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Kurznachrichten August 2015

Eisiger Haarschopf

Es ist fein, seidig und erinnert an Zuckerwatte: Haareis. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland und der Schweiz kamen jetzt dem rätselhaften Naturphänomen auf die Spur. Hinter dem eisigen Schopf steckt der Pilz Exidiopsis effusa, zu Deutsch Rosagetönte Gallertkruste. Die Studie wurde im Fachmagazin "Biogeosciences" veröffentlicht.

Haareis bildet sich im Winter bei Temperaturen knapp unter null Grad auf abgestorbenen Ästen von Laubbäumen. Die feinen Fäden sind nur rund ein Hundertstel Millimeter dick und können bis zu 10 Zentimeter lang werden. Der Polarforscher Alfred Wegener vermutete bereits 1918 in einer Studie, dass hinter der filigranen Pracht ein Baumpilz steckt.

Dass Wegener Recht hatte, bestätigten knapp hundert Jahre später Untersuchungen und Experimente des deutsch-schweizerischen Forscherteams. Sie wiesen die Rosagetönte Gallertkruste in allen Ästen nach, auf denen Haareis wuchs. Behandelten sie die Äste mit einem starken Fungizid oder Hitze, blieben sie kahl.

Die Chemikerin Dr. Diana Hofmann vom Jülicher Institut für Agrosphärenforschung analysierte geschmolzenes Haareis. Sie entdeckte dabei Reste organischer Substanzen – darunter Tannin und Lignin, das Pflanzen ihre Festigkeit verleiht. Die Untersuchungen zeigten: Die Rosagetönte Gallertkruste "verdaut" das tote Holz. Einige organische Reste – Lignin und Tannin, in Wasser gelöst – gelangen durch winzige Kanäle im Gewebe des Astes nach außen. Geht die Temperatur unter null, dienen diese Substanzen als Kristallisationskeime bei der Eisbildung. Diese Verbindungen sollten auch der Grund dafür sein, dass die malerischen Eis-Schweife in Form bleiben, bis es taut.

HaareisHauchzarte Mähne: Die Rosagetönte Gallertkruste steckt hinter dem Phänomen Haareis
Copyright: Gisela Preuss

Originalveröffentlichung:
Diana Hofmann, Gisela Preuss und Christian Mätzler: Evidence for biological shaping of hair ice. "Biogeosciences", 12, 4261-4273, DOI: 10.5194/bg-12-4261-2015, 2015.

Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Agrosphäre (IBG-3)

Neue Studie: Wie Pflanzen ihre Biomasse verteilen

Blätter, Stamm oder Stängel und Wurzeln: Gemeinsam bilden sie die Biomasse einer Pflanze. Doch wie hängt ihr Anteil mit der Größe der Pflanze zusammen? Und wie sind ihre Anteile bei unterschiedlichen Arten zusammengesetzt? Dr. Hendrik Poorter vom Jülicher Institut für Pflanzenforschung und eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern legten erstmals eine globale Datensammlung an und werteten sie aus, um Antworten auf diese Fragen zu finden. Die Ergebnisse sind jetzt im Fachmagazin "New Phytologist" nachzulesen.

Die Sammlung umfasst rund 11.000 Datensätze zu etwa 1.200 Pflanzenarten auf fünf Kontinenten. Die Forscher nutzten die Daten, um die Größenverhältnisse von Blattwerk, Stamm oder Stängel sowie Wurzeln zu untersuchen und in welchen Anteilen die Biomasse bei ihnen verteilt ist. Im Zentrum stand dabei die Frage, ob die Daten die gängige Metabolic Scaling Theory (MST) bestätigen, nach der eine Pflanze ihre einzelnen Teile proportional in bestimmten Größenverhältnissen ausbildet.

Die Studie rückt von diesem starren Modell ab und kommt zu dem Schluss, dass die Verteilung von Biomasse in Pflanzen flexibler betrachtet und Faktoren wie die Evolution oder die ökologische Rolle einbezogen werden müssen. So haben lauabwerfende Arten einen kleineren Anteil an Blättern als immergrüne. Diesen Mangel gleichen sie durch dünnere Blätter aus. Gräser hingegen besitzen eine vergleichsweise große Wurzelmasse. Ein Grund dafür könnte sein, dass sie schnell wieder Blätter austreiben können, wenn sie zum Beispiel auf einer Weide "abgegrast" wurden.

Originalveröffentlichung:
Hendrik Poorter et al.: How does biomass distribution change with size and differ among species? An analysis for 1200 plant species from five continents. New Phytologist, July 2015, DOI: 10.1111/nph.13571

Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Pflanzenwissenschaften (IBG-2)

Europäische Spallationsquelle erhält neue Rechtsform

Die Europäische Spallationsquelle ESS wird in ein Europäisches Forschungsinfrastruktur-Konsortium (engl. European Research Infrastructure Consortium), kurz ERIC, überführt. Die Gründung des Konsortiums mit dem offiziellen Namen "European Spallation Source ERIC" hat die Europäische Kommission in der vergangenen Woche bewilligt. Der Beschluss tritt am 28. August in Kraft.

Die Rechtsform ERIC erleichtert den gemeinsamen Aufbau und Betrieb von Forschungsinfrastrukturen von europäischem Interesse, zum Beispiel durch eine direkte Steuerung und Finanzierung durch die beteiligten Staaten. Die Leitung des ESS-Konsortiums wird ein Rat übernehmen, der aus Vertretern der derzeit elf Mitgliedsstaaten besteht. Bisher wurde die Europäische Spallationsquelle als schwedisch-dänische Gesellschaft mit beschränkter Haftung betrieben.

"Die ESS wird künftig die stärkste Neutronenquelle der Welt sein und einzigartige Möglichkeiten zur Erforschung von neuen Materialien und biologischen Prozessen bieten, die beispielsweise für die Informationstechnologie, die Energieforschung oder die medizinische Forschung von Nutzen sind", so Vorstandsmitglied Prof. Sebastian M. Schmidt vom Forschungszentrum Jülich. Sie gehört zu einer neuen Generation von Quellen und kommt ohne Kernspaltung aus. Aufgrund der neuen Forschungsmöglichkeiten, aber auch durch Einrichtung und Betrieb der Anlage selbst werden von der ESS Impulse für die Wirtschaft in ganz Europa erwartet.

Deutsche Wissenschaftler haben sich seit 2010 maßgeblich an der Planung der Anlage beteiligt. In der gegenwärtigen Konstruktionsphase übernehmen sie weiterhin einen bedeutenden Anteil, insbesondere beim Aufbau von Instrumenten. Neben dem Forschungszentrum Jülich, das die deutschen Beiträge koordiniert, sind derzeit auch das Helmholtz-Zentrum Geesthacht und die Technische Universität München an dem europäischen Großprojekt beteiligt. Die ersten Neutronen werden für 2019 erwartet, die ersten Experimente sind für 2023 anberaumt.

Die Europäische Union hat die Vorbereitungsphase des Projektes mit 5 Millionen Euro gefördert und unterstützt es im Jahr 2015 über das EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation HORIZONT 2020 mit weiteren 20 Millionen Euro. Deutschland trägt – gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) – 202,5 Millionen Euro der veranschlagten Baukosten von rund 1,8 Milliarden Euro und einen jährlichen Anteil von 15 Millionen Euro an den Betriebskosten.

Weitere Informationen:
Europäische Spallationsquelle ESS
Website der ESS
Jülicher Forschung mit Neutronen

EU fördert Jülicher Neutronenforschung mit über einer Million

Das Forschungszentrum Jülich erhält über eine Million Euro für die Entwicklung neuer Methoden und Technologien für die Forschung mit Neutronen. Die geplanten Arbeiten sind Teil des Infrastrukturprojekts "Science and Innovation with Neutrons in Europe" (SINE2020), das im Oktober mit einer Laufzeit von vier Jahren startet. Forschungseinrichtungen aus 13 Ländern beteiligen sich daran. SINE2020 wird durch das EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation HORIZONT 2020 gefördert.

SINE2020 soll dazu beitragen, dass die neuartigen Forschungsmöglichkeiten an der im Bau befindlichen Europäischen Spallationsquelle ESS und ihr Innovationspotenzial von Anfang an optimal genutzt werden. Die ESS soll 2019 im schwedischen Lund den Betrieb aufnehmen. Das europäische Gemeinschaftsprojekt wird die weltweit stärkste Neutronenquelle sein und einzigartige Forschungsmöglichkeiten für die rund 10.000 Neutronennutzer in Europa bieten – das ist die größte Gemeinschaft von Neutronennutzern weltweit. Besonders Proteine und Polymere werden sich an der ESS viel besser untersuchen lassen als an den heutigen Quellen.

Das Forschungszentrum Jülich ist an vier Arbeitspaketen beteiligt: Erstens an der Entwicklung neuer Syntheseverfahren für deuterierte Monomere und Polymere. Deuterium – schwerer Wasserstoff – färbt die zu untersuchenden Moleküle, die wichtige Grundstoffe für die Kunstofffertigung sowie für die Photovoltaik und die LED-Technologie sind, gleichsam ein: So lassen sie sich besser nachweisen.
Außerdem beteiligt Jülich sich an der Entwicklung neuer Verfahren, mit denen sich Proteine kristallisieren lassen. Mithilfe solcher Kristalle lässt sich die Struktur von Proteinen bestimmen, wichtig etwa für die medizinische Forschung.

Ein weiteres Arbeitspaket zielt auf die Entwicklung eines neuartigen Detektortyps, der mehr Neutronen pro Sekunde nachweisen und damit die höhere Signalintensität der ESS verarbeiten kann.
Das vierte Arbeitspaket kümmert sich um die Entwicklung nutzerfreundlicher Software zur effizienten Verarbeitung der größeren Datenmengen, die bei der Forschung an der ESS gewonnen werden können.

Neutronenstreuung ist eine vielseitige wissenschaftliche Untersuchungsmethode mit einer Reihe einzigartiger Anwendungen. Sie verrät, wo Atome sind und wie sie sich bewegen. Im Gegensatz zu anderen Methoden kann sie unter anderem leichte Elemente oder magnetische Eigenschaften nachweisen und ist dabei sanft zu den Proben. Neutronenforschung ist nur an speziellen Großgeräten möglich.

Weitere Informationen zu den beteiligten Instituten:
Jülich Centre for Neutron Science (JCNS)

Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik, Bereich Systeme der Elektronik (ZEA-2)

Weitere Informationen über SINE2020 (auf Englisch)

Prof. Mei Bai ausgezeichnet

Die Direktorin des Jülicher Instituts für Kernphysik, Prof. Mei Bai, erhielt in Washington D. C. den "Ernest Orlando Lawrence Award 2014" für ihren Beitrag zum Verständnis der Dynamik Spin-polarisierter Strahlen und der Beschleunigung polarisierter Protonen am Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) am Brookhaven National Laboratory in Upton auf Long Island. Die Auszeichnung ist mit 20.000 US-Dollar dotiert und erinnert an Ernest Orlando Lawrence, den Erfinder des Zyklotrons und Physik-Nobelpreisträger von 1939.

Mei Bai leitet seit Dezember 2014 den Bereich Kernphysikalische Großgeräte am Institut für Kernphysik. Gemeinsam mit anderen Jülicher Wissenschaftlern entwickelt die Physikerin und Ingenieurin neue Geräte und Messverfahren an Jülichs Teilchenbeschleuniger COSY.

Institut für Kernphysik, Bereich Kernphysikalische Großgeräte (IKP-4)

Jülicher Kernphysik am Kavli Institut

Das renommierte Kavli Institut bietet im kommenden Jahr erstmals ein Programm zur Kernphysik. Zu den Organisatoren gehört Prof. Ulf-G. Meißner, Direktor des Jülicher Instituts für Kernphysik und des Institute for Advanced Simulation. Das Programm mit dem Titel "Frontiers in Nucelar Physics" beginnt am 22. August 2016 und endet am 4. November. Das Kavli Institut im kalifornischen Santa Barbara ist weltweit eines der bekanntesten Institute für Theoretische Physik. Herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kommen dort für längere Zeit zusammen, um intensiver als auf einer normalen Konferenz ihre Arbeiten zu diskutieren und Anregungen für weitere Kollaborationen zu entwickeln.

Im Zentrum der Arbeit von Ulf-G. Meißner steht die Theorie der sogenannten starken Wechselwirkung, die die Atomkerne zusammenhält. Seine Arbeiten zum Hoyle-Zustand finden weltweit Beachtung. Dieser Zustand ermöglicht die Bildung von Kohlenstoff und ist damit die Grundlage für die Entstehung von Leben. Darüber hinaus erforschte er in den vergangenen Jahren die Theorie hinter der Wechselwirkung bestimmter Teilchen, der Nukleonen. Für die notwendigen Simulationen nutzte er die Jülicher Supercomputer.

Informationen und Anmeldung zu "Frontiers in Nuclear Physics"

Institut für Kernphysik Institute of Advanced Simulation, Bereich Theorie der starken Wechselwirkung (IKP-3/IAS-4)

Beitrag über Prof. Ulf-G. Meißner in der "Nahaufnahme Wissenschaft"

Aktuelle Termine

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

Biologische Ressourcen effizient nutzen

9. September, 18-20 Uhr, Kulturbahnhof (KuBa) Jülich
Die 3. öffentliche BioSC-Ringvorlesung beleuchtet das Thema "Effiziente Nutzung biologischer Ressourcen" aus drei ganz unterschiedlichen Forschungsperspektiven. In der anschließenden Diskussion besteht außerdem die Möglichkeit, sich mit den Referenten und Vertretern der Stadt Jülich über Chancen und Risiken der Bioökonomie für eine nachhaltige Stadtentwicklung zu unterhalten. Zu der Ringvorlesung ist nicht nur Fachpublikum, sondern vor allem die interessierte Öffentlichkeit eingeladen; die Teilnahme ist kostenfrei.

Mehr Informationen (BioSC)

SORMAS: Epidemien gezielt bekämpfen

10. September, Forschungszentrum Jülich, Großer Hörsaal
Wie Epidemien gezielt bekämpft werden können, erläutert Prof. Gérard Krause in der nächsten "Jülich Lecture". Der Leiter der Abteilung Epidemiologie im Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung berichtet über den Piloteinsatz von SORMAS in Nigeria. Das System ("Surveillance and Outbreak Response Management and Analysis System") dokumentiert mit Mobil- und Cloud-Technologie die Maßnahmen zum Infektionsschutz und überträgt epidemiologische Daten in Echtzeit.

Website der Veranstaltung

"Kleine Nacht der Wissenschaft" des Forschungszentrums

11. September, 18.30 Uhr, Kulturbahnhof (KuBa) Jülich
In der inzwischen sechsten "Kleinen Nacht der Wissenschaft" im Kulturbahnhof steht sie im Mittelpunkt: die "Zukunftsstadt". Das Forschungszentrum hat sie quasi vor der Haustür, denn Jülich wurde vom BMBF als eine von 52 Städten für das das Projekt "Zukunftsstadt" ausgewählt. Auf dem Podium nehmen deshalb in diesem Jahr neben Wissenschaftlern des Forschungszentrums auch Experten der Stadt Platz. Ihre Gesprächsthemen sind Energieversorgung, alternde Gesellschaft/Demenz und Bodenforschung. Volker Uerlings von der Jülicher Zeitung moderiert die Talkrunden.
Im zweiten Teil des Abends wird "Elysium" gezeigt, ein Science- Fiction-Film aus dem Jahr 2013 mit Matt Damon in der Hauptrolle. Der Eintritt ist frei.

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


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