voranbringen.

Wir setzen auf Innovation und orientieren uns an den Bedürfnissen Ihres Labors. So können Sie sich auf Lehre und Forschung statt auf Messgeräte konzentrieren. Mit Expertise in Technologie, Hardware und Software entwickeln wir gemeinsam die beste Lösung.

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Das Projekt DiQuaMus steht für eine breitenwirksame Vermittlung von Quantentechnologien. Das Projekt möchte Menschen am Beispiel der NV-Zentren in Diamanten über Quantentechnologien aufklären. Es soll Hemmschwellen abbauen, Interesse wecken und die physikalischen Hintergründe verständlich vermitteln. Die verwendeten Farbzentren in Diamanten sind einfach zu handhaben und zeigen gute Eigenschaften, auch unter Raumbedingungen. Das Konzept ist leicht umsetzbar und kann auf andere Orte übertragen werden um Quantentechnologien verständlich und zugänglich zu machen.

Die Deutsche Physikalische Gesellschaft e. V. (DPG) ist die älteste nationale und mitgliederstärkste physikalische Fachgesellschaft der Welt. Als gemeinnütziger Verein fördert sie mit Tagungen, Veranstaltungen und Publikationen den Wissenstransfer innerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft und möchte allen Neugierigen ein Fenster zur Physik öffnen. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft übernimmt die Federführung des Internationalen Jahres der Quantenwissenschaft und -technologie 2025 in Deutschland. Unter dem Motto „Quantum2025 – 100 Jahre sind erst der Anfang…“ werden zahlreiche Veranstaltungen und Aktivitäten gebündelt.

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EIN Quantum NRW ist eine vom Land Nordrhein-Westfalen unterstützte Initiative. Das offene Quantentechnologie-Netzwerk aus Hochschulen, außerhochschulischen Forschungseinrichtungen und Unternehmen fördert Sichtbarkeit und Bekanntheit für diese Zukunftstechnologien. Durch die gezielte Vernetzung von Wissenschaft, Wirtschaft und Politik erkennt EIN Quantum NRW Entwicklungen in den Quantentechnologien früh und stellt rechtzeitig Weichen.

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Einstein-Teleskop Deutschland ist ein Zusammenschluss von über 30 deutschen Forschungseinrichtungen und Teil der internationalen Einstein Telescope Collaboration mit über 1800 Mitgliedern. Das Einstein-Teleskop ist ein geplantes europäisches unterirdisches Gravitationswellenobservatorium der dritten Generation. Es baut auf dem Erfolg der aktuellen Laser-interferometrischen Detektoren der zweiten Generation Advanced Virgo (Italien) und Advanced LIGO (USA) auf, deren bahnbrechende Beobachtungen von verschmelzenden Schwarzen Löchern und Neutronensternen in den letzten zehn Jahren die Wissenschaft in die neue Ära der Gravitationswellenastronomie geführt haben.

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Das Forschungszentrum Jülich zählt zu den führenden Standorten der Quantenforschung in Europa. Mit dem Fokus auf festkörperbasiertes Quantencomputing decken wir die gesamte Technologiekette ab – von der Entwicklung neuartiger Quantenmaterialien über Design und Fertigung komplexer Schaltkreise und Kryo-Elektronik bis hin zu Prototypen, Anwendungen und theoretischer Modellierung für zuverlässige, skalierbare Quantencomputer.

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Im Schülerlabormodul des Projekts HedwiQ, betreten die Lernenden selbst die faszinierende Welt der Quantenphysik. Hierbei manipulieren sie Photonen, um Nachrichten zu verschlüsseln. Über Rätsel und mit einem optischen Versuchsaufbau, wie er ähnlich in den Laser-Laboren der Universität zu finden ist, bringen sie die Quantenphysik zur Anwendung. Sie machen sich die Eigenschaften der Photonen zu Nutze, um durch geschicktes Messen sichere Informationen zu übertragen und einen Hacker zu entdecken.

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2018 gegründet, bündelt das PhoQs an der Uni Paderborn Kompetenzen in Photonik und Quantenforschung. Ein interdisziplinäres, internationales Team von Expert*innen aus den Bereichen Physik, Mathematik, Informatik und Elektrotechnik betreibt hier bahnbrechende Forschung in den Feldern Quantensimulation, - kommunikation, -metrologie und -computing. Zudem fördern wir den wissenschaftlichen Nachwuchs über unsere Programme wie „PhoQS FUTURE“.

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Das TüftelLab ist ein hybrider Lernort mit dem Ziel, Menschen zu befähigen, mit digitalen Werkzeugen die Welt aktiv und nachhaltig zu gestalten. Wir möchten Lernen zukunftsfähig machen, an Schulen und darüber hinaus. Das TüftelLab verbindet Makerspaces vor Ort mit einer digitalen Lernplattform und Materialien und hilft so Schulen dabei, zukunftsfähige Lern- und Lehrumgebungen zu schaffen.

Willkommen im Quantenzirkus! Probiert euer Glück am Quanten Queens Glücksrad, kommt den kleinsten Bausteinen des Universums ganz nah und lasst euch in der Quanten Medienecke inspirieren. Der Quantenzirkus ist ein mobiles Bildungsformat für Kinder und Jugendliche des TüftelLab, das spielerisch und niederschwellig an Quantentechnologie heranführt.

Gefördert vom BMFTR und unterstützt durch DanaKokischInteriordesign, William Guest, Silvan Gümüsdere, Aufschnitt Berlin und Papperocks.

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Wie kann man einen Quantencomputer ansteuern und bedienen? Wo sind Quanten-Sensoren einsetzbar? Q-tRaum soll den großen Bedarf an Antworten zu diesen und weiteren Fragen aufgreifen. Ziel ist es vernetzte Räume, online, vor Ort und für die breite Öffentlichkeit zu schaffen. Eine langfristige Nachwuchsförderung und Berufsbildung sollen durch Workshops realisiert werden. Die Innovation von Q-tRaum liegt darin, modulare, aufeinander abgestimmte Outreach-Formate zu entwickeln und niedrigschwellig und breit Einblick in Quantentechnologien der 2. Generation zu ermöglichen.

Das WissKomm-Projekt QuanTour verbindet innovative Wissenschaftskommunikation mit Open-Science. Begleiten Sie eine Quantenlichtquelle auf Ihrer Reise durch Europa und die Welt und erhalten Sie spannende Einblicke in das Leben von Quantenphysiker:innen, Forschungslabors und die Wissenschaft. Seit dem Beginn von QuanTour zum „World Quantum Day 2024“ bereiste die Einzelphotonenquelle bereits mehr als 12 Länder in 12 Städten Europas und darüber hinaus – alles dokumentiert in dem Reisetagebuch @quantour.eu auf Instagram.

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Wir sind ein aktives Netzwerk im Rahmen der BMFTR Förderlinie "quantum aktiv – Outreach-Konzepte und Open Innovation für Quantentechnologien".

Mit unserem Netzwerk quantum aktiv bringen wir Quantenphysik dorthin, wo sie verstanden, erlebt und mitgestaltet werden kann: in Schulen, Museen, Universitäten, auf Festivals, in Werkstätten und auch online.

Wir sind ein wachsendes Netzwerk aus 14 Bildungsprojekten, Lernorten, Entwickler:innen und Partnern aus ganz Deutschland, die eines eint: Wir möchten Quantentechnologie begreifbar machen und Hemmschwellen abbauen. Ganz praxisnah, kreativ, offen und verständlich für alle.

Ob mit digitalen Games, mobilen Ausstellungen, VR-Lernräumen, Experimentierkits oder Brettspielen zum Anfassen und Ausprobieren – unsere Projekte zeigen die Vielseitigkeit von Quantenanwendungen und schaffen Zugänge, wo sonst nur Fachwissen zur Anwendung kommt. Man findet uns mit unseren Exponaten zum Ausprobieren sowohl im EG als auch im OG. Schaut gern vorbei!

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Die Quantentechnologien der zweiten Generation nutzen faszinierende und schwer fassbare Phänomene wie die Quantenverschränkung. “2nd Generation Quantum Awareness” (2QA) entwickelt spannende Versuche und Lehrmittel, welche den spielerischen Umgang mit echten Quantensystemen ermöglichen. Die Erzeugung von Quantenlicht, die Quantenverschränkung und auch die einfachsten Bausteine von Quantencomputern können hier ausprobiert werden.

Das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO entwickelt gemeinsam mit Unternehmen, Institutionen und Einrichtungen der öffentlichen Hand Strategien, Geschäftsmodelle und Lösungen für die digitale Transformation.

Im Projekt „Quantum Open Innovation“ wird unter dem Motto „Quanteninnovationen einfach machen“ gemeinsam mit der Uni Stuttgart, Hochschule Pforzheim sowie qutools der Technologietransfer von der Quantentechnologieforschung in die breite Anwendung vorangetrieben.

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Qookies – A Quantum Quest

Entdecke spielerisch die Welt der Quantentechnologien! Gemeinsam mit Yuki, einer jungen Wissenschaftlerin, lernst du, was Qubits sind, wie Diamanten als Sensoren verwendet werden und stellst reale Versuchsabläufe nach. Je mehr Rätsel ihr löst, desto weiter könnt ihr in das Labor vordringen. Vorkenntnisse brauchst du nicht – Neugier reicht!

Qookies ist ein Smartphone-Spiel aus dem BMFTR-geförderten Projekt GALaQSci (Game-based and AI-assisted Learning about Quantum Science).

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Quantum Minilabs bringt mit Hilfe eines Low-Cost Experimentier-Kit allen Interessierten die Welt der Quanten näher. Das Ziel ist es die Quantum Minilabs Kits in 100 Lernorte zu bringen, um die Neugier und Freude für Quantentechnologien der zweiten Generation zu fördern. Und das alles in Würfel-Form! Mit einem smarten Stecksystem und verschiedenen Linsen, Lasern, Spiegel etc. können acht Experimente durchgeführt werden.

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Das Projekt [quantumexpedition] setzt sich zum Ziel, Innovationen in der Quantensensorik voranzutreiben und Deutschland im internationalen Vergleich zu stärken. Dabei möchte es vor allem junge Wissenschaftler:Innen der Generation Z für dieses spannende Forschungsfeld begeistern. In einer virtuellen und interaktiven Tour durch die Laboratorien des Osnabrücker Forschungsbaus für zelluläre Nanoanalytik (CellNanOs) können Moleküle erkundet und faszinierende Quanteneffekte nach erfolgreicher Synthese von Nanodiamanten und der Präparation einzelner Zellen hautnah erlebt werden.

Das QuantWorld-Projekt hat die zielgruppengerechte Wissensvermittlung von Quantentechnologien 2.0 und deren Erlebbarmachung zum Ziel. QuantWorld stellt seine eigene Lernplattform vor, welche durch innovative und partizipative Formate, die sogenannten QuantWorld-Challenges ergänzt wird. Hierbei bezieht das Projekt Kunst mit ein, um die Abstraktheit der Quantentechnologien für die Menschen erlebbar zu machen und innovatives und disruptives Denken zu fördern und zu aktivieren.

Quantum-Arcade will mit Hilfe von Computerspielen das Verständnis der mathematischen Kernkonzepte von Quantencomputern näherbringen. Das Ziel ist es insbesondere junge Menschen mit dem Quanten Computing vertraut zu machen. Also Wissenstransfer durch Arcade-Maschinen, welche mit Computerspielen an öffentlichen Orten, Museen und bei Veranstaltungen aufgestellt werden und diese mit Workshops begleiten.

Die Quanteninitiative Rheinland-Pfalz (QUIP) und das Quantum Valley Oberrhein (UpQuantVal) bieten Studierenden, Absolvent:innen und Nachwuchswissenschaftler:innen weltweit maßgeschneiderte Ausbildungs- und Karrieremöglichkeiten im Bereich der Quantentechnologien und verbinden so Forschung, Bildung und Industrie in Rheinland-Pfalz und am Oberrhein.

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Supraleitende Magnetschwebebahn

Die Magnetschwebebahn beruht auf dem Hochtemperatur-Supraleiter YBCO (siehe Stand AG Wurstbauer). Wird er stark gekühlt, kann er zum Schweben gebracht werden und sich entlang einer Bahn aus Magneten bewegen.

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Quantenminigolf

Quantum Minigolf ist Minigolf – gespielt wird jedoch in der Welt der Quantenphysik. Der Ball beim Q-Minigolf ist kein stabiler Massenpunkt wie in der klassischen Mechanik, sondern ein Wellenpaket und folgt den Gesetzmäßigkeiten der Quantenmechanik.

Der Q-Minigolfball kann gleichzeitig an verschiedenen Orten sein, um Hindernisse gebeugt werden oder mit sich selbst interferieren. Der mit einem echten Minigolfschläger angeschlagene Q-Ball bewegt sich so für uns oft nicht-intuitiv und überraschend durch Hindernisse wie ein Tor oder Doppeltor (in der Fachsprache Spalt oder Doppelspalt) und kann mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit  sogar durch Wände rollen.

Das Ziel bleibt das gleiche: mit möglichst wenigen Schlägen den Q-Ball in das Loch befördern. Ein Experiment zum selber Ausprobieren, dass Groß und Klein zum Mitmachen anregt, in Staunen versetzt, Spaß macht und dabei die Konzepte der Quantenmechanik visualisiert und in der Tat greifbar macht.

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Johann Wilhelm Hittorf – 111 Jahre Ehrenbürger der Stadt Münster | Wichtige Vorarbeiten zur Quantenphysik

Auch in Münster wurden im 19. Jahrhundert von Johann Wilhelm Hittorf wichtige experimentelle Vorarbeiten zur Quantenphysik geleistet. Er hat sich unter anderem intensiv mit Kathodenstrahlen, Elektrolyse, Spektroskopie und Allotropien beschäftigt. In dieser Ausstellung verknüpfen wir Hittorfs Wirken mit der aktuellen Forschung in Münster und beleuchten dadurch seinen Einfluss auf Entwicklungen wie die Röntgenstrahlung, Batterieforschung, Elektronenmikroskopie, uvm.

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MExLab Physik, das Netzwerk Teilchenwelt Münster und die Kinder- und Jugend-Uni (Q.UNI) engagieren sich in der Wissenschaftskommunikation der Universität Münster. Gemeinsam machen sie im Projekt „Quanten To Go“ moderne Physik für Kinder, Jugendliche und Erwachsene erlebbar – interaktiv, anschaulich und forschungsnah.

Der Mitmach-Stand „Quanten To Go“ lädt dazu ein, die faszinierende Welt der Quanten zu entdecken. An interaktiven Stationen können Besucherinnen und Besucher spielerisch erleben, wie Quanten funktionieren und warum sie unser Verständnis von Naturgesetzen verändern. Dabei wird sichtbar, wie Quantenphänomene bereits heute Technologien von morgen prägen.

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Das Department für Quantentechnologie der Universität Münster bietet innovative Lehrformate und modern Forschungsansätze auf den Gebieten der Quantenkommunikation, Quantensensorik und Quanteninformationsverarbeitung an. Dabei werden insbesondere die Vorzüge fortschrittlicher Nanofertigungsmethoden ausgenutzt, um hochintegrierte Lösungen mit Anwendungspotential zu entwickeln.

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Neutrinooszillation – Demonstrationsexperiment

Neutrinos sind neben Photonen, den Lichtteilchen, die mit großem Abstand häufigsten Elementarteilchen im Universum. Sie entstanden im Urknall oder bei radioaktiven Zerfällen oder bei der Fusion im Inneren von Sternen. Neutrinos kommen in 3 verschiedenen Sorten vor. Aber es  gibt je nach quantenphysikalischer Betrachtungsweise 3 Neutrinos mit verschiedenen Massen oder 3 Neutrinos mit verschiedenen Wechselwirkungseigenschaften. Diese Quanteneigenschaften sorgen dafür, dass Neutrinos sich im Flug von einer Sorte in eine andere und wieder zurück wandeln können.  Die zuerst mit dem Super-Kamiokande-Experiment nachgewiesene und mit dem Nobelpreis belohnte „Neutrinooszillation“ führt zu wichtigen Konsequenzen für die Kosmologie und die Teilchen-physik. Diese wichtige Quantenphänomen kann an einem Demonstrationsexperiment mit polarisiertem Licht selbst experimentell untersucht werden.

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Die AG Kappes ist Mitglied der internationalen IceCube-Kollaboration, die aus über 450 Wissenschaftler:innen besteht und den gleichnamigen Detektor am geographischen Südpol betreibt.

IceCube ist der weltweit größte Neutrino-Detektor, der mit bahnbrechenden Beobachtungen die Neutrino-Astronomie als neue Disziplin in der Erforschung des Weltalls etabliert hat. Erst durch die Beobachtung von Neutrinos ist es möglich geworden, Informationen aus Bereichen des Universums zu erhalten, aus denen Licht keine brauchbaren Informationen liefern kann.

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Quantenphänomene sichtbar gemacht – durch tiefe Temperaturen

Supraleitung mit YBCO

Beim Hochtemperatur-Supraleiter YBCO (Yttrium-Barium-Kupferoxid) passiert bei –196 °C etwas Faszinierendes: der elektrische Widerstand fällt schlagartig auf null. Elektronen bewegen sich kollektiv und verlustfrei durch das Material – ein makroskopischer Quantenzustand. Dieses Phänomen, die Supraleitung, wird heute bereits in der Medizin genutzt: In MRT-Geräten (Magnetresonanztomografie) sorgen supraleitende Spulen für extrem starke Magnetfelder und gestochen scharfe Bilder.

Im Rahmen des internationalen JOSEPHINE-Projekts wird YBCO als Schlüsselmaterial für neuartige Quantentechnologien erforscht.

LEDs im Kältetest

Im zweiten Experiment untersuchen wir LEDs, die wir ebenfalls in flüssigen Stickstoff tauchen. LEDs (Licht emittierende Dioden) nutzen Quanteneffekte, um elektrischen Strom direkt in Licht umzuwandeln. Durch die starke Abkühlung verändert sich die Energielandschaft der Elektronen im Halbleitermaterial, was sich in Farbverschiebungen und Helligkeitsänderungen bemerkbar macht.

Das gleiche Prinzip steckt hinter QLED-Fernsehern, bei denen Quantenpunkte besonders farbintensive Bilder ermöglichen.

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In Zusammenarbeit mit N'SO Kyoto, Koji Hashimoto und Stefan Heusler ist der Text des Quantenchors entstanden - mit Anspielungen auf einige der früheren Werke von Chris Mosdell, unter anderen "Behind the Mask" (Thriller, Michael Jackson - Text: Chris Mosdell)

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Das Duo "half past selber schuld" besteht aus der Komponistin und Musikerin Ilanit Magarshak-Riegg und dem Comiczeichner und Autor Frank Römmele alias Sir ladybug beetle. Sie gelten als die Erfinder des Bühnencomic. Lassen Sie sich überrachsen, was sich die beiden  zur Quanten100-Ausstellung ausgedacht haben.

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Gemeinsam mit Koji Hashimoto hat Natsuki Ransai japanische Kalligraphie weiterentwickelt und mit Quantenphysik kombiniert. Extra für Quantum100 sind zwei Werke entstanden, die den Beginn der Quantentheorie um das Jahr 1926 als Kalligraphie umetzen.

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Der Illustrator Michael Tewiele entwirft für die Uraufführung des Quantum100-Chors 100 T-Shirts mit 100 Portraits herausragender Physiker*innen. Ein kurzes Making-Of-Video gibt einen Einblick in die Entstehung der Illustrationen. Exklusiv auf der Ausstellung am 15.11. können die T-Shifts zu 15 Euro erworben werden.

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Toru Kurokawa ist ein international bekannter japanischer Keramikkünstler. Er hat für die Konzerte von N'SO Kyoto die Percussioninstrumente entwickelt, deren Topologie von Quantenfeldtheorie inspiriert ist.

Toru Kurokawas Arbeiten auf Instagram

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