{"news":[{"uid":4433,"title":"Not loving physics class? Participate in the Physics Olympiad. Yes, really.","teasertext":"It is a common belief that Physics Olympiads are only for geniuses. But that\u2019s actually not true! In this article, volunteer Yuta explains why you should participate this month even if you are not the shining star of every physics lesson.","short":"It is a common belief that Physics Olympiads are only for geniuses and that they require knowledge that goes way beyond the average school level from the start. But that\u2019s actually not true! These competitions are open to all students who are curious and eager to challenge themselves. The best part is that they\u2019re not just about testing knowledge \u2013 they\u2019re about solving exciting, real-world problems and exploring new ideas. Plus, the fun comes from working through tough challenges, discovering new topics, and competing alongside others who share your interests! So, here are a few reasons why you should consider taking part in Physics Olympiads even if you are not loving physics class.","body":"

About the author: <\/strong>Yuta Mikhalkin volunteers for Physics in the Science Olympiad media team and studies mathematics in the University of Geneva. <\/p>\r\n

1. Nothing to lose<\/strong><\/h2>\r\n

Participating is completely optional, and unlike school tests, there\u2019s no pressure to pass. This makes it much easier to focus on the challenges themselves without the usual academic stress. Plus, there\u2019s no long-term commitment \u2013 if you decide not to continue to the next round, that\u2019s totally okay. The experience is all about learning and having fun at your own pace.<\/p>\r\n

Yerkes-Dodson Law (1908): <\/strong>This classic theory proposes that performance improves with increased arousal (pressure or stress) up to a certain point. However, once stress levels exceed that optimal level, performance declines. Olympiads can, for many, strike a perfect balance by incorporating a small amount of stress due to their format, but, as mentioned, they aren\u2019t as high-stakes as school tests.<\/p>\r\n

2. Not for geniuses<\/strong><\/h2>\r\n

Most Physics Olympiad problems focus on \"outside the box\" thinking rather than relying solely on memorized facts or pure knowledge. This makes preparation for the first round less critical, as the challenges are designed to test your ability to think creatively and approach problems from unique angles. The emphasis is on applying what you know in innovative ways, so even without extensive prep, you can still enjoy and succeed in tackling the problems. It's truly more about exploring new ways of thinking than rote learning. Furthermore, olympiad preparations, like the fall camp or the EPFL training, focus on building skills needed for later rounds - skills that are overall very valuable as well.<\/p>\r\n

Problem-Based Learning:<\/strong> A 2019 study by Savery and Duffy found that problem-based learning helps students develop critical thinking, creativity, and the ability to apply theoretical knowledge in real-world situations \u2013 skills often underdeveloped in standard school curricula due to a lack of time. Problem-based learning is a key element of Physics Olympiads, as they challenge participants to tackle complex, real-world problems rather than simply testing memorized knowledge.<\/p>\r\n

3. Totally new topics<\/strong><\/h2>\r\n

Physics covers a huge variety of topics and has one of the broadest ranges of research areas. And what we learn in school is just a small glimpse of everything it has to offer. Participating in Physics Olympiads will expose you to areas of physics that you may have never explored before and that might seem like a completely different subject! You might actually enjoy them more than what you\u2019ve seen so far. While school classes offer a strong foundation in fundamental areas of physics, such as classical mechanics and electromagnetism, there is, unfortunately, often no time to go deeper or treat the numerous topics that are missing from the curriculum.<\/p>\r\n

4. Different learning approach<\/strong><\/h2>\r\n

Even for regular school topics, you might find yourself understanding concepts better during Physics Olympiads because of the different learning approach. Everyone\u2019s learning approach is unique. Physics Olympiads emphasize applying knowledge through creative problem-solving and hands-on tasks. If you\u2019re somebody who struggles with purely theoretical learning, this can make abstract ideas more tangible and relatable for you, allowing you to see the real-world applications of what you've learned. By thinking outside the box and tackling challenges from fresh perspectives, you're likely to gain a deeper and more practical understanding of topics you may have struggled with in school.<\/p>\r\n

Active Learning Effectiveness<\/strong>: In 2014, a meta-analysis by the psychologist Scott Freeman and his team found that for some students, active learningleads to higher performance and deeper understanding than traditional lecturing. Olympiads push students to actively engage with problems, fostering a deeper grasp of material  for some.<\/em><\/p>\r\n

5. More to it than physics<\/strong><\/h2>\r\n

Even if you end up not finding the Physics Olympiads problems themselves particularly exciting, the experience offers so much more. The events surrounding Olympiads \u2013 such as workshops, excursions, and practical activities \u2013 provide opportunities to explore new concepts in a fun and interactive way. Plus, you get the chance to meet like-minded people from different places who share your interests. The social aspect, whether it's connecting with fellow participants, exchanging ideas, or learning from specialists, adds a whole new dimension. Even if the competition doesn\u2019t captivate you, the friendships and memories you make will definitely leave a lasting impact.<\/p>\r\n

Participate by September 30<\/a><\/p>\r\n

In conclusion, participating in Physics Olympiads, no matter how far you go, is always an enriching personal experience. Beyond the skills you sharpen and the knowledge you gain, Physics Olympiads demonstrate qualities like initiative, problem solving, and a willingness to challenge yourself. These qualities stand out to future employers or academic institutions, and the personal growth that comes from tackling new challenges and connecting with like-minded peers is just as rewarding. Whether or not you reach the final rounds, the experience itself leaves a lasting impact.<\/p>\r\n\r\n","datetime":1726250520,"datetimeend":0,"newstype":1,"newstypetext":null,"links":"","subjects":["Wissen","Freunde","Reisen"],"image":["https:\/\/physics.olympiad.ch\/fileadmin\/_processed_\/6\/d\/csm_DSC00080_aa0d5aee86.jpg"],"link":"https:\/\/physics.olympiad.ch\/de\/news\/news\/not-loving-physics-class-participate-in-the-physics-olympiad-yes-really","category":[{"uid":11,"title":"Physik"},{"uid":5,"title":"Startseite"}]},{"uid":4385,"title":"Die Wissenschafts-Olympiaden 2024\/2025 - los geht's!","teasertext":"Das neue Schuljahr ist die Chance, an den Wissenschafts-Olympiaden in Biologie, Chemie, Geographie, Informatik, Linguistik, Mathematik, Philosophie, Physik, Robotik und Wirtschaft teilzunehmen. Wissen, Reisen und Freunde warten! Die Termine im \u00dcberblick in der neuen Agenda.","short":"Das neue Schuljahr ist die Chance, an den Wissenschafts-Olympiaden in Biologie, Chemie, Geographie, Informatik, Linguistik, Mathematik, Philosophie, Physik, Robotik und Wirtschaft teilzunehmen. Wissen, Reisen und Freunde warten! Die Termine im \u00dcberblick in der neuen Agenda:","body":"

AGENDA ALS PDF RUNTERLADEN<\/a><\/p>\r\n

ZUR ONLINE-AGENDA<\/a><\/p>\r\n

Demn\u00e4chst:<\/strong><\/h2>\r\n
    \t
  • Philosophie:<\/a> bis 20.09.2024 Achtung:<\/strong> <\/strong>neue Vorrunde!<\/strong><\/a><\/li> \t
  • Chemie<\/a>: bis 27.09.2024<\/li> \t
  • Physik<\/a>: bis 30.09.2024<\/li> \t
  • Mathematik<\/a>: 01.-30.09.2024<\/li> \t
  • Biologie<\/a>: bis 07.10.2024<\/li> \t
  • Informatik<\/a>: 15.09. - 30.11.2024 <\/li> \t
  • Linguistik:<\/a> 18.-25.11.2024<\/li> <\/ul>\r\n

    Sp\u00e4ter:<\/strong><\/h2>\r\n
      \t
    • Robotik:<\/a> 01.12.2024-31.03.2025<\/li> \t
    • Wirtschaft:<\/a> 01.-23.03.2025<\/li> \t
    • Geographie:<\/a> 01.-15.05.2025<\/li> <\/ul>\r\n\r\n

      Wir w\u00fcnschen allen Teilnehmenden der ersten Runden viel Erfolg - und vor allem viel Spass!<\/p>\r\n

      Bist du ready f\u00fcr die Wissenschafts-Olympiaden? Mach den Test: Du gehst in der Schweiz oder dem F\u00fcrstentum Liechtenstein zur Schule? Du bist noch an keiner Uni oder Fachhochschule eingeschrieben? Du bist unter 20ig? Dreimal ja? Los geht's!<\/a> Du weisst nicht, welche Olympiade zu dir passt? Mach den Pers\u00f6nlichkeitstest!<\/a><\/p>","datetime":1723456860,"datetimeend":0,"newstype":1,"newstypetext":null,"links":"","subjects":[null,"Tipps","Wissen","Reisen","Freunde"],"image":["https:\/\/physics.olympiad.ch\/fileadmin\/_processed_\/f\/c\/csm_Agenda_DE_9689f22e02.png"],"link":"https:\/\/science.olympiad.ch\/news\/news\/die-wissenschafts-olympiaden-2024\/2025-los-gehts","category":[{"uid":4,"title":"Verband"},{"uid":1,"title":"Philosophie"},{"uid":2,"title":"Biologie"},{"uid":3,"title":"Chemie"},{"uid":5,"title":"Startseite"},{"uid":10,"title":"Mathematik"},{"uid":11,"title":"Physik"},{"uid":9,"title":"Informatik"}]},{"uid":4193,"title":"Wie alt ist das Universum?","teasertext":"Wir wissen genau, wie alt der Verband der Wissenschafts-Olympiaden ist: Dieses Jahr wird er 20! Ein Jubil\u00e4um, das gefeiert werden muss. Aber wann hat das Universum Geburtstag?","short":"Wir wissen genau, wie alt der Verband der Wissenschafts-Olympiaden ist: Dieses Jahr wird er 20! Ein Jubil\u00e4um, das gefeiert werden muss. Aber wann hat das Universum Geburtstag? Und wie viele Kerzen sollten wir auf den kosmischen Geburtstagskuchen stecken? In diesem Artikel erkl\u00e4rt die Physik-Freiwillige Yuta in f\u00fcnf Schritten, warum etwa 13\u2019772 Milliarden Kerzen ausreichen sollten.","body":"

      Schritt eins: Der Urknall<\/strong><\/h2>\r\n

      Die f\u00fchrende wissenschaftliche Theorie \u00fcber die Entstehung des Universums ist die Urknalltheorie. Obwohl sie im vergangenen Jahrhundert Gegenstand vieler Debatten war, wurde sie 2005 als \"kosmologisches Standardmodell\" anerkannt. Die Theorie geht davon aus, dass der Ursprung des Universums eine Explosion war, nach der das Universum kurz darauf begann, sich exponentiell auszudehnen. Seither dehnt es sich immer weiter aus.<\/p>\r\n

      Schritt zwei: Schwarze K\u00f6rper<\/strong><\/h2>\r\n

      Ein Schwarzer K\u00f6rper ist ein K\u00f6rper, der jegliche Strahlung absorbiert. Diese Absorption ist auf die thermische Bewegung zur\u00fcckzuf\u00fchren, die in dem betreffenden K\u00f6rper stattfindet und die Emission von W\u00e4rmestrahlung verursacht. Mit anderen Worten: Die Teilchen, aus denen der Schwarze K\u00f6rper besteht, sind in Bewegung und interagieren nicht nur untereinander, sondern auch mit den einfallenden Strahlungsteilchen. Sie werden in eine Reihe von atomaren Reaktionen hineingezogen und folglich absorbiert. Durch diese Reaktionen werden wiederum Teilchen freigesetzt, die die von der Oberfl\u00e4che des Schwarzen K\u00f6rpers ausgehende Strahlung bilden. Der ber\u00fchmte Physiker Max Planck hat ein Gesetz zur Beschreibung dieser Strahlung aufgestellt, die als spektrale Energiedichte bezeichnet wird:<\/p>\r\n

      \"\"<\/p>\r\n

      Dabei ist v<\/em> die Frequenz der Strahlung, T<\/em> die Temperatur, c<\/em> die Geschwindigkeit des Lichts (300'000 km\/s) und kB<\/sub> die Boltzmann-Konstante (1,38 \u00b7 10-23<\/sup> J\/K). Die Intensit\u00e4t der von einem Schwarzen K\u00f6rper ausgesandten Strahlung ist also f\u00fcr jede Frequenz unterschiedlich (siehe Graph oben).<\/p>\r\n

      Schritt drei: Das Universum als Schwarzer K\u00f6rper<\/strong><\/h2>\r\n

      Zu Beginn seiner Existenz war das Universum ein Schwarzer K\u00f6rper. Unmittelbar nach dem Urknall war es n\u00e4mlich extrem dicht und hatte daher eine extrem hohe Temperatur und ein extrem hohes Energieniveau. Die Temperatur eines K\u00f6rpers wird durch die Menge der Wechselwirkungen zwischen seinen Teilchen bestimmt. Ein hohes Energieniveau wird also auch durch die Bewegung der Teilchen verursacht, aus denen der K\u00f6rper besteht. In diesem Fall sind diese Teilchen einfach Elementarteilchen wie Protonen, Elektronen, Neutronen, Photonen usw.<\/p>\r\n

      Da das Universum ein hochenergetischer Schwarzer K\u00f6rper war, konnten sich die Photonen, die Lichtteilchen, nicht richtig bewegen: Sie waren immer in den Wechselwirkungen zwischen anderen Elementarteilchen \"gefangen\", zum Beispiel bei der Bildung von Atomen. Folglich konnte sich das Licht nicht frei durch das Universum bewegen, wie es heute der Fall ist. Wie kommt das? Wir sollten nicht vergessen, dass das Universum durch seine Ausdehnung Energie verliert und daher k\u00e4lter und weniger dicht wird. Deshalb hat es irgendwann w\u00e4hrend seiner Expansion aufgeh\u00f6rt, ein Schwarzer K\u00f6rper zu sein. Konkret wurde berechnet, dass das Universum bei einer Temperatur von 3\u2019000 Kelvin aufh\u00f6rte, ein schwarzer K\u00f6rper zu sein.<\/p>\r\n\r\n

      \"\"<\/p>\r\n

      Die Idee der Expansion des Universums: Wenn es sich ausdehnt, verliert es an Dichte und damit an Energie. Quelle: Wikimedia. Bilder. \u00a9 Wikimedia<\/p>\r\n

      Diese Umwandlung wird als Rekombination bezeichnet. Seit der Rekombination ist das Licht das Licht, wie wir es kennen. Es bewegt sich frei mit einer extrem hohen Geschwindigkeit (zur Erinnerung: die Lichtgeschwindigkeit betr\u00e4gt 300'000 km\/s), ohne st\u00e4ndig in atomare Reaktionen verwickelt zu werden.<\/p>\r\n

      Schritt Vier:  <\/strong>Kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung und der Doppler-Effekt<\/strong><\/h2>\r\n

      Zu Beginn des 20. Jahrhunderts beobachteten die zwei Astrophysiker Arno Penzias und Robert Wilson beim Versuch, das Echo eines Satellitenradars zu erfassen, eine abnormale Hintergrundstrahlung. Es stellte sich heraus, dass diese mysteri\u00f6se Hintergrundstrahlung perfekt zu den Eigenschaften der bei der Rekombination entstehenden Strahlung passte. Mit anderen Worten: Sobald die Photonen die F\u00e4higkeit erlangten, sich frei zu bewegen, erzeugten sie einen Strahlungshintergrund, den wir auch heute noch sehen k\u00f6nnen. Das sieht so aus:

      \"\"<\/p>\r\n

      Karte der Hintergrundstrahlung: Die roten Bereiche sind die mit den h\u00f6chsten Temperaturen und die blauen Bereiche mit den niedrigsten. Quelle: WikiMedia. \u00a9 Wikimedia<\/p>\r\n

      Wir k\u00f6nnen feststellen, dass die Temperatur der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung nicht \u00fcberall gleich ist: Einige Gebiete sind viel w\u00e4rmer als andere. Einige dieser Schwankungen sind darauf zur\u00fcckzuf\u00fchren, dass das Universum vor der Rekombination nicht \u00fcberall gleich war: Seine Dichte (und damit auch die Dichte der in ihm stattfindenden atomaren Reaktionen und der Oberfl\u00e4chenstrahlung) war nicht konstant. Andere Schwankungen werden durch die Hindernisse verursacht, auf die die Hintergrundstrahlung auf ihrem Weg trifft. Solche Hindernisse k\u00f6nnen sehr unterschiedlich sein, von Galaxien bis hin zu punktuellen elektromagnetischen Feldern, die von Sternen oder Planeten verursacht werden.<\/p>\r\n

      Bei einem seiner Experimente beobachtete der \u00f6sterreichische Physiker Christian Doppler ein wirklich interessantes Ph\u00e4nomen: Wenn sich die Schallquelle bewegt, \u00e4ndert sich die Tonh\u00f6he des ausgestrahlten Schalls. Sp\u00e4ter wurde gezeigt, dass dies nicht nur f\u00fcr Schallwellen, sondern f\u00fcr jede Art von Strahlung, einschlie\u00dflich Licht, gilt. Die Spektralverschiebung z wird durch eine Formel beschrieben:<\/p>\r\n

      \"\"<\/p>\r\n

      wobei l<\/em>obs<\/sub><\/em> die beobachtbare Wellenl\u00e4nge ist und l<\/em>0<\/sub><\/em> <\/sub>die urspr\u00fcngliche Wellenl\u00e4nge.<\/p>\r\n

      Schritt F\u00fcnf: Das Alter des Universums<\/strong><\/h2>\r\n

      Die bei der Rekombination emittierte Hintergrundstrahlung m\u00fcsste wie jede andere Strahlung dem Doppler-Effekt unterliegen, da sich ihre Quelle, das Universum, in st\u00e4ndiger Expansion und damit in Bewegung befindet! Experimentellen Messungen zufolge passen die Eigenschaften der Hintergrundstrahlung perfekt zu der von einem Schwarzen K\u00f6rper ausgesandten Strahlung mit einer Temperatur von 2\u2019728 K.<\/p>\r\n

      Wenn man weiss, dass die Temperatur des Universums w\u00e4hrend der Rekombination etwa 3'000 K betrug, kann man die spektrale Verschiebung der Hintergrundstrahlung mit Hilfe der Doppler-Formel bestimmen. Mit der Kenntnis der Verschiebung k\u00f6nnen wir die Entfernung absch\u00e4tzen, die die Teilchen der Hintergrundstrahlung zur\u00fcckgelegt haben, und damit, in Kenntnis der Lichtgeschwindigkeit, die Lebensdauer der Hintergrundstrahlung (zur Erinnerung: diese besteht aus \"Lichtteilchen\", Photonen). Diese Lebensdauer entspricht dem Alter des Universums seit der Rekombination.<\/p>\r\n

      Nun stellt sich die Frage, wie viel Zeit davor zwischen dem Urknall und der Rekombination vergangen ist. Im Vergleich zu der Zeitspanne nach der Rekombination war diese \u00c4ra ziemlich kurz. Anhand von experimentellen Daten und Annahmen \u00fcber die Zusammensetzung und folglich die Dichte des Universums vor der Rekombination konnten Astrophysiker jedoch berechnen, dass die Rekombination etwa 380\u2019000 Jahre nach dem Urknall stattfand. Alles zusammengenommen ist das Universum etwa 13\u2019772 Milliarden Jahre alt (im Vergleich zu dieser riesigen Zahl sind 380\u2019000 Jahre fast nichts)!<\/p>\r\n

      \u00dcber die Autorin: <\/strong>Yuta Mikhalkin engagiert sich als Volunteer f\u00fcr die Physik-Olympiade im Redaktionsteam der Wissenschafts-Olympiaden und studiert Mathematik an der Universit\u00e4t Genf. Sie hat ihre Maturaarbeit \u00fcber die Geschichte des Universums geschrieben.<\/p>","datetime":1714413600,"datetimeend":0,"newstype":1,"newstypetext":null,"links":"","subjects":["Wissen"],"image":["https:\/\/physics.olympiad.ch\/fileadmin\/_processed_\/2\/d\/csm_Banner_Artikel_04_15583761a2.png"],"link":"https:\/\/physics.olympiad.ch\/de\/news\/news\/wie-alt-ist-das-universum","category":[{"uid":11,"title":"Physik"},{"uid":5,"title":"Startseite"}]},{"uid":4042,"title":"Exoplaneten im Klassenzimmer","teasertext":"Einen astronomischen Abend lang besch\u00e4ftigten sich die Teilnehmenden des Physik-Olympiaden-Camps im November unter anderem mit der Erforschung von Exoplaneten. Sie m\u00f6chten Ihre Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fcler auch auf eine kleine Reise ins All mitnehmen? Hier finden Sie Tipps f\u00fcr Ihr Klassenzimmer.","short":"Einen astronomischen Abend lang besch\u00e4ftigten sich die Teilnehmenden des Physik-Olympiaden-Camps im November unter anderem mit der Erforschung von Exoplaneten. Sie m\u00f6chten Ihre Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fcler auch auf eine kleine Reise ins All mitnehmen? Hier finden Sie Tipps und Materialien f\u00fcr Ihr Klassenzimmer.","body":"

      Mit einem aufblasbaren Planetarium im Gep\u00e4ck besuchten der NFS PlanetS und das Center for Space and Habitability der Universit\u00e4t Bern das Camp der Physik-Olympiade in Reconvilier. Was die Teilnehmenden genau gelernt haben, k\u00f6nnen Sie in zwei Artikeln nachlesen (auf Englisch): <\/p>\r\n\r\n

        \t
      • Thibaut Roger erkl\u00e4rt, wieso die verschiedenen Wellenl\u00e4ngen des Lichts f\u00fcr die Beobachtung des Alls so wichtig sind<\/a><\/li> \t
      • Jehan Alsawaf erkl\u00e4rt, was die Schwerkraft mit der Erforschung von Exoplaneten zu tun hat<\/a><\/li> <\/ul>\r\n\r\n

        In letzterem Artikel erl\u00e4utert Physik-Freiwillige Jehan auch, wie man nur mit einem Tisch, einem St\u00fcck Stoff und ein paar B\u00e4llen die Gravitation demonstriert und damit Wissenswertes \u00fcber das Weltall vermitteln kann. <\/p>\r\n\r\n

        Ausserdem finden Sie auf der Webseite des Nationalen Forschungsschwerpunkts PlanetS <\/a>jetzt schon eine Reihe von Materialien und Tipps f\u00fcr Lehrpersonen:<\/p>\r\n\r\n

          \t
        • universe@home<\/a>: Multimediaangebote, Bastelmaterial, Downloads und mehr<\/li> \t
        • Lehrmaterialien zum CHEOPS-Weltraumteleskop<\/li> \t
        • Ausfl\u00fcge ins Stellarium Gornergrat<\/a> <\/li> \t
        • Kontaktpersonen f\u00fcr Institutsbesuche, Informationen und mehr<\/li> <\/ul>\r\n\r\n

          In Zukunft soll das Angebot weiter wachsen und F\u00e4cher wie Physik, Chemie, Mathematik, Biologie und Astronomie abdecken.<\/p>\r\n\r\n

          \u00c4hnliche Artikel<\/h2>\r\n
            \t
          • \t

            Pendel-Experiment mit dem Smartphone<\/a><\/p> \t<\/li> \t

          • \t

            Optik-Experiment von der Physik-Olympiade<\/a><\/p> \t<\/li> \t

          • \t

            Seilreibungs-Experiment von der Physik-Olympiade<\/a><\/p> \t<\/li> \t

          • \t

            Artikel \u00fcber die Pioneer-Sonde<\/a><\/p> \t<\/li> \t

          • \t

            Tipps f\u00fcr Physik-Medien<\/a><\/p> \t<\/li> \t

          • \t

            Pr\u00fcfunsgarchiv der Physik-Olympiade<\/a><\/p> \t<\/li> \t

          • \t

            Hightech-Ger\u00e4te ausleihen und Wissenschaft erlebbar machen<\/a><\/p> \t<\/li> \t

          • \t

            Elektromotoren selber bauen<\/a><\/p> \t<\/li> \t

          • \t

            Quanten-Elektrodynamik auf vier Schwierigkeitsstufen<\/a><\/p> \t<\/li> <\/ul>\r\n\r\n","datetime":1703760000,"datetimeend":0,"newstype":1,"newstypetext":null,"links":"","subjects":["Tipps"],"image":["https:\/\/physics.olympiad.ch\/fileadmin\/_processed_\/f\/2\/csm_CSH_NCCR_PLANET_S_at_Physics_Olympiad_Camp_31a99f80d6.jpg"],"link":"https:\/\/physics.olympiad.ch\/de\/news\/news\/exoplaneten-im-klassenzimmer","category":[{"uid":11,"title":"Physik"},{"uid":5,"title":"Startseite"}]},{"uid":4041,"title":"Exploring the Universe's Stage","teasertext":"In November, the Physics Olympiad camp received a visit from the NCCR PlanetS and the CSH at the University of Bern. Now you can read what the participants experienced! In part two, Jehan Alsawaf teaches us a trick to easily unlock the secrets of gravity in your classroom or home.","short":"In November, the Physics Olympiad camp received a visit from the National Center of Competence in Research PlanetS and the Center for Space and Habitability at the University of Bern. Now you can read what the participants experienced and learn some fascinating facts about planets yourself. In part two, Jehan Alsawaf teaches us a trick to easily unlock the secrets of gravity in your classroom or home.","body":"

            Metal balls, a round table, and a sizable fabric sheet. With these seemingly ordinary ingredients, anyone can unlock the understanding of basic concepts of the universe. Flip the table upside-down, drape it with a tightly stretched fabric sheet, and voil\u00e0\u2014 an interactive gravity table materializes. In physics, spacetime is a fundamental concept that merges three dimensions of space with one dimension of time into a unified four-dimensional continuum. In the Swiss Physics Olympiad, spacetime is a hands-on gravity table that represents spacetime interactively.<\/p>\r\n\r\n

            Are you a teacher looking to introduce your students to the fascinating science behind planets? Apart from making your own gravity table, you can find a number of  teaching materials<\/a> on the website of NCCR PlanetS.<\/p>\r\n\r\n

            Of course, you might think: how can a three-dimensional representation truly capture the intricacies of a four-dimensional model? The answer is, well, it can't. The gravity table is an analogy, not a description. Similar to studying circles to learn about spheres, or studying squares to learn about cubes, we visualize spacetime in three-dimensional models to learn about gravity. It is an effective educational method that offers a broad introduction to complicated concepts and serves as a starting point to deeper exploration as it becomes a playground for those who haven't ventured beyond the notion of gravity as just pulling things toward Earth.<\/p>\r\n\r\n

            \"\"<\/p>\r\n

            Spacetime Curvature. (Copyright: ESA via https:\/\/www.esa.int\/ESA_Multimedia\/Images\/2015\/09\/Spacetime_curvature<\/em>)<\/p>\r\n\r\n

            Thanks to the revolutionary redefinition of gravity by general relativity, astronomers' perspectives underwent an epochal transformation. Gravity, once perceived as a pulling force, is now understood as the elegant curvature of space-time. Your journey through space mirrors its curvature. In the absence of warping, particles move in straight lines, along the \"flat\" spacetime. Warped spacetime, however, curves particle paths. The mastermind behind this cosmic choreography? Mass, the silent architect dictating spacetime's graceful dance.<\/p>\r\n\r\n

            Here we imagine space as a giant, flexible fabric. Now, we throw in a mass \u2013 any mass, really. This mass creates a dent in the fabric, and that is the curvature of space-time. The more massive an object, the deeper the dent in the fabric, the stronger its gravitational pull. The center of gravity is the balancing point of an object. When we discuss radial velocities, we're talking about the speed and direction at which an object moves away from or towards a central point, like a star or a planet. <\/p>\r\n\r\n

            Apart from the gravity table, the participants of the physics camp also got to see an inflatable planetarium<\/a> and learn about how the University of Bern developed and built an instrument<\/a> for the ESA space probe Juice<\/a>. This mission has been on its way to Jupiter since April 2023 to explore the largest planet in our solar system and three of its more than 80 moons: the large, icy moons Ganymede, Callisto and Europa.<\/p>\r\n\r\n

            Why does this matter? Well, it turns out that many distant worlds we're aware of today owe their discovery to radial velocity. Stars, instead of remaining completely static, exhibit subtle movements in a circular or elliptical pattern, responding to the gravitational pull of their smaller celestial companions. Now, here's where it gets interesting. When we look at this star from afar, these subtle moves mess with its usual light spectrum or color signature. If the star is edging closer to us, its spectrum takes a dip toward the bluer, shorter wavelengths. But, if it's moving away, the spectrum shifts toward the redder, longer wavelengths. The way the star is giving us a colorful hint about its planetary dance partner is what we call the radial velocity method. This method, one of the pioneers in detecting exoplanets, remains an indispensable tool for astronomers to further characterize the enigmatic worlds scattered across the cosmos around us. As of 2023, NASA reports 5550 confirmed exoplanets and 4130 planetary systems, all discovered with the help of radial velocity and other methods. But how did it come into existence?<\/p>\r\n\r\n

            \"\"<\/p>\r\n

            Detecting exoplanets with radial velocity. (Copyright: ESA via https:\/\/www.esa.int\/ESA_Multimedia\/Images\/2019\/02\/Detecting_exoplanets_with_radial_velocity)<\/em><\/p>\r\n

             <\/p>\r\n

            Approximately 4.5 billion years ago, our solar system took shape from a cloud of interstellar gas and dust drawn together by their gravitational pull. This choreography also imparted a slight rotation, creating a disk around the central collapse. Over time, this central core birthed the Sun, while small clumps of gas and dust in the disk migrated across it and merged together in a process called planetesimal accretion, giving rise to planets and their moons. <\/p>\r\n\r\n

            By scattering many tiny balls across the fabric and running a heavy metal ball in it, we picture dust and gas swirling and coalescing to form planets and other celestial bodies, giving birth to entire solar systems and other planetary systems. However, our understanding of this process is limited and there remains much to uncover, prompting the dedicated study of exoplanets. The exploration of a wide array of exoplanets and planetary systems, spanning from the small to the colossal, from Earth-like to the extraordinarily peculiar, serves as a crucial endeavor. This exploration not only deepens our insights into the formation and evolution of diverse systems but also offers vital clues in the quest to discern the potential existence and locations of life beyond our celestial neighborhood. These extraordinary systems, beyond our earthly realm, contribute indispensable insights into unraveling the mysteries of our own Solar System's formation and the genesis of our home planet, Earth.<\/p>\r\n\r\n

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            Current artist\u2019s conception of the planet-forming disk around Beta Pictoris, with rings of material, planets, and comets. (Copyright: Courtesy NASA\/FUSE\/Lynette Cook via https:\/\/imagine.gsfc.nasa.gov\/features\/bios\/roberge\/roberge_image.html<\/em>)<\/p>\r\n\r\n

            We spent an entire evening in shared awe of these mysteries and many more. To understand gravity is to understand the universe. In fact, a participant approached me and exclaimed, 'Who would have imagined that the key to understanding the universe lies right beneath my plate?' So, as you gather around the table with friends and family this upcoming Christmas, seize the opportunity to engage in intriguing discussions about gravity\u2014because you never know where the secrets of the cosmos might emerge!<\/p>\r\n\r\n

            This article was written by Jehan Alsawaf, Physics Olympiad volunteer and CSH research assistant. The series was supported by Sophie Krummenacher from NCCR PlanetS\/CSH. CSH is an international research team at the University of Bern which fosters interdisciplinary interactions on the formation, detection and characterization of other worlds within and beyond the Solar System. NCCR PlanetS is a project funded by the Swiss National Science Foundation involving the Universities of Bern, Geneva and Zurich as well as ETH Zurich.<\/p>\r\n

             <\/p>\r\n

            Learn more<\/strong><\/h2>\r\n
              \t
            • Physics Olympiad<\/a><\/li> \t
            • Center for Space and Habitability<\/a><\/li> \t
            • NCCR PlanetS<\/a><\/li> \t
            • Part One: The universe in multi-color<\/a><\/li> <\/ul>","datetime":1703152440,"datetimeend":0,"newstype":1,"newstypetext":null,"links":"","subjects":["Wissen","Experimente"],"image":["https:\/\/physics.olympiad.ch\/fileadmin\/_processed_\/8\/7\/csm_CSH_NCCR_PLANET_S_at_Physics_Olympiad_Camp_Experiment_2_fc3438e684.jpg"],"link":"https:\/\/physics.olympiad.ch\/de\/news\/news\/exploring-the-universes-stage","category":[{"uid":11,"title":"Physik"},{"uid":5,"title":"Startseite"}]},{"uid":4040,"title":"The universe in multi-color","teasertext":"In November, the Physics Olympiad camp received a visit from the National Center of Competence in Research PlanetS and the Center for Space and Habitability at the University of Bern. Now you can read what the participants experienced and learn some fascinating facts about planets yourself.","short":"In November, the Physics Olympiad camp received a visit from the National Center of Competence in Research PlanetS and the Center for Space and Habitability at the University of Bern. Now you can read what the participants experienced and learn some fascinating facts about planets yourself. In part one, Thibaut Roger explains how astrophysicists use instruments to observe space.","body":"

              In the planetarium, the camp participants were offered a tour of the universe in multi-colour. It was the opportunity to discuss why astronomers and astrophysicists are first of all not observing nowadays with their eyes, but rather with instruments, and second of all, why they use instruments able to \u201csee\u201d other wavelengths or \u201ccolors\u201d than our eyes can do. <\/p>\r\n\r\n

              \"\"<\/p>\r\n

              The planetarium offering truly stellar views. (Image: Sebastian K\u00e4ser, Physics Olympiad)<\/p>\r\n

               <\/p>\r\n

              To the first question, the answer is easy: precision. Our eye is an incredibly complex biological instrument. If it is great and very adaptable for all kinds of situations in everyday life, this adaptability also has drawbacks for astronomy. If you reach a high altitude, say on top of a mountain, you will have less oxygen available, your eyes will not perform as well as on the ground level and the same star will appear dimmer. If we measure the world only by means of our natural eyesight, this leads to a lack of replicability.<\/p>\r\n

              Are you a teacher looking to introduce your students to the fascinating science behind planets? On the website of NCCR PlanetS, you can find a number of teaching materials<\/a>.<\/p>\r\n

              On the contrary, electronic instruments are insensitive to this parameter. We even tend to prefer to install instruments and telescopes on top of mountains to reduce the amount of atmosphere between them and the target star. This effectively reduces the absorption of light due to the atmosphere, and increases the light received from a star. Moreover, in astronomy and astrophysics, more light means more information! <\/p>\r\n\r\n

              Apart from the lack of replicability, our eyes also lack precision. Let\u2019s talk about exoplanets, which are planets orbiting around other stars than our Sun. One of the main methods of detecting them is to observe the luminosity of a star. If a planet passes in front of it, even if we don\u2019t see the planet itself, we detect a slight temporary decrease of luminosity. To give an order of magnitude, a planet the size of Jupiter in front of a star the size of our Sun would block a mere 1% of the luminosity for a few minutes up to a few hours depending on its orbital period. For a planet the size of the Earth, which is 10 times smaller than Jupiter, it would only be a 0.01% decrease in luminosity! This is far below what a human eye is able to notice. <\/p>\r\n\r\n

              To give another example, seeing a planet directly next to its star is extremely challenging for technology, but doable for very young and still warm and bright giant planets. Yet, you need instruments able to distinguish two objects with a brightness contrast of over a million. For a more relatable comparison, imagine standing 1km away from a lighthouse pointed in your direction, and trying to distinguish the dim firefly standing 10 cm away from the bright light. <\/p>\r\n\r\n

              Finally, we can also mention the limited range of colors our eye is able to perceive. We can perceive a plethora of colors, from red to purple, which is what we call the \u201cvisible\u201d spectrum. But this represents only a minute fraction of the whole spectrum of light, or in other words, of the electromagnetic spectrum. Just beyond purple we have ultraviolet, and just below red we have infrared - \u201ccolors\u201d that some animals such as snakes or birds can see. The whole electromagnetic spectrum is usually divided in seven main parts, from the lowest energy to the highest energy: radio waves, microwaves, infrared, visible light, ultra violet, X-rays and gamma rays, each with further subdivisions such as near, mid and far infrared, or soft and hard X-rays. And yes, in terms of physics, a radio wave, or visible light are the same thing. They are an electromagnetic wave, but with a different frequency and wavelength.<\/p>\r\n\r\n

              This brings us to our second question: why is it important to observe more than only the visible light? In short: we can see more things. <\/p>\r\n\r\n

              Think of a piece of steel. At room temperature it will seem gray and not emitting any light. In fact, it emits infrared light just like any of us do. We can\u2019t perceive it but it is there. If you put the steel in a forge and warm it up, as its temperature increases, the steel will start to glow red, orange, yellow and even white. <\/p>\r\n\r\n

              Now you can already guess one of the answers to our question: Being able to perceive electromagnetic radiation other than the visible light, enables us to observe astronomical objects at different temperatures. As such, a sun-like star mainly emits visible light, which is why our eyes evolved to be the most sensitive to it. A small \u00ab M-dwarf \u00bb star in comparison, will mainly emit infrared light.<\/p>\r\n\r\n

              We can see objects at different temperatures - and at different speeds. Here the explanation lies, in part, in the Doppler-Fizeau effect. In everyday life, you experience it every time a car passes next to you, and even more so with ambulances for instance: the pitch of engine roaring or of the siren, seems to change depending if the car comes in your direction (higher pitch), or goes away (lower pitch). This effect exists in every type of waves such as sound waves in this example, or such as electromagnetic waves in the case of stars. In the case of distant galaxies, this is amplified (in a way) because of the expansion of the universe. The visible light emitted by stars or galaxies might thus be shifted to other wavelengths or \u201ccolors\u201d.<\/p>\r\n

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              A representation of the electromagnetic spectrum. (Credit: NASA, Joseph Olmsted, STScI via Roger Thibaut, PlanetS)<\/p>\r\n\r\n

              Another aspect of light, which requires us to explore the universe in multicolour, are spectral lines and bands, either in emission, reflection or absorption. We will focus on the latter. If you put a gas in front of a light source emitting all colors at once, such as a star does on a limited range, the gas will absorb specific colours. Those colors depend on the chemical composition of the gas and act as some sort of fingerprint. Thanks to those \u201cfingerprints\u201d, we can detect specific atoms and molecules in space, in stars or even in planets' atmospheres. The specific colours absorbed depend on the electrons of an atom, the vibration of atoms in a molecules, or their rotation. However, many of those \u201cfingerprints\u201d are outside the visible spectrum despite their great use as diagnosis tools, as we can use such lines for instance to determine with precision the temperature, or activity of a star. Going to the infrared enables us to detect complex molecules which are the building bricks of life, while UV might for instance enable us to detect the specific line of ionised hydrogen from a planet's atmosphere being evaporated by the irradiation of its close-by host star.<\/p>\r\n\r\n

              \"\"<\/p>\r\n

              An example of various \u00ab fingerprints \u00bb from atoms in the spectrum of a star. (Credit: NASA, ESA, Leah Hustak, STScI via Roger Thibaut, PlanetS)<\/p>\r\n

               <\/p>\r\n

              Apart from the inflatable planetarium, the participants of the physics camp also got to observe a simple but insightful experiment on gravity<\/a> and learn about how the University of Bern developed and built an instrument<\/a> for the ESA space probe Juice<\/a>. This mission has been on its way to Jupiter since April 2023 to explore the largest planet in our solar system and three of its more than 80 moons: the large, icy moons Ganymede, Callisto and Europa.<\/p>\r\n\r\n

              Finally, just like X-rays allow you to see through your body or luggage but not through materials like metal or bones, observing the universe in all parts of the electromagnetic spectrum allows astronomers and astrophysicists to see through other objects. The example we provided in the planetarium is the Crab Nebula. One of the most majestic astronomical objects in visible light, it is the remnant of a supernova, or if you prefer, a star that exploded. In lieu of the massive star at the center though, still remains a neutron star, surrounded by the nebula itself: a cloud of gas and dust ejected from the star. Observing it in radio enables it to pierce through that cloud and reveal a strange phenomenon: the central neutron star, in radio, pulse every few milliseconds, which is what we call a pulsar.<\/p>\r\n

              \"\"\"\"<\/p>\r\n

              First image: The Crab Nebula as seen in visible light by the space telescope Hubble. Second image: Observing the Crab Nebula in X-ray like with the Chandra satellite here, displays a completely different picture and enables to glimpse at the pulsar in the center. (via Roger Thibaut, PlanetS).<\/p>\r\n\r\n

              Just like a lighthouse turning and emitted light in only two directions, a pulsar rotates on itself and emits radio only in two directions. And just like lighthouses are extremely useful for sailors at sea, pulsars are extremely useful guide objects for astronomers and astrophysicists. Not observing in radio such an object would make you miss an important piece of the puzzle, to better understand stars and the universe.<\/p>\r\n\r\n

              This article was written by Thibaut Roger from NCCR PlanetS. The series was supported by Sophie Krummenacher from NCCR PlanetS\/CSH. CSH is an international research team at the University of Bern which fosters interdisciplinary interactions on the formation, detection and characterization of other worlds within and beyond the Solar System. NCCR PlanetS is a project funded by the Swiss National Science Foundation involving the Universities of Bern, Geneva and Zurich as well as ETH Zurich.<\/p>\r\n\r\n

              Learn more<\/strong><\/h2>\r\n
                \t
              • Physics Olympiad<\/a><\/li> \t
              • Center for Space and Habitability<\/a><\/li> \t
              • NCCR PlanetS<\/a><\/li> \t
              • Part Two: Exploring the universe's stage<\/a><\/li> <\/ul>","datetime":1702555200,"datetimeend":0,"newstype":1,"newstypetext":null,"links":"","subjects":["Wissen"],"image":["https:\/\/physics.olympiad.ch\/fileadmin\/_processed_\/a\/2\/csm_CSH_NCCR_PLANET_S_at_Physics_Olympiad_Camp_JInflatable_Planetarium_Teaser_1cc3493031.jpg"],"link":"https:\/\/physics.olympiad.ch\/de\/news\/news\/the-universe-in-multi-color","category":[{"uid":11,"title":"Physik"},{"uid":5,"title":"Startseite"}]},{"uid":3963,"title":"Drei Fragen an Prof. Lesya Shchutska, Physikerin und Bronzemedaillengewinnerin","teasertext":"Am Montag, den 30. Oktober 2023, wurde Prof. Lesya Shchutska mit dem Schweizer Wissenschaftspreis Latsis ausgezeichnet f\u00fcr die Erforschung neuer Teilchen - den schweren Neutrinos.","short":"Am Montag, den 30. Oktober 2023, wurde Prof. Lesya Shchutska mit dem Schweizer Wissenschaftspreis Latsis ausgezeichnet f\u00fcr die Erforschung neuer Teilchen - den schweren Neutrinos.","body":"

                Wie haben Sie von den Wissenschafts-Olympiaden erfahren?<\/strong><\/h2>\r\n

                In der Ukraine sind die Wissenschafts-Olympiaden sehr bekannt und etabliert. Die Urspr\u00fcnge der Olympiaden liegen ja in Osteuropa, es gibt sie seit \u00fcber 40 Jahren. Ich denke, deshalb sind sie da so tief verwurzelt. In der kleinen Stadt, in der ich lebte, habe ich an sieben oder acht Wettbewerben teilgenommen. Eigentlich bei allen, bei denen ich konnte: Biologie, Physik, Ukrainisch, Chemie und andere.<\/p>\r\n

                Als wir in eine mittelgrosse Stadt zogen, stieg das Wettbewerbsniveau. Also nahm ich an weniger Olympiaden teil, an drei oder vier. Ausserdem \u00fcberschnitten sich die Termine, ich musste mich also entscheiden. 2002 konnte ich zur Internationalen Physik-Olympiade nach Indonesien fahren und gewann dort eine Bronzemedaille.<\/p>\r\n\r\n

                Hat die Olympiade Sie dazu ermutigt, Physik zu studieren?<\/strong><\/h2>\r\n

                Nein, ich wusste bereits vorher, dass ich Physik studieren wollte. Daf\u00fcr hat es mir die T\u00fcren des Moscow Institute of Physics and Technology ge\u00f6ffnet, wo ich studiert habe. Meine Mutter wollte anfangs, dass ich Biologie studiere und \u00c4rztin werde oder ein Fach studiere, das ich aus\u00fcben kann. Aber ich habe nicht auf sie geh\u00f6rt. Einmal brachte ich ein Videospiel mit nach Hause, das war der Preis einer der Olympiaden: Von da an liess sie mich in Ruhe, weil sie sah, dass es zu Ergebnissen f\u00fchrte.<\/p>\r\n\r\n

                Was w\u00fcrden Sie Lehrer*innen sagen, die z\u00f6gern, ihre Sch\u00fcler*innen anzumelden, oder Jugendlichen, die z\u00f6gern, daran teilzunehmen? <\/strong><\/h2>\r\n

                In der Ukraine wurde die Olympiade bis in jedes kleine Dorf beworben. Und dies, obwohl die Ukraine ein grosses Land ist. Auf diese Weise wollte man herausfinden, ob es junge Talente in diesen Disziplinen gibt. Hier ist es anders. Den Lehrerinnen und Lehrern w\u00fcrde ich sagen, dass es eine Gelegenheit f\u00fcr die Kinder ist, ihr Wissen zu vergleichen und zu sehen, was sie in diesen F\u00e4chern erreichen k\u00f6nnen. Den Jugendlichen w\u00fcrde ich sagen, dass es mir T\u00fcren ge\u00f6ffnet hat und dass ich sehr gute Erinnerungen an die Olympiade habe.<\/p>\r\n\r\n

                Mehr erfahren<\/h2>\r\n
                  \t
                • \u00dcber die Forschung von Lesya Shchutska: Sie m\u00f6chte die Physik komplettieren (snf.ch)<\/a><\/li> \t
                • \u00dcber die Geschichte der Wissenschafts-Olympiaden in der Schweiz: Let\u2019s talk: Alles hat in Pully begonnen (olympiad.ch)<\/a><\/li> \t
                • Reportage \u00fcber den Workshop mit Teilnehmenden der Wissenschafts-Olympiade und Lesya Shchutska<\/li> <\/ul>\r\n

                   <\/p>\r\n

                  Interview Franz\u00f6sisch: Charlotte Vidal. \u00dcbersetzung ins Deutsche: Mirjam Sager<\/p>","datetime":1698766620,"datetimeend":0,"newstype":1,"newstypetext":null,"links":"","subjects":["Menschen","Tipps"],"image":["https:\/\/physics.olympiad.ch\/fileadmin\/_processed_\/8\/9\/csm_20231030_144111_ef18b4e3c7.jpg"],"link":"https:\/\/science.olympiad.ch\/news\/news\/drei-fragen-an-prof-lesya-shchutska-physikerin-und-bronzemedaillengewinnerin-der-internationalen-physikolympiade","category":[{"uid":4,"title":"Verband"},{"uid":11,"title":"Physik"},{"uid":5,"title":"Startseite"}]},{"uid":3952,"title":"Die Physik eines Pendels","teasertext":"Vor einem Monat hat die Physik-Olympiade am OlyDay die Besucherinnen und Besucher ihres Stands zu einem kleinen Pendel-Experiment von Phybox eingeladen. Du m\u00f6chtest es zuhause nachmachen? Sie suchen nach einer Aktivit\u00e4t f\u00fcr den Physik-Unterricht? Hier ist die Anleitung.","short":"Vor einem Monat hat die Physik-Olympiade am OlyDay die Besucherinnen und Besucher ihres Stands zu einem kleinen Pendel-Experiment von Phybox eingeladen. Du m\u00f6chtest es zuhause nachmachen? Sie suchen nach einer Aktivit\u00e4t f\u00fcr den Physik-Unterricht? Hier ist die Anleitung.","body":"

                    \t
                  1. Lade Phyphox auf dein Handy herunter<\/li> \t
                  2. Scrolle nach unten zu \"Pendulum\". <\/li> \t
                  3. W\u00e4hle in der oberen rechten Ecke \"Timed run\" aus<\/li> \t
                  4. Stelle die Startverz\u00f6gerung und die Experimentdauer auf einen passenden Wert und aktiviere die akustischen Signale, die den Start und Ende des Experiments anzeigen.<\/li> \t
                  5. Lege dein Handy in die durchsichtige Tasche am Ende des Pendels. Halte das Pendel in einer L\u00e4nge deiner Wahl. Du kannst das Lineal am Whiteboard benutzen, um die L\u00e4nge abzusch\u00e4tzen. Was f\u00fcr einen Einfluss denkst du hat die L\u00e4nge des Pendels auf die Bewegung deines Handys? Hat das Gewicht deines Telefons auch einen Einfluss?<\/li> \t
                  6. Starte das Experiment mit dem Telefon und starte eine Schwingung des Pendels.<\/li> \t
                  7. Notiere die gemessene Periode T und L\u00e4nge l auf dem Whiteboard (oder in den Kommentaren von Instagram, falls nicht vor Ort in Bern)<\/li> \t
                  8. Wenn ihr euch die Messwerte der anderen Personen anschaut, war deine Intuition bez\u00fcglich des Einflusses von Pendell\u00e4nge und Gewicht des Telefons richtig?<\/li> <\/ol>\r\n

                    Anleitung mit Bildern und L\u00f6sungen runterladen<\/a><\/p>\r\n

                     <\/p>\r\n