Hochbegabungspresse
Ionen-Pingpong
enthüllt Kräfte im Atomkern
Neues
Diagnoseverfahren: Weitere erfolgreiche Studie
Forschungszentrum
Jülich erfolgreich bei Helmholtz Awards
Ehrenmedaille
für Prof. Syed M. Qaim
Prof.
Harald Bolt in Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften aufgenommen
Prof.
Sebastian M. Schmidt lehrt in Shanghai
Termine
Mediathek
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:
Informationen
zum Jülich Supercomputing Centre (JSC):
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“:
Informationen
zum Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Kognitive
Neurowissenschaften (INM-3):
Informationen
zum Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Physik der
Medizinischen Bildgebung (INM-4):
Informationen
zum 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).
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.
Informationen
zum Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Nuklearchemie
(INM-5):
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, 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:
Aktuelle
Termine:
Auf
Seite http://www.fz-juelich.de/termine
finden Sie aktuelle Konferenzen und Veranstaltungen im und mit dem Forschungszentrum
Jülich, unter anderem:
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.
Weitere
Informationen:
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:
Pressekontakt: Erhard Zeiss, Tel. 02461
61-1841,e.zeiss@fz-juelich.de
