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Helmholtz wird 30 Jahre alt und wir stellen die Erfolge der Gemeinschaft in 30 Stories vor. Eine davon handelt von der gelungenen Zusammenarbeit mit Universitäten, die sich auch im erfolgreichen Ergebnis der Exzellenzstrategie zeigt: Helmholtz-Zentren sind in der kommenden Förderperiode an 32 Clustern beteiligt. Aber auch jenseits dieser Leuchttürme erleben wir Durchbrüche. Einem Team unter Leitung der Universität Rostock und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf gelang erstmals die Untersuchung von flüssigem Kohlenstoff, der unter anderem eine wichtige Rolle für Zukunftstechnologien wie die Kernfusion spielt. Und: Jan S. Hesthaven betont im Standpunkt, dass wir für solche Errungenschaften eine freie Wissenschaft über Grenzen hinweg brauchen, und erklärt, wie er das KIT noch internationaler aufstellen möchte. Viel Spaß beim Lesen! |
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Seit Mai erzählen wir unter dem Motto „30 Jahre – 30 Stories“ bewegende und inspirierende Geschichten aus drei Helmholtz-Jahrzehnten und posten täglich eine Story zusammen mit unseren Zentren auf Social Media. Helmholtz-Stories entdecken |
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Ziel der Ausschreibung ist es, Aktivitäten zu initiieren und zu fördern, die sich mit Herausforderungen und Methoden der Bildgebung in verschiedenen Helmholtz-Forschungsbereichen und -Zentren befassen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung innovativer Ansätze, die die Verarbeitung von Bilddaten vom Sensor bis zur Veröffentlichung wesentlich voranbringen. Bewerbungsschluss ist der 30. Juli 2025. Jetzt bewerben |
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Flüssiger Kohlenstoff kommt zum Beispiel im Inneren von Planeten vor und spielt eine wichtige Rolle für Zukunftstechnologien wie die Kernfusion. Bisher war allerdings nur sehr wenig über Kohlenstoff in flüssiger Form bekannt, denn im Labor war dieser Zustand praktisch nicht fassbar: Bei Normaldruck schmilzt Kohlenstoff nicht, sondern geht direkt in einen gasförmigen Zustand über. Erst unter extremem Druck und bei Temperaturen von etwa 4.500 Grad Celsius – dem höchsten Schmelzpunkt eines Materials überhaupt – wird Kohlenstoff flüssig. Kein Behälter würde dem standhalten. Laserkompression hingegen kann festen Kohlenstoff für Bruchteile von Sekunden verflüssigen. Diese Sekundenbruchteile gilt es für Messungen zu nutzen. Am European XFEL in Schenefeld bei Hamburg, dem weltgrößten Röntgenlaser mit seinen ultrakurzen Pulsen, ist dies heute in bisher unvorstellbarer Weise möglich. Im Experiment treiben die hochenergetischen Pulse des Lasers Kompressionswellen durch eine feste Kohlenstoffprobe und verflüssigen das Material für Nanosekunden, also für den milliardstel Teil einer Sekunde. Innerhalb dieser Nanosekunde wird die Probe mit einem ultrakurzen Röntgenlaserblitz des European XFEL beschossen. Die Atome im Kohlenstoff lenken das Röntgenlicht ab – ähnlich wie Licht an Gittern gebeugt wird. Das Beugungsmuster erlaubt Rückschlüsse auf die momentane Anordnung der Atome im flüssigen Kohlenstoff. Ein Experiment dauert zwar nur ein paar Sekunden, wird aber vielfach wiederholt: Jedes Mal mit einem leicht zeitversetzten Röntgenpuls oder unter leicht veränderten Druck- und Temperaturbedingungen. Aus vielen Schnappschüssen entsteht schließlich ein Film. So konnten die Forscher:innen den Übergang zwischen fester und flüssiger Phase Schritt für Schritt nachvollziehen. Die Messungen ergaben: Mit je vier nächsten Nachbarn folgt flüssiger Kohlenstoff einer ähnlichen Systematik wie fester Diamant. „Das ist das erste Mal überhaupt, dass wir die Struktur von flüssigem Kohlenstoff experimentell beobachten konnten. Unser Experiment bestätigt Vorhersagen aus aufwendigen Simulationen von flüssigem Kohlenstoff. Es handelt sich eher um eine komplexe Form einer Flüssigkeit, ähnlich wie Wasser, das auch ganz besondere strukturelle Eigenschaften besitzt“, erklärt der Leiter der „Carbon Working Group“ innerhalb der Forschungskollaboration, Dominik Kraus von der Universität Rostock und dem HZDR. Auch den Schmelzpunkt konnten die Forscher:innen genau eingrenzen. Bislang wichen die theoretischen Vorhersagen für Struktur und Schmelzpunkt stark voneinander ab. Ihre genaue Kenntnis ist aber entscheidend für Planetenmodelle und bestimmte Konzepte zur Energiegewinnung durch Kernfusion. Erstmals Struktur von flüssigem Kohlenstoff gemessen (HZDR)
Bestimmte kindliche Hirntumoren entstehen bereits früh in hochspezialisierten Nervenzellen Erfolgreiche Experimente bei GSI/FAIR enthüllen neue Insel der asymmetrischen Kernspaltung |
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Ich arbeite mit einem Team von 15 Kolleginnen und Kollegen an sogenannten Undulatoren – das sind Schlüsselkomponenten für Synchrotronstrahlungsquellen. In diesen Anlagen werden Elektronen fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Unsere Magnetsysteme bringen sie auf einen Slalomkurs, wodurch sie Energie in Form von Licht abgeben: die Synchrotronstrahlung. Dieses spezielle Licht nutzen Forschende weltweit für ihre Experimente – etwa zur Entwicklung neuer Batterien oder Katalysatoren. Die Undulatoren entwickeln und fertigen wir selbst, oft als maßgeschneiderte Einzelstücke. Wir liefern sie auch an andere internationale Forschungszentren und ermöglichen damit spannende Forschung. Bei meiner Arbeit geht es um die Wechselwirkungen von Materie und Licht. Am meisten fasziniert mich, wenn wir feststellen, dass sich die Physik anders verhält als erwartet. Wir nehmen nichts als selbstverständlich hin – und genau diese Überraschungen treiben mich als Wissenschaftlerin an.
Ich denke oft an ein Thema aus meiner Habilitationszeit zurück: Tarnkappen und Metamaterialien. Der Brechungsindex der Materialien kann so manipuliert werden, dass mit Metamaterialien beschichtete Objekte scheinbar unsichtbar werden. Ich glaube, sie könnten noch viel mehr leisten. Zum Beispiel könnten wir damit neuartige Optiken für unsere Strahlrohre entwickeln. Aktuell leiten wir das in Beschleunigern erzeugte Licht nacheinander zu verschiedenen Experimenten. Mit Metamaterialien ließe sich das Licht womöglich gleichzeitig auf mehrere Experimente verteilen – das wäre viel effizienter als heute und der Lichtstrahl würde besser genutzt! Solche Ansätze auszuprobieren, reizt mich sehr. Auch unsere Nachfolgequelle BESSY III könnte davon profitieren.
Ich würde mich gern mit Joschka Fischer unterhalten – über die Verantwortung der Wissenschaft, besonders bei potenziell militärisch nutzbarer Forschung. Wo endet die Verantwortung der Forschenden, wo beginnt die der Politik? Fischer hat als Politiker erlebt, dass man die eigenen Ideale immer wieder mit der politischen Realität abgleichen muss. Ein Gespräch mit ihm wäre sicher sehr aufschlussreich. |
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Der freie Austausch von Ideen und die grenzüberschreitende Begegnung von Menschen sind der Motor von Wissenschaft. Wenn das durch politische Ideologien behindert wird, ist mehr in Gefahr als nur einzelne Forschungsprojekte. In den USA – bis vor Kurzem der Ort wissenschaftlicher Offenheit – beobachten wir zunehmende Einschränkungen: Forschungen zu Klima, Gender oder öffentlicher Gesundheit werden politisiert, Budgets gekürzt, Kooperationen infrage gestellt. Wissenschaft wird vereinnahmt – oder sogar bekämpft. Doch Wissenschaftsfreiheit ist nicht nur ein Wert, sondern auch eine Notwendigkeit – auch und gerade in Zeiten globaler Spannungen. Grenzüberschreitende Zusammenarbeit sichert wissenschaftliche Qualität und die Resilienz der Gesellschaft weltweit, denken wir etwa an die großen Herausforderungen unserer Zeit wie den Klimawandel oder die Pandemievorsorge. Selbst während des Kalten Krieges, eines Tiefpunkts des politischen Dialogs, war ein wissenschaftlicher Austausch zwischen den Nationen weitgehend möglich. Diese Tradition fortzusetzen, ist kein Widerspruch zur institutionellen Neutralität, sondern Ausdruck eines klaren Selbstverständnisses: Wissenschaft bleibt gesprächsbereit – auch und gerade mit schwierigen Partnern. Dazu braucht es Strategien: Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat in diesem Sinne ein klares Zeichen gesetzt. Mit der Berufung eines Dänen zum Präsidenten, mit vorherigen beruflichen Stationen in der Schweiz und den USA, hat sich das KIT bewusst dafür entschieden, sich international aufzustellen. Dieses Vertrauen ehrt mich – und spricht für eine bemerkenswerte Offenheit. Doch diese Offenheit ist auch ein Anspruch an uns selbst. Denn gleichzeitig wissen wir: Das KIT ist auf dem Weg, aber noch nicht am Ziel. Als Student in Dänemark habe ich früh erlebt, wie sehr internationale Netzwerke den wissenschaftlichen Fortschritt kleiner Länder prägen. Diese Erfahrung begleitet mich bis heute. Internationale Exzellenz entsteht nicht allein durch Kooperationen, sondern durch ein Umfeld, das Talente aus aller Welt willkommen heißt – und sie hält. Wir müssen auch unsere Studierenden und Mitarbeitenden aus Deutschland so ausbilden, dass sie global anschlussfähig sind. Bilingualität ist dabei ein wichtiger Schritt – Englisch wird wichtiger, aber dennoch bleibt die deutsche Sprache zentral. Die 200-jährige Geschichte des KIT in Karlsruhe und dem badischen Umland ist Teil unserer Identität. Internationalität und Regionalität stehen nicht im Widerspruch – sie bereichern einander. Das KIT versteht sich als aktiver Partner in einem internationalen Netzwerk – innerhalb Europas ebenso wie darüber hinaus. Die Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt uns dabei mit großer Kraft. Doch auch wir selbst müssen dafür die nötigen Strukturen schaffen: offene Karrierezugänge, verlässliche Rahmenbedingungen, internationale Sichtbarkeit. Deutschland braucht die Internationalisierung ganz konkret, auch aus demografischen Gründen. Für das KIT – mit seiner engen Verbindung zur Wirtschaft – bedeutet das: Internationalisierung ist keine Option, sondern Voraussetzung, um den Bildungs- und Innovationsstandort Deutschland nachhaltig zu sichern. Internationalität ist auch gelebte Diversität: Sie bringt neue Perspektiven, fördert Innovation und verbindet Menschen jenseits von Herkunft, Kultur und Sprache. Sie ist nicht nur ein wissenschaftlicher Gewinn – sie ist eine ökonomische und gesellschaftliche Notwendigkeit. Auch heute. Wissenschaft kann Brücken bauen, wo Politik versagt. Inmitten geopolitischer Spannungen schafft wissenschaftliche Kooperation Raum für Dialog und Verständigung. Wenn wir Internationalität auch als Haltung begreifen, kann Wissenschaft mehr sein als Erkenntnisgewinn – sie kann zur Hoffnungsträgerin werden. |
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Klimadaten: Mit der zweiten Amtszeit Donald Trumps begann ein Rückbau der Klimaforschung. Näheres dazu, wie sich das im Einzelnen äußert und welche Probleme das für Forschende in Deutschland, Europa und dem Rest der Welt verursacht, erklärt Wolfgang zu Castell vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung bei DLF Nova. Dürre: Die anhaltende Trockenheit hat zunehmend Folgen für die Wälder und die Landwirtschaft. Bei Anfang April gesätem Mais könnten die Jungpflanzen teils kaum noch Wasser aus dem Boden ziehen, erklärt Andreas Marx vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig in der „Frankfurter Rundschau“. Viele Pflanzen sind laut Marx zu klein. Generell seien derzeit vor allem die frisch angelegten Kulturen in Gefahr. „Sie haben noch keine so tief reichenden Wurzeln, und Böden trocknen immer zuerst oben aus.“ Im Wald steige das Risiko für Brände. (Frankfurter Rundschau, 26.5.2025) Krebsforschung: Krebszellen manipulieren die Kommunikation zwischen Neuronen und Tumorgewebe für ihre Zwecke. Dieser Signalfluss könnte sich kappen lassen - mit großen Chancen für die Therapie. „Hier liegt ein vielversprechender Ansatz, um Bauchspeicheldrüsenkrebs in Zukunft womöglich deutlich wirksamer zu bekämpfen als bisher“, unterstreicht Andreas Trumpp, Abteilungsleiter am Deutschen Krebsforschungszentrum DKFZ und Direktor des Instituts für Stammzelltechnologie und Experimentelle Medizin in Heidelberg in der „Welt am Sonntag“. In einer viel beachteten Studie, die das Team um Trumpp kürzlich im Fachjournal „Nature“ veröffentlichte, ließ sich mit Tierversuchen belegen, wie überraschend eng die Kommunikation zwischen Nerven- und Tumorzellen ist – und auf welche Weise dies der Behandlung nutzen könnte. (Welt am Sonntag, 4.5.2025) |
Herausgegeben von: Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V., Anna-Louisa-Karsch-Str.2, 10178 Berlin Redaktion: Sebastian Grote, Franziska Roeder, Martin Trinkaus Bilder: Phil Dera (Editorial) Noch kein Abo? Hier geht's zur Registrierung Wenn Sie unseren Newsletter nicht mehr erhalten möchten, klicken Sie einfach hier: Newsletter abbestellen © Helmholtz
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