In der Sendung „Welt im Kopf“ dreht sich bei Susanne Päch alles um die Sinneswahrnehmung. Die über unterschiedliche Rezeptoren ins Gehirn strömenden Daten werden zuerst im lokalen Zentrum der zugehörigen Sinne verarbeitet, dann in Kaskaden bis ins Unterbewusstsein weiter geleitet und auf diesem Weg mit anderen Sinneseindrücken zu einem emotionalen Gesamtempfinden zusammengeführt, das das menschliche Verhalten emotional steuert. Ist es mit der Erfahrung stimmig, wird es meist gänzlich auf der unbewussten Ebene gehalten. Nur was das Unterbewusste aufgrund seiner Vorerfahrungen…
Änderung der Temperaturunterschiede zwischen Tropen und polaren Regionen ist zentrales Steuerelement der atmosphärischen Zirkulation und in der Folge Ursache regionaler Klimaveränderungen Das Klimasystem der Erde wird ganz wesentlich von den Temperaturunterschieden zwischen den Tropen und den Polen bestimmt. Die Erderwärmung dürfte zur Folge haben, dass sich die atmosphärische Zirkulation global verändert und sich nach und nach ein ähnlicher Modus wie vor 5.000 bis 10.000 Jahren einstellt. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die unter der Leitung von Dr. Michael Deininger…
In Science berichtet ein HZB-Team, wie es den aktuellen Weltrekord von 29,15 % in einer Tandemsolarzelle aus Silizium und Perowskit erreichen konnte. Die Tandemzelle zeigt selbst ohne Verkapselung über 300 Stunden eine stabile Leistung. Die Gruppe um Steve Albrecht hat dafür physikalische Prozesse an den Grenzflächen untersucht und gezielt den Ladungsträgertransport verbessert. Solarzellen aus zwei Halbleitern mit unterschiedlichen Bandlücken können als Tandem zusammen deutlich höhere Wirkungsgrade erreichen als jede Unterzelle für sich. Dies liegt daran, dass solche Tandemzellen das Sonnenspektrum…
Wissenschaftler*innen entwickeln Verfahren zur Herstellung neuer Kunststoffmaterialien. Medizin, Luftfahrt und Automobilbranche sind häufig auf komplexe Kunststoff-Bauteile angewiesen. Mittels additiver Fertigung, auch 3D-Druck genannt, können diese individuell, unkompliziert und in passender Stückzahl hergestellt werden. Ein weit verbreitetes und qualitativ hochwertiges Verfahren ist das sogenannte Lasersintern. Hier bringt ein Laser Polymerpulver zum Schmelzen und baut dann das gewünschte Kunststoff-Bauteil schichtweise auf. Der Haken: Für das Verfahren stehen bislang nur wenige Materialien zur Verfügung. In einem Forschungsprojekt wollen Wissenschaftler der Universität Paderborn daher…
Eine Muskelfaser besteht aus nur einer Zelle, hat aber ganz viele Kerne. Wie sehr sich diese voneinander unterscheiden, hat ein MDC-Team um Professorin Carmen Birchmeier gezeigt. Die Studie in „Nature Communications“ kann unter anderem helfen, Muskelerkrankungen wie die Duchenne-Dystrophie besser zu verstehen. Gewöhnlich besitzt jede Zelle genau einen Kern. Nicht so die Muskelzellen unserer Skelettmuskeln: In einem vergleichsweise riesigen Zytoplasma enthalten diese langen, faserigen Zellen Hunderte von Kernen. Inwieweit sich die Kerne einer einzelnen Muskelfaser hinsichtlich ihrer Genaktivität voneinander unterscheiden…
Das Display eines Smartphones reagiert auf Fingerdruck. Die fleischfressende Venusfliegenfalle dagegen bemerkt sogar, wenn ein Leichtgewicht wie eine Fliege auf ihr landet. Spezielle Gene machen das möglich. Alle Pflanzenzellen lassen sich durch Berührungen oder Verletzungen zu Reaktionen bewegen. Die fleischfressende Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) besitzt dafür hochsensible Organe: Sinneshaare, die selbst schwächste mechanische Reize registrieren, verstärken und in elektrische Signale umwandeln, die sich dann schnell im Pflanzengewebe ausbreiten. Ein Forschungsteam der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg hat einzelne Sinneshaare isoliert und darin den…
Die Promovierenden und Professor/innen im Forschungsprojekt „Heterogene Mensch-Maschine Teams“ (HerMes) freuen sich über eine neue Kollegin. Der Kollaborative Roboter (Cobot) CoRA ist das Herzstück eines interaktiven Demonstratorsystems, mit dem das HerMes-Team seine interdisziplinäre Forschung zur Mensch-Maschine-Interaktion in praxisnaher Umgebung durchführen kann. In der industriellen Produktion von morgen werden Menschen und intelligente Roboter immer stärker gleichberechtigt und in Teams zusammenarbeiten. So kann die Flexibilität der Menschen mit der Präzision und Kraft von Maschinen kombiniert werden, um beispielsweise komplexe Produkte wie Elektrofahrzeuge…
Ein Forschungsteam aus Italien, Norwegen und Deutschland hat gezeigt, dass sich die Eigenschaften von Molekülen signifikant verändern, wenn sie mit quantisierten elektromagnetischen Feldern in optischen Hohlräumen wechselwirken. Mit Hilfe neuartiger theoretischer Methoden und Computersimulationen weist das Team nach, dass die Chemie von Molekülen im Grund- und angeregten Zustand durch einen Einschluss in einem Hohlraum modifiziert werden kann. Die Forscher zeigen, wie die Modulation der Resonatorfeldfrequenz den Elektronentransfer innerhalb des Systems steuern kann. Ihre neu entwickelte Methodik ist potentiell wichtig für…
… nach optischer Anregung beobachtet Untersuchung von zeitaufgelösten Femtosekunden-Röntgenstreusignalen enthüllt schnellere Dynamik von chiraler im Vergleich zu kollinearer magnetischer Ordnung. Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), der Universität Siegen, des Forschungszentrums Jülich und des Elettra-Synchrotrons in Triest hat einen neuen Meilenstein für die ultraschnelle Kontrolle des Magnetismus erreicht. Das internationale Team arbeitet an Magnetisierungskonfigurationen, die eine chirale Drehung aufweisen. Chiralität ist ein Symmetriebruch, der beispielsweise in der Natur in Molekülen vorkommt, die für das Leben essenziell sind. Die…
Erst beugen und dann drehen Das Wasser auf der Erde macht unseren Planeten bewohnbar. Dieses speichert die Energie der Sonne und gibt sie in Form von Wärme ab. Eine internationale Forschungskollaboration unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung hat nun gezeigt, dass wie und wie schnell die in den Molekülen gespeicherte Energie in Wärme umgewandelt wird, stark von der Strahlungsenergie selbst abhängt. Die Wissenschaftler*innen fanden heraus, dass die Energie eines gebeugten Wassermoleküls schnell freigesetzt werden kann, indem sich das Wassermolekül in…
Ein dänisch-deutsches Forschungsteam hat einen winzigen Chip entwickelt, der auf Quantentechnologie basiert und – wenn er in größerem Maßstab realisiert würde – die Rechenleistung eines klassisch arbeitenden Supercomputers übertreffen könnte. Die Forscherinnen und Forscher zeigten, dass ihr Nanochip diesen sogenannten Quantenvorteil prinzipiell erreichen kann. In dem Chip werden Lichtteilchen, auch Photonen genannt, erzeugt, die als fliegende Quanteninformationseinheiten genutzt werden können. Das Team der Universität Kopenhagen und der Ruhr-Universität Bochum berichtet über die Entwicklung in der Zeitschrift Science Advances, online veröffentlicht…
In biologischen Zellen übersetzt die Transfer-RNA (tRNA) den von der Messenger-RNA (mRNA) übermittelten Bauplan von Proteinen. Neue Ergebnisse der Ultrakurzzeitspektroskopie und theoretischer Analysen zeigen, dass die komplexe gefaltete Struktur der tRNA durch Magnesium-Ionen stabilisiert wird, die sich in Kontakt mit Phosphatgruppen an ihrer Oberfläche befinden. RNA-Strukturen bestehen aus langen Ketten von Nukleotiden, die sich aus einer Nukleobase, z.B. Adenin, Uracil, Cytosin oder Guanin, einer Phosphatgruppe und einem Zuckermolekül zusammensetzen. Die Phosphatgruppen weisen eine negative Ladung auf und bilden zusammen mit…
Doktorand Felix Witt erhält den Karl-Doetsch-Nachwuchspreis für seine Masterarbeit über die Optimierung eines neuen Hochgeschwindigkeits-Laserhygrometerkonzepts für Flugzeuge. Wasserdampf in der Atmosphäre hat sehr großen Einfluss auf das Klima. Seine räumliche Verteilung lässt sich am besten mit flugfähigen Plattformen wie Flugzeugen messen. Aus diesem Grund arbeitet die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) mit dem Institut für Flugführung (IFF) der Technischen Universität Braunschweig eng zusammen, um neue metrologische Konzepte für die Feuchtemessung zu entwickeln und im neuen Forschungsflugzeug der TU Braunschweig (D-ILAB) einzusetzen. Die…
Intelligibility Meter ermöglicht objektive Messung und Anzeige von Sprachverständlichkeit bei der Medienproduktion. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer IDMT in Oldenburg entwickeln Lösungen, mit denen die Verständlichkeit von Sprache in Medien verbessert werden soll. Algorithmen zur automatischen Messung, Bewertung und Darstellung der Sprachverständlichkeit erleichtern die Arbeit von Tonschaffenden bei Film-, Game- und Audio-Produktionen. Mit der Implementierung der Intelligibility-Technologie in die aktuelle Produktionslösung Nuendo des Anbieters Steinberg zeigt nun eine Ampel an, wie gut das gesprochene Wort objektiv von Zuhörenden verstanden wird….
Forschungsteam der Universitäten Tübingen und Bristol untersucht, welche mikrobiologischen Prozesse durch die globale Erwärmung in Permafrostböden ablaufen. Etwa ein Viertel der Böden auf der Nordhalbkugel ist dauerhaft gefroren. In diesen Gebieten ist Schätzungen zufolge doppelt so viel Kohlenstoff im Boden gebunden wie aktuell in der Erdatmosphäre vorhanden. Durch die globale Erwärmung tauen immer mehr Permafrostböden auf. Ein Forschungsteam der Universität Tübingen unter der Leitung von Professor Andreas Kappler und Monique Patzner vom Zentrum für Angewandte Geowissenschaften und Dr. Casey Bryce,…
… fördern den Schlaf und das Überleben nach Verletzungen Wenn unser Körper verwundet wird, löst er eine komplexe Immunantwort aus. Als Teil davon produziert die Wunde kleine antimikrobielle Moleküle, um die Krankheitserreger lokal abzuwehren. Forschende des Biotechnologischen Zentrums (BIOTEC) der TU Dresden und des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Zusammenarbeit mit dem Centre d’Immunologie de Marseille-Luminy (CIML) in Frankreich haben herausgefunden, dass diese natürlichen Antibiotika auch als weitreichende molekulare Botenstoffe wirken können.Sie signalisieren die Wunde von der Verletzungsstelle zum Gehirn,…
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