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Atmosphärenforschung
Vulkanausbruch, der Wellen schlägt
Am 15. Januar 2022 brach Unterwasservulkan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai im Südpazifik aus. Es war die stärkste explosive Eruption seit rund 140 Jahren, sie löste einen Tsunami aus und richtete schwere Schäden in dem Inselstaat Tonga an. Der Ausbruch sorgte darüber hinaus für einen unerwarteten Effekt: Neben den typischen Druckwellen in Bodennähe kam es zu Luftschwingungen in höheren Schichten der Atmosphäre. Das ergab die Analyse von Satellitendaten mit dem Jülicher Supercomputer JUWELS. Diese sogenannten Schwerewellen beeinflussen Klima und Wetter. Mit den Daten soll nun geprüft werden, ob Klima- und Wettermodelle die Bildung und Ausbreitung solcher Schwerewellen korrekt wiedergeben.
– Jülich Supercomputing Centre –
Jagd nach Schwerewellen
Informationstechnologie
Doppelter Quantenschub
Die Erforschung der Quantentechnologien wird weiter ausgebaut. Im neuen Projekt QSolid, das das Forschungszentrum Jülich koordiniert, entsteht ein deutscher Quantenrechner. Er soll auf supraleitenden Qubits basieren, die eine geringe Fehlerrate aufweisen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie die Industrie unterstützen das Vorhaben mit insgesamt 76,3 Millionen Euro.
Prof. Dr. Tommaso Calarco vom Forschungszentrum Jülich, Ministerpräsident Hendrik Wüst und Wirtschaftsminister Prof. Dr. Andreas Pinkwart bei der Gründung des Kompetenznetzwerks „EIN Quantum NRW.“ Das Bundesland Nordrhein-Westfalen bündelt die Quantentechnologie-Forschung im neuen Netzwerk „EIN Quantum NRW“ – das EIN steht für Education, Innovation und Networking. Das Netzwerk soll Universitäten, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen und die Wirtschaft zusammenbringen. Dafür stehen in den kommenden fünf Jahren bis zu 20 Millionen Euro zur Verfügung. Jülich wird ein starker Treiber der Vernetzung und Zusammenarbeit sein.
– Peter Grünberg Institut/Jülich Supercomputing Centre/Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik, Systeme der Elektronik –
Pressekonferenz zu „EIN Quantum NRW“ mit dem Jülicher Wissenschaftler Tommaso Calarco
Materialforschung
Ein neuer Materiezustand
Mehrere Materieteilchen können sich zu einer größeren Einheit, einem Cluster, zusammenschließen – vorausgesetzt, sie ziehen einander an. Doch unter bestimmten Bedingungen könnten auch abstoßende Teilchen Cluster bilden. Das haben jedenfalls Forscher:innen vor rund 20 Jahren theoretisch vorhergesagt. Nun hat ein Team aus Jülich, Wien und Siegen erstmals so einen Zustand verwirklicht. Der Clusterkristall besitzt wie kristalline Festkörper eine regelmäßige, gitterförmige Struktur, in der Teilchen einen festen Platz haben. Das Besondere: Diese Gitterplätze sind bei dem neuen Kristall von Clustern besetzt, die aus mehreren rein abstoßenden Teilchen bestehen.
– Institut für Biologische Informationsprozesse –
„Treibhausgasneutralität bis 2045 ist möglich, sowohl technisch als auch ökonomisch.“
Prof. Detlef Stolten
Eine Analyse von Jülicher Wissenschaftler:innen zeigt, wie Deutschland eine treibhausgasneutrale Energieversorgung erreichen kann.
Mehr zu diesem Thema: go.fzj.de/treibhausgasneutral
Hirnforschung
Kleine Variation mit großen Folgen
Das Hormon Oxytocin beeinflusst unser soziales Verhalten, fördert Vertrauen und Empathie. Es wird im Gehirn ausgeschüttet und löst eine Kette von Reaktionen in Nervenzellen aus. Mutationen im Rezeptor dieses „Kuschelhormons“ werden schon länger mit Autismus in Verbindung gebracht. Eine Studie von Regensburger und Jülicher Forscher:innen zeigt nun erstmals im Detail, wie schon eine kleine genetische Variation des Rezeptors die Wirkung des Hormons auf molekularer und zellulärer Ebene verändert. Ihre Ergebnisse könnten langfristig zu neuen Therapien führen, um Patienten mit dieser Mutation zu behandeln.
– Institute for Advanced Simulation und Institut für Neurowissenchaften und Medizin –
0,00Betriebsstunden,
ohne nennenswert an Leistung einzubüßen – so lange hielt erstmals eine von Jülicher Wissenschaftler:innen entwickelte Perowskit-Solarzelle durch. Perowskite sind eine Materialklasse mit einer speziellen Kristallstruktur, die auch aus organischen und anorganischen Materialien bestehen kann. Sie gelten als vielversprechende Kandidaten für die Solarmodule der Zukunft, denn solche Module lassen sich einfach, kostengünstig und energiesparend herstellen. Ihr großer Nachteil war bislang die sehr schnell sinkende Leistung.
– Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien –
Dr. Yicheng Zhao vom Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg erklärt die neue Perowskit-Solarzelle (Englisch) Neutronenforschung
Pipelines mit Neutronen kontrollieren
Verstopfungen in Ölpipelines können verheerende Folgen für die Versorgung haben. Umso wichtiger ist es, sie zügig zu finden. Doch bei Pipelines unter Wasser funktionieren gängige Methoden wie Wärmebildkameras oder Gammastrahlen nicht. Ein Forschungsteam mit Jülicher Beteiligung hat einen neuen Ansatz gefunden: Neutronen. Mit ihnen lässt sich selbst durch Rohrwände hindurch die Wasserstoffkonzentration messen. Diese verrät, ob sich im Rohr Öl, Gas oder die häufig für Verstopfungen verantwortlichen Hydrate befinden. Um die Konzentration zu messen, könnte künftig ein mobiler Detektor mit einer kleinen Neutronenquelle entlang der Pipeline hin- und herfahren.
– Jülich Centre for Neutron Science –
Fusionsforschung
Neuer Energie-Rekord
Forschende des europäischen Konsortiums EUROfusion haben einen Meilenstein bei der Erzeugung von Fusionsenergie erreicht. In der Versuchsanlage JET (siehe Bild unten) setzten sie 59 Megajoule Energie frei, doppelt so viel wie beim bisherigen Rekord aus dem Jahr 1997. Fusionsreaktoren könnten künftig einen Teil des globalen Energiebedarfs decken. An EUROfusion sind auch Jülicher Forschende beteiligt.
– Institut für Energie- und Klimaforschung –
Bilder: NASA Worldview, NOAA/NESDIS/STAR, Natasa Adzic/Universität Wien, Forschungszentrum Jülich/Sascha Kreklau, Forschungszentrum Jülich/Mercedes Alfonso-Prieto, HI ERN/Kurt Fuchs, Nord Stream 2/Paul Langrock; Videos: Forschungszentrum Jülich