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Kurznachrichten Juli 2013

Ionen-Pingpong enthüllt Kräfte im Atomkern

Ein internationales Wissenschaftlerteam hat mit einem Flugzeitmassenspektrometer erstmals die Bindungsenergie exotischer Atomkerne bestimmt. Die Messungen bestätigen theoretische Vorhersagen, die Darmstädter Physiker am Forschungszentrum Jülich errechnet haben. Der Vergleich lässt Rückschlüsse auf die Natur der Kräfte zu, die Atomkerne im Innersten zusammenhalten. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift "Nature" veröffentlicht.

Den Isotopen Calcium-53 und Calcium-54 kommt eine Schlüsselrolle in der kernphysikalischen Grundlagenforschung zu. Die künstlich erzeugten Atomkerne enthalten deutlich mehr Neutronen als stabile Kerne dieses Elements, wie das am häufigsten in der Natur vorkommende Calcium-40. Die Masse eines Kerns wird aber nicht nur durch die Ruhemasse der einzelnen Bestandteile bestimmt. Auch die Bindungsenergie von Protonen und Neutronen fließt gemäß Einsteins Formel E=mc2 darin ein.

Darmstädter Physikern gelang es nun, die theoretische Beschreibung der kurzlebigen Calcium-Isotope durch die Hinzunahme sogenannter Dreiteilchenkräfte zu verbessern. Bei Rechnungen am Jülich Supercomputing Centre (JSC) berücksichtigten sie neben den Wechselwirkungen, die zwischen jeweils zwei Teilchen des Atomkerns bestehen, zusätzlich weitere Kräfte, die sich ausschließlich zwischen drei beteiligten Teilchen ausbilden.

Da die Atomkerne nur in geringsten Mengen produziert werden können und binnen eines Wimpernschlags wieder zerfallen, gestaltet sich die experimentelle Erforschung der instabilen Isotope als schwierig. Erst eine Erweiterung des Präzisionsexperiments ISOLTRAP am europäischen Forschungszentrum CERN ermöglichte die Messung. Das Prinzip, die Flugzeitmassenspektrometrie, ist einfach: Alle Ionen erfahren die gleiche Kraft und werden daher bei unterschiedlicher Masse auf verschiedene Geschwindigkeiten beschleunigt. Durch eine neue, von Forschern der Universität Greifswald beigesteuerte Komponente gelang es, die üblicherweise nur einen Meter lange Flugstrecke auf mehrere Kilometer zu verlängern. Der Trick: Die Isotope, bei denen es sich ebenfalls um Ionen handelt, werden durch Spiegel wie bei einem Pingpongspiel zwischen den Wänden hin und her reflektiert.

Originalpublikation:

F. Wienholtz, D. Beck, K. Blaum, Ch. Borgmann, M. Breitenfeldt, R.B. Cakirli, S. George, F. Herfurth, J.D. Holt, M. Kowalska, S. Kreim, D. Lunney, V. Manea, J. Menendez, D. Neidherr, M. Rosenbusch, L. Schweikhard, A. Schwenk, J. Simonis, J. Stanja, R. N. Wolf, K. Zuber: Masses of exotic calcium isotopes pin down nuclear forces.
Nature (2013), DOI: 10.1038/nature12226

Pressemitteilung der TU Darmstadt vom 20. Juni 2013

Nature News & Views

Jülich Supercomputing Centre (JSC)

Neues Diagnoseverfahren: Weitere erfolgreiche Studie

Das 2012 vorgestellte Diagnoseverfahren 18F-FET PET wurde erfolgreich auch für hirneigene Tumore bei Kindern und Jugendlichen getestet. Das Ergebnis der Untersuchung an 27 Patienten zwischen drei und 17 Jahren stellte Veronika Dunkl vom Institut für Neurowissenschaften und Medizin des Forschungszentrums Jülich im Rahmen einer Tagung in Vancouver vor. Die an der Studie beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Forschungszentrum und der neurologischen Klinik der Universität zu Köln konnten demnach auch in dieser speziellen Patientengruppe unterscheiden, ob es im Krankheitsverlauf zu einem erneuten Tumorwachstum gekommen ist oder es sich um Veränderungen des Gewebes nach einer Behandlung, zum Beispiel einer Strahlentherapie, handelt.

Das neuartige Diagnoseverfahren bedient sich der sogenannten 18F-FET-Aminosäure (FET), die, leicht radioaktiv markiert, den Patienten injiziert wird. Mit einem Positronenemissionstomografen (PET) können die Wissenschaftler dann im Krankheitsverlauf therapiebedingte Veränderungen, zum Beispiel nach einer Bestrahlung, von einem erneuten Wachstum des Tumors unterscheiden. Bei 13 der 27 Patienten diente die Untersuchung der Erstdiagose: Liegt ein Tumor vor oder nicht? Diese Frage wurde durch das Diagnoseverfahren mit einer Sensitivität von 78 Prozent richtig beantwortet. Die Sensitivität eines Testverfahrens für die Diagnose gibt an, bei welchem Prozentsatz erkrankter Patienten die jeweilige Krankheit durch die Anwendung des Tests tatsächlich erkannt wird. Laut Dunkl konnte bei 14 Kindern mit Hirntumoren bei einer wiederholten Untersuchung mit dem neuen Diagnoseverfahren sogar mit bis zu 93-prozentiger Sensitivität ein erneutes Tumorwachstum von Restgewebe des Tumors nach einer Behandlung unterschieden werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass das Diagnoseverfahren auch bei Kindern und jungen Erwachsenen nützliche Zusatzinformationen für die klinische Behandlung bietet, falls die Untersuchung mithilfe der Magnetresonanztomografie nicht eindeutig ist.

Pressemitteilung "Innovatives Diagnoseverfahren liefert wertvolle Zusatzinformationen bei Hirnmetastasen"

Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Kognitive Neurowissenschaften (INM-3)

Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Physik der Medizinischen Bildgebung (INM-4)

Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Nuklearchemie (INM-5)

Forschungszentrum Jülich erfolgreich bei Helmholtz Awards

Vier vom Forschungszentrum Jülich nominierte, exzellente Wissenschaftler bzw. Wissenschaftsmanager wurden vor kurzem mit dem „Helmholtz International Fellow Award“ ausgezeichnet. Der Preis ist mit jeweils 20.000 Euro dotiert. Insgesamt wurden in der aktuellen Runde 13 Auszeichnungen von der Helmholtz-Gemeinschaft vergeben. Die zur Verfügung gestellten Mittel ermöglichen den Helmholtz-Fellows, die bewährten Kooperationen mit dem Forschungszentrum gezielt auszubauen. „Die Auszeichnung durch die Helmholtz-Gemeinschaft unterstreicht den Anspruch des Forschungszentrums, sich mit den weltweit besten Wissenschaftlern zu vernetzen, um in der Zusammenarbeit mit kompetenten Partnern die komplexen gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit zu lösen“, sagte Prof. Achim Bachem, Vorstandsvorsitzender des Forschungszentrums.

Folgende Kooperationspartner des Forschungszentrums Jülich wurden ausgezeichnet:

Prof. Dr. Aleksandra Czyrska-Filemonowicz, Direktorin des International Centre of Electron Microscopy for Materials Science, AGH University of Science and Technology Krakow (Polen); Prof. Dr. Andrew A. Maudsley, Professor am Department of Radiology, Miller School of Medicine, University of Miami (USA); Prof. Dr. Dani Or, Professor am Institute of Terrestrial Ecosystems, ETH Zürich (Schweiz); Prof. Dr. Yuehui Yu, Vize-Direktor des Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences (China).

Ehrenmedaille für Prof. Syed M. Qaim

Prof. Syed M. Qaim vom Institut für Neurowissenschaften und Medizin des Forschungszentrums Jülich erhielt in Bangladesch die Ehrenmedaille der Universität Rajshahi. Die Hochschule würdigte damit die langjährige Zusammenarbeit und den Einsatz Qaims für die Erweiterung ihres Lehrangebots. So wurden im Forschungszentrum Jülich mehrere Wissenschaftler aus Bangladesch auf dem Gebiet der Nuklearchemie ausgebildet. Zudem förderte Jülich die Universität mit Laboreinrichtungen und Messgeräten.

In den vergangenen Jahren kam der Geehrte mehrere Male zu von der UNESCO finanzierten Gastprofessuren nach Rajshahi. Dadurch konnten ein kleines Laboratorium für umweltrelevante Tracerstudien errichtet und ein neues Masterprogramm aufgestellt werden.

Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Nuklearchemie (INM-5)

Prof. Harald Bolt in Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften aufgenommen

Prof. Harald Bolt ist neues Ordentliches Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften (BBAW). Bolt, Mitglied des Vorstands des Forschungszentrums Jülich, gehört der Technikwissenschaftlichen Klasse der Akademie an.

Mit der Aufnahme würdigt die Akademie unter anderem Bolts wissenschaftliches Interesse an werkstofflichen Fragen im Umfeld der Fusionstechnologie. So stünden Fragen zur Wechselwirkung zwischen Plasma und Oberflächen im Zentrum seiner Arbeiten, heißt es von Seiten der BBAW. Der Wissenschaftler bewege sich damit im Grenzgebiet zwischen Maschinenbau, Elektrotechnik, Werkstofftechnik und Plasmatechnologie.

Harald Bolt, im Vorstand des Forschungszentrums für den Bereich Energie und Umwelt zuständig, nimmt zahlreiche Funktionen in

internationalen Gremien wahr, unter anderem als Vorsitzender einer EU-Arbeitsgruppe zur Implementierung der Energiematerialforschung in Horizon 2020, als Mitglied der ESFRI-Arbeitsgruppe zu europäischen Infrastrukturen für die Energieforschung, in der Advisory Group on Energy für die EU-Generaldirektionen Forschung und Transport/Energie (RP7) sowie im Aufsichtsrat der europäischen Fusionsagentur "Fusion for Energy".

Bolt ist unter anderem Auswärtiges Wissenschaftliches Mitglied des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik sowie Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften, acatech.

Informationen zur Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften

Prof. Sebastian M. Schmidt lehrt in Shanghai

Prof. Sebastian M. Schmidt, Mitglied des Vorstandes des Forschungszentrums Jülich, wurde im Juni auf eine Gastprofessur am Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology (SIMIT) der chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) berufen.

Die Zusammenarbeit von SIMIT und Forschungszentrum reicht zurück ins Jahr 2006. Das gemeinsame Forschungslabor „Joint Laboratory for Superconductivity and Bioelectronics“ wurde 2010 in Shanghai eröffnet.

Weitere Informationen zu SIMIT:

http://english.sim.cas.cn/

Aktuelle Termine

Auf Seite http://www.fz-juelich.de/termine finden Sie aktuelle Konferenzen und Veranstaltungen im und mit dem Forschungs­zentrum Jülich, unter anderem:

Euro-Par 2013 in Aachen

26. – 30. August, RWTH Aachen

Zusammen mit der German Research School for Simulation Sciences (GRS) und der RWTH Aachen organisiert das Forschungszentrum Jülich in diesem Jahr unter dem Dach der Jülich Aachen Research Alliance JARA die internationale Konferenz Euro-Par, die alle Bereiche des wissenschaftlichen Rechnens beleuchtet. Jetzt wurde das Programm veröffentlicht. Bis zum 20. Juli werden noch günstige Teilnahmegebühren angeboten.

Website der Euro-Par 2013

Mediathek

"Forschen in Jülich" als App

Die Jülicher Hirnforschung steht im Zentrum der aktuellen Ausgabe des Magazins "Forschen in Jülich", die jetzt auch als App erschienen ist. Unser Gehirn ist leistungsstark, energieeffizient, selbstlernend und selbstorganisierend – es wiegt weniger als 1,5 Kilogramm, übertrifft aber in seiner Funktionalität jeden Superrechner. Seit Jahrhunderten bemühen sich Wissenschaftler, es zu verstehen. In Jülich unterstützen Supercomputer und Simulationen die Wissenschaftler bei der Erforschung des Gehirns – und helfen bei der Aufklärung molekularer Prozesse ebenso wie bei der Entwicklung von Therapien.

Das Jülicher Magazin gibt es als App für Android und für Apple: Dort ist es ab sofort über den Zeitungskiosk erhältlich. Als E-Book und als PDF ist das Magazin auf der Website des Forschungszentrums aufrufbar.

Weitere Informationen zur App

Pressekontakt für die Kurznachrichten: Erhard Zeiss, Tel. 02461 61-1841, E-Mail: e.zeiss@fz-juelich.de


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