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ePaper created 2015-06-16, 10:02:52 | version 1.39.0
106 VORSTOSS IN UNSICHTBARE WELTEN Es ist ein Forschungsgebiet, das an die Grenzen der menschlichen Vorstellungskraft geht – die Helm- holtz-Wissenschaftler haben sich aufgemacht, die letzten Geheimnisse von Materie zu entschlüsseln. Es geht um sehr grundlegende Herausforderungen, die eine große Spannbreite haben: vom Ursprung unseres Universums und seiner Bestandteile bis zu komplexen Prozessen in Molekülen, Materialien und biologischen Wirkstoffen. In dem Helmholtz-Programm „Materie und das Universum“, das Teilchen-, Astroteilchen- und Kernphysik verbindet, geht es buchstäblich um das Alphabet und die Grammatik des Universums. Vieles ist hier in den letzten Jahrzehnten zutage gefördert worden, wie zum Beispiel das Standardmodell der Teilchen, künstlich erzeugte Antimaterie und superschwere Atomkerne sowie die Erkenntnis, das ununterbrochen hochenergetische Teilchen aus dem Weltraum auf unsere Erde prasseln. Aber vieles liegt noch im Dunkeln: Gibt es eine Urkraft, aus der alle uns bekannten Kräfte entstanden sind? Woraus besteht die sogenannte Dunkle Materie, die als Gravitations-Klebstoff alles durchdringt? Was ist und wie wirkt die Dunkle Energie, welche die Expansion des Universums beschleunigt statt bremst? Was können uns die Astroteilchen vom Universum erzählen? Ganz anderen Fragestellungen geht man im Helmholtz-Programm „Von Materie zu Materialien und Leben“ nach. Hier wollen die Wissenschaftler den Eigenschaften der Materie, die uns umgibt, auf den Grund gehen. Der Startschuss für die Forschung auf diesem Gebiet fiel mit den ersten Röntgenaufnahmen von Kristallen vor etwas mehr als 100 Jahren. Seither hat sich die Molekül- und Materialforschung rasant entwickelt. Keine moderne Technologie wäre heute ohne die molekularen Erkenntnisse der Materialfor- scher denkbar, welche die Entwicklung hochmoderner Werkstoffe ermöglicht hat. Aber auch die Medizin hat davon profitiert: Ohne die Kenntnis des molekularen Aufbaus von Viren und Bakterien könnten wir heute keine wirksamen Medikamente maßschneidern. Aber auch hier gibt es noch viele Kopfnüsse zu knacken: Ist Supraleitung bei Zimmertemperatur realisierbar? Kann man Transistoren bauen, die mit einem einzigen Elektron schalten? Kann man die ultraschnellen Prozesse, die in einer chemischen oder biologischen Reaktion ablaufen, direkt beobachten? Die Antworten auf Fragen dieses Kalibers werden die Technologien unser Kinder und Enkel maßgeblich bestimmen. DER FORSCHUNGSBEREICH MATERIE Zusammenarbeit von Mensch und Maschine an PETRA III bei DESY. Foto: DESY/H. Müller-Elsner Kühlersynchrotron „COSY“ zur Beschleunigung von Protonen und Deute- ronen am Institut für Kernphysik des Forschungszentrums Jülich. Foto: Forschungszentrum Jülich/R.-U. Limbach