Refereed Articles

2026

M. Kaschke, H. Cartarius
Roller coaster dynamics – from point particles to a continuum model using Lagrange density
American Journal of Physics, in press (2026)
Preprint: PDF

2025

D. Preissler, H. Cartarius
Didaktische Rekonstruktion zur Quantenbildgebung – Interferenzkontrast im Experiment quantitativ charakterisieren
In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2025, H. Grötzebauch, S. Heinicke (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 347-351 (2025)
Reprint: PDF

2023

P. Scheiger, H. Cartarius, R. Nawrodt
Why and how to implement worked examples in upper division theoretical physics
American Journal of Physics 91, 764 (2023)
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L. Broßmann, F. Bauer, J. Grabs, M. Böwe, S. Becher, B. Miersch, K. Gebhardt, F. Kuß, S. Czempiel, B. Kracke, H. Cartarius
Differenzierte Heimexperimente mit dem Smartphone
In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2023, H. Grötzebauch, S. Heinicke (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 149-154 (2023)
Reprint: PDF

2022

S. Aehle, P. Scheiger, H. Cartarius
An Approach to Quantum Physics Teaching through Analog Experiments
Physics 4, 1241 (2022)
S. Aehle, P. Scheiger, H. Cartarius
Entwicklung von Analogie-Experimenten zum quantenmechanischen Messprozess
In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2022, H. Grötzebauch, S. Heinicke (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 419-424 (2022)
Reprint: PDF
J. Schneider, H. Cartarius
Mit Arduino und Spielzeugeisenbahn zur Relativitätstheorie: Analogieexperimente zur Zeitdilatation und Längenkontraktion
In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2022, H. Grötzebauch, S. Heinicke (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 391-394 (2022)
Reprint: PDF
P. Scheiger, R. Nawrodt, H. Cartarius
Peer Instruction in der Theoretischen Physik
In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2022, H. Grötzebauch, S. Heinicke (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 101-106 (2022)
Reprint: PDF
T. Reinsch, L. Maczewsky, H. Cartarius, R. Nawrodt
Quantenphysik und Astronomie– mehr als nur bunte Farben?
In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2022, H. Grötzebauch, S. Heinicke (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 115-118 (2022)
Reprint: PDF

2021

S. Aehle, H. Cartarius
Didaktische Ansätze für Quantum Random Number Generators (QRNG)
In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2021, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 489-493 (2021)
Reprint: PDF
T. Reinsch, H. Cartarius, A. Prokop, R. Kemmler, P. Scheiger, K. Stütz, R. Nawrodt
Moderne Physik im Lehr-Lern-Labor
In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2021, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 341-344 (2021)
Reprint: PDF

2020

J. Schneider, H. Cartarius
Experimente und Lerneinheiten zur modernen Physik im Schülerlabor – Untersuchung der Zeitdilatation mit einer relativistischen Uhr
In: Frühjahrstagung Bonn 2020, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 423-427 (2020)
Reprint: PDF
E. Hammer, H. Cartarius
Astronomie im Mathematikunterricht – Aufgaben für Mathematikschulbücher der Sekundarstufe I
In: Frühjahrstagung Bonn 2020, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 29-34 (2020)
Reprint: PDF
P. Scheiger, R. Nawrodt, H. Cartarius
Interaktive und aktivierende Lehrkonzepte in der Theoretischen Physik
In: Frühjahrstagung Bonn 2020, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 77-83 (2020)
Reprint: PDF
E. Helbig, S. Fischer, R. Nawrodt, H. Cartarius
Akustikexperimente für das Schülerlabor
In: Frühjahrstagung Bonn 2020, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 403-410 (2020)
Reprint: PDF
J. Klimmt, S. Fischer, H. Cartarius
Physikunterricht mit dem Tablet – Einsatz von Bluetooth-Verstärkern in der Sekundarstufe II
In: Frühjahrstagung Bonn 2020, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 313-317 (2020)
Reprint: PDF
T. Krauße, S. Fischer, H. Cartarius
Workshop zur Physik der Energiespeicherung
In: Frühjahrstagung Bonn 2020, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 1-5 (2020)
Reprint: PDF

2019

P. Scheiger, A. Donhauser, R. Nawrodt, H. Cartarius
Mathematik im Lehramtsstudium Physik an der Universität Stuttgart
In: Frühjahrstagung Aachen 2019, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 125-130 (2019)
Reprint: PDF
S. Böhrkircher, S. Erfort, H. Cartarius, G. Wunner
Hybrid breathers in nonlinear PT-symmetric metamaterials
Physical Review A 100, 063826 (2019)
Reprint: PDF
J. Stysch, F. Roser, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
Purity oscillations in coupled Bose-Einstein condensates
Physical Review A 100, 063605 (2019)
Reprint: PDF

2018

F. Dangel, M. Wagner, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Topological invariants in dissipative extensions of the Su-Schrieffer-Heeger model
Physical Review A 98, 013628 (2018)
Reprint: PDF
M. Klett, H. Cartarius, D. Dast, J. Main, G. Wunner
Topological edge states in the Su-Schrieer-Heeger model subject to balanced particle gain and loss
European Physical Journal D 72, 214 (2018)
Preprint: PDF
T. Mathea, D. Dast, D. Dizdarevic, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Using mixed many-body particle states to generate exact PT-symmetry in a time-dependent four-well system
Journal of Physics A 51, 315303 (2018)
Preprint: PDF
D. Dizdarevic, J. Main, K. Alpin, J. Reiff, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
Realization of balanced gain and loss in a time-dependent four-mode Bose-Hubbard model
Physical Review A 97, 013623 (2018)
Reprint: PDF
H. Cartarius, Z. H. Musslimani, L. Schwarz, G. Wunner
Computing eigenfunctions and eigenvalues of boundary-value problems with the orthogonal spectral renormalization method
Physical Review A 97, 032134 (2018)
Reprint: PDF
D. Haag, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
PT-symmetric gain and loss in a rotating Bose-Einstein condensate
Physical Review A 97, 033607 (2018)
Reprint: PDF

2017

J. Schnabel, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner, W. D. Heiss
Simple models of three coupled PT-symmetric wave guides allowing for third-order exceptional points
Acta Polytechnica 57, 454 (2017)
Reprint: PDF
M. Wagner, F. Dangel, H. Cartarius, G. Wunner, J. Main
Numerical Calculation of the Complex Berry Phase in Non-Hermitian Systems
Acta Polytechnica 57, 470 (2017)
Reprint: PDF
P. Lunt, D. Haag, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
Balanced gain and loss in Bose-Einstein condensates without PT symmetry
Physical Review A 96, 023614 (2017)
Reprint: PDF
D. Dast, D. Haag, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Stationary states in the many-particle description of Bose-Einstein condensates with balanced gain and loss
Physical Review A 96, 023625 (2017)
Reprint: PDF
J. Schnabel, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner, W. D. Heiss
PT-symmetric waveguide system with evidence of a third-order exceptional point
Physical Review A 95, 053868 (2017)
Reprint: PDF
L. Schwarz, H. Cartarius, Z. H. Musslimani, J. Main, G. Wunner
Vortices in Bose-Einstein condensates with PT-symmetric gain and loss
Physical Review A 95, 053613 (2017)
Reprint: PDF
M. Klett, H. Cartarius, D. Dast, J. Main, G. Wunner
Relation between PT-symmetry breaking and topologically nontrivial phases in the Su-Schrieffer-Heeger and Kitaev models
Physical Review A 95, 053626 (2017)
Reprint: PDF

2016

D. Dast, D. Haag, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Bose-Einstein condensates with balanced gain and loss beyond mean-field theory
Physical Review A 94, 053601 (2016)
Reprint: PDF
R. Gutöhrlein, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Bifurcations and exceptional points in a PT-symmetric dipolar Bose–Einstein condensate
Journal of Physics A 49, 485301 (2016)
Preprint: PDF
M. Feldmaier, J. Main, F. Schweiner, H. Cartarius, G. Wunner
Rydberg systems in parallel electric and magnetic fields: an improved method for finding exceptional points
Journal of Physics B 49, 144002 (2016)
Preprint: PDF
M. Kreibich, J. Main, H. Cartarius, G. Wunner
Tilted optical lattices with defects as realizations of PT symmetry in Bose-Einstein condensates
Physical Review A 93, 023624 (2016)
Reprint: PDF
D. Dast, D. Haag, H. Cartarius, G. Wunner
Purity oscillations in Bose-Einstein condensates with balanced gain and loss
Physical Review A 93, 033617 (2016)
Reprint: PDF
H. Menke, M. Klett, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
State flip at exceptional points in atomic spectra
Physical Review A 93, 013401 (2016)
Reprint: PDF

2015

D. Haag, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
PT-symmetric currents of a Bose-Einstein condensate in a triple well
Physical Review A 92, 053627 (2015)
Reprint: PDF
H. Cartarius
Structural information about the Ar₆ cluster from the frozen-Gaussian imaginary-time propagator
Physical Review A 92, 052519 (2015)
Reprint: PDF
R. Gutöhrlein, J. Schnabel, I. Iskandarov, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Realizing PT-symmetric BEC subsystems in closed Hermitian systems
Journal of Physics A 48, 335302 (2015)
Preprint: PDF
D. Dizdarevic, D. Dast, D. Haag, J. Main, H. Cartarius, G. Wunner
Cusp bifurcation in the eigenvalue spectrum of PT-symmetric Bose-Einstein condensates
Physical Review A 91, 033636 (2015)
Reprint: PDF
L. Schwarz, H. Cartarius, G. Wunner, W. D. Heiss, J. Main
Fano resonances in scattering: an alternative perspective
The European Physical Journal D 69, 196 (2015)
Preprint: PDF
The final publication is available at http://link.springer.com
D. Haag, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
Finite element calculations of PT-symmetric Bose-Einstein condensates
International Journal of Theoretical Physics 54, 4100 (2015)
N. Abt, H. Cartarius, G. Wunner
Supersymmetric Model of a Bose-Einstein Condensate in a PT-Symmetric Double-delta Trap
International Journal of Theoretical Physics 54, 4054 (2015)
Preprint: PDF
The final publication is available at http://link.springer.com
J. Brinker, J. Fuchs, J. Main, G. Wunner, H. Cartarius
Verification of exceptional points in the collapse dynamics of Bose-Einstein condensates
Physical Review A 91, 013609 (2015)
Reprint: PDF
F. Schweiner, J. Main, H. Cartarius, G. Wunner
Classical dynamics and localization of resonances in the high-energy region of the hydrogen atom in crossed fields
Physical Review E 91, 012915 (2015)
Reprint: PDF

2014

F. Single, H. Cartarius, G. Wunner, J. Main
Coupling approach for the realization of a PT-symmetric potential for a Bose-Einstein condensate in a double well
Physical Review A 90, 042123 (2014)
Reprint: PDF
D. Dast, D. Haag, H. Cartarius, G. Wunner
Quantum master equation with balanced gain and loss
Physical Review A 90, 052120 (2014)
Reprint: PDF
M. Kreibich, J. Main, H. Cartarius, G. Wunner
Realizing PT-symmetric non-Hermiticity with ultracold atoms and Hermitian multiwell potentials
Physical Review A 90, 033630 (2014)
Reprint: PDF
R. Fortanier, D. Dast, D. Haag, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner, R. Gutöhrlein
Dipolar Bose-Einstein condensates in a PT-symmetric double-well potential
Physical Review A 89, 063608 (2014)
Reprint: PDF
D. Haag, H. Cartarius, G. Wunner
A Bose-Einstein condensate with PT-symmetric loss and gain in a harmonic trap: A test of rigorous estimates
Acta Polytechnica 54, 116 (2014)
Reprint: PDF
J. Fuchs, J. Main, H. Cartarius, G. Wunner
Harmonic inversion analysis of exceptional points in resonance spectra
Journal of Physics A 47, 125304 (2014)
Preprint: PDF
D. Haag, D. Dast, A. Löhle, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Nonlinear quantum dynamics in a PT-symmetric double well
Physical Review A 89, 023601 (2014)
Reprint: PDF
A. Löhle, H. Cartarius, D. Haag, D. Dast, J. Main, G. Wunner
Stability of Bose-Einstein condensates in a PT symmetric double-delta potential close to branch points
Acta Polytechnica 54, 133 (2014)
Reprint: PDF

2013

D. Dast, D. Haag, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Eigenvalue structure of a Bose-Einstein condensate in a PT-symmetric double well
Journal of Physics A 46, 375301 (2013)
Preprint: PDF
H. Cartarius, D. Dast, D. Haag, G. Wunner, R. Eichler, J. Main
Stationary and dynamical solutions of the Gross-Pitaevskii equation for a Bose-Einstein condensate in a PT symmetric double well
Acta Polytechnica 53, 259 (2013)
Reprint: PDF
R. Gutöhrlein, J. Main, H. Cartarius, G. Wunner
Bifurcations and exceptional points in dipolar Bose-Einstein condensates
Journal of Physics A 46, 305001 (2013)
Preprint: PDF
W. D. Heiss, H. Cartarius, G. Wunner, J. Main
Spectral singularities in PT-symmetric Bose–Einstein condensates
Journal of Physics A 46, 275307 (2013)
Preprint: PDF
M. Kreibich, J. Main, H. Cartarius, G. Wunner
Hermitian four-well potential as a realization of a PT-symmetric system
Physical Review A 87, 051601 (2013)
Reprint: PDF
D. Dast, D. Haag, H. Cartarius, G. Wunner, R. Eichler, J. Main
A Bose-Einstein condensate in a PT symmetric double well
Fortschritte der Physik 61, 124 (2013)

2012

K. Marquardt, P. Wieland, R. Häfner, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Macroscopic quantum tunneling of Bose-Einstein condensates with long-range interaction
Physical Review A 86, 063629 (2012)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript
H. Cartarius, D. Haag, D. Dast, G. Wunner
Nonlinear Schrödinger equation for a PT-symmetric delta-function double well
Journal of Physics A 45, 444008 (2012)
Preprint: PDF - Gzipped PostScript
H. Cartarius, G. Wunner
Model of a PT-symmetric Bose-Einstein condensate in a delta-function double-well potential
Physical Review A 86, 013612 (2012)
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H. Cartarius, E. Pollak
First-order corrections to semiclassical Gaussian partition functions for clusters of atoms
Chemical Physics 399, 135 (2012)
Preprint: PDF - Gzipped PostScript

2011

G. Wunner, H. Cartarius, P. Köberle, J. Main, S. Rau
Exceptional Points for Nonlinear Schrödinger Equations Describing Bose-Einstein Condensates of Ultracold Atomic Gases
Acta Polytechnica 51 (4), 95 (2011)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript
H. Cartarius, N. Moiseyev
Fingerprints of exceptional points in the survival probability of resonances in atomic spectra
Physical Review A 84, 013419 (2011)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript
H. Cartarius, E. Pollak
Imaginary time Gaussian dynamics of the Ar₃ cluster
The Journal of Chemical Physics 134, 044107 (2011)
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Copyright (2011) American Institute of Physics. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and the American Institute of Physics.

2010

S. Rau, J. Main, H. Cartarius, P. Köberle, G. Wunner
Variational methods with coupled Gaussian functions for Bose-Einstein condensates with long-range interactions. II. Applications
Physical Review A 82, 023611 (2010)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript
H. Cartarius, J. Main, T. Losch, G. Wunner
Resonance wave functions located at the Stark saddle point
Physical Review A 81, 063414 (2010)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript

2009

H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Exceptional points in the spectra of atoms in external fields
Physical Review A 79, 053408 (2009)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript
H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Signatures of the classical transition state in atomic quantum spectra
Physical Review A 79, 033412 (2009)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript
P. Köberle, H. Cartarius, T. Fabčič, J. Main, G. Wunner
Bifurcations, order and chaos in the Bose-Einstein condensation of dipolar gases
New Journal of Physics 11, 023017 (2009)
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2008

H. Cartarius, T. Fabčič, J. Main, G. Wunner
Dynamics and stability of Bose-Einstein condensates with attractive 1/r interaction
Physical Review A 78, 013615 (2008)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript
H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Discovery of exceptional points in the Bose-Einstein condensation of gases with attractive 1/r interaction
Physical Review A 77, 013618 (2008)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript

2007

H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
Exceptional Points in Atomic Spectra
Physical Review Letters 99, 173003 (2007)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript
H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
ℏ expansions in semiclassical theories for systems with smooth potentials and discrete symmetries
Annals of Physics 322, 315 (2007)
Preprint: PDF - Gzipped PostScript

2006

H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
First-Order ℏ Corrections to Gutzwiller's Trace Formula for Systems with Discrete Symmetries
Nonlinear Phenomena in Complex Systems 9, 240 (2006)
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Proceeding contributions

D. Preissler, T. Mappes, M. Dienerowitz, H. Cartarius
Teaching the Foundations of Quantum Imaging Through Mach-Zehnder Interferometry
In: 2025 IEEE Conference on Education and Training in Optics and Photonics (ETOP), pp. 1-4 (2025)
H. Cartarius, P. Scheiger, A. Donhauser
Moderne Physik im Lehr-Lern-Labor – Wahlpflichtfach im Lehramtsstudium Physik
In: Ansätze für die natur- und technikwissenschaftliche Lehrerbildung an der Professional School of Education Stuttgart - Ludwigsburg. Eine Bestandsaufnahme im Rahmen der Qualitätsoffensive Lehrerbildung, B. Zinn, E. Starauschek (Eds.), Logos Verlag, Berlin, pp. 9-16 (2019)
P. Scheiger, H. Cartarius, A. Donhauser
Evaluation der Mathematikkenntnisse von Lehramtsstudierenden der Physik
In: Ansätze für die natur- und technikwissenschaftliche Lehrerbildung an der Professional School of Education Stuttgart - Ludwigsburg. Eine Bestandsaufnahme im Rahmen der Qualitätsoffensive Lehrerbildung, B. Zinn, E. Starauschek (Eds.), Logos Verlag, Berlin, pp. 47-54 (2019)
D. Dast, D. Haag, H. Cartarius, G. Wunner, R. Eichler, J. Main
Description of Bose-Einstein Condensates in PT-Symmetric Double Wells
In: Selforganization in Complex Systems: The Past, Present, and Future of Synergetics, A. Pelster, G. Wunner (Eds.), Springer International Publishing, Cham, pp. 129-144 (2015)
Preprint: PDF
M. Kreibich, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
A nonlinear dynamics approach to Bogoliubov excitations of Bose-Einstein condensates
In: Proceedings of "Let's Face Chaos through Nonlinear Dynamics" 8th International Summer School/Conference, M. Robnik, V. G. Romanovski (Eds.)
AIP Conference Proceedings, Vol. 1468, AIP, pp. 216-222 (2012)
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Copyright (2012) American Institute of Physics. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and the American Institute of Physics.
G. Wunner, H. Cartarius, T. Fabčič, P. Köberle, J. Main, T. Schwidder
Nonlinear Dynamics of Bose-Einstein Condensates with Long-Range Interactions
In: Proceedings of the "7th International Summer School/Conference LET'S FACE CHAOS THROUGH NONLINEAR DYNAMICS", CAMTP, University of Maribor, Slovenia, 29 June – 13 July 2008, M. Robnik, V. Romanovski (Eds.)
AIP Conference Proceedings, Vol. 1076, AIP, pp. 282-291 (2008)
Reprint: PDF - Gzipped PostScript
Copyright (2008) American Institute of Physics. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and the American Institute of Physics.

Articles in Journals for School Education

S. Aehle, H. Cartarius
Die Rolle des Zufalls in der Quantenphysik – Grundlagen und technische Anwendungen
Naturwissenschaften im Unterricht Physik, submitted (2023)
S. Aehle, P. Scheiger, H. Cartarius
Aufgaben mit Bezug zum Nobelpreis für Physik 2022
Plus Lucis Jg. 2023 (2), 24 (2023)

Books

M. Kaschke, H. Cartarius
Fingerübungen der Physik: Himmelsmechanik – Astrodynamik
Springer Nature, Berlin, Heidelberg, 2025.
M. Kaschke, H. Cartarius
Fingerübungen der Physik: Mechanik
Springer Nature, Berlin, Heidelberg, 2025.

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