Aufzeichnungen Wissenschaft online
Ausgewählte Vorträge haben wir für Sie aufgezeichnet. Sie können Sie sich hier anschauen.
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Was wird präsentiert
Gemeinsam mit Kollegen von der RWTH Aachen und der Universität Bonn forschen Jülicher Wissenschaftler:innen daran, die vielfältigen Vorzüge der Lupine zu nutzen und einen Mehrwert für Landwirte und die Umwelt zu schaffen. In seinem Vortrag teilt Thomas Classen aus dem IBG-1: Bioorganische Chemie spannende Einblicke in die Welt der Naturstoffe und ihre vielseitige Anwendung. Während Lupinen vielleicht bereits als Augenweiden in Ihrem Garten dienen, schlummert in ihnen noch weitaus mehr Potential.
Hintergrund
Lupinen sind vielseitige Blühpflanzen, die auf allen Kontinenten heimisch sind. Ihre Vorteile sind beeindruckend: Sie bereichern den Boden mit Stickstoff und machen Phosphor zugänglich. Doch das ist noch nicht alles. Aus Lupinen lassen sich wertvolle Proteine gewinnen und in den Bitterlupinen finden sich darüber hinaus nützliche Alkaloide.
Was wird präsentiert
Dr. Christian Rolf zeigt in seinem Vortrag, warum der Asiatische Monsun ein wichtiges Zirkulationssystem ist, welches das Klima auf der Nordhemisphäre durch den Transport von verschmutzten Luftmassen beeinflusst. Diesen Einfluss und die Transportprozesse der Luftmassen zu untersuchen, war das Ziel der Messkampagne PHILEAS.
Hintergrund
Rolf zeigt spannende Einblicke in den Ablauf der PHILEAS Flugzeug Messkampagne. Denn ein Forschungsflugzeug mit all seinen komplexen Messinstrumenten zu betreiben, erfordert ein Zusammenspiel von verschiedenen Disziplinen. Die technischen, aber auch die logistischen Herausforderungen müssen gemeistert werden, um schließlich sinnvolle Messungen in der Atmosphäre zu realisieren und wissenschaftliche Aussagen zu treffen.
Was wird präsentiert
Harald Lange, Leiter des Geschäftsbereichs Planen und Bauen, gibt einen kompakten Einblick in Zwänge und Möglichkeiten, aber auch Chancen des Planens und Bauens auf dem Campus Jülich und die spezifischen Themen des Forschungszentrums.
Hintergrund
Es geht immer um große Summen und deren nicht geplante Steigerungen, es geht immer um Zeitverzögerungen und deren Einfluss auf die Arbeitsfähigkeit der Wissenschaft. Es geht um Sanierungsstau und Energieeffizienz, um Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit. Es geht aber genauso um die Deckung dringender Bedarfe, wie um Repräsentation und Leuchttürme. Regularien, Vorschriften, Gesetze, aber auch die Menge der zu Beteiligenden werden kontinuierlich mehr. Komplexität und Aufwand nehmen seit Jahren zu. Diese Entwicklung steht im deutlichen Gegensatz zu den Forderungen, aber auch der drängenden Notwendigkeit nach optimierter Wirtschaftlichkeit und zügiger Projektrealisierung.
Was wird präsentiert
Ein computergestützter Ansatz zur Entdeckung von langlebigen Membranmaterialien für Brennstoffzellen und Wasserelektrolyseure. Von der Untersuchung der relevanten Degradationsmechanismen, über die automatisierte Stabilitätssimulation von tausenden Molekülen, bis zur experimentellen Validierung der Vorhersagen.
Hintergrund
Um den immensen Bedarf für leistungsfähige und erneuerbare Energieträger zu bedienen, sind fortschrittliche Energiematerialien der nächsten Generation nötig. Die Menge an potenziellen Materialien ist allerdings enorm, so gibt es mehr theoretisch mögliche Moleküle als es Atome im Universum gibt. Experimentelle Untersuchungen sind sehr aufwendig und können daher nur einen kleinen Teil der möglichen Materialien abdecken. Computerchemische Simulationen können um Größenordnungen schneller als ein Experiment sein und so die Suche nach den Energiematerialien von morgen signifikant beschleunigen.
Die Werkfeuerwehr ist an 365 Tagen, 7 Tage die Woche, 24 Stunden auf dem Campus präsent um die Sicherheit zu gewährleisten.
Neben der Kernaufgabe, die anfallenden Einsätze professionell abzuarbeiten, ist es die Aufgabe der Feuerwehr, viele Arbeiten im Hintergrund durchzuführen. Dazu zählt es beispielsweise, umfangreiche Ausbildungen durchzuführen und die Einsatzmittel einsatzbereit zu halten. Ebenso gibt es verschiedene Dienstleistungen, die durch das Personal der Werkfeuerwehr durchgeführt werden.
Der Vortrag der Kolleg:innen von der Werksfeuerwehr gibt einen tieferen Einblick in den Feuerwehr-Alltag.
Die Untersuchung von Geschlechtsunterschieden ist ein zentrales Thema in der Psychologie und den Neurowissenschaften. Ältere Studien deuteten darauf hin, dass es Unterschiede im Verhalten und der kognitiven Leistung zwischen Männern und Frauen geben könnte. Jedoch zeigen aktuellere Forschungsergebnisse, dass eindeutige geschlechtsspezifische Unterschiede in der Struktur und Funktion des Gehirns nicht existieren. Anders ausgedrückt, es gibt kein "typisch männliches" oder "typisch weibliches" Gehirn.
In ihrem Vortrag stellt Dr. Susanne Weis die Ergebnisse aktueller Studien des Jülicher Institutes für Neurowissenschaften und Medizin vor. Dazu verwenden die Wissenschaftler:innen Methoden des maschinellen Lernens verwenden, um ein tieferes Verständnis für Geschlechtsunterschiede in Gehirn und Verhalten zu gewinnen. Ein Fokus liegt dabei auf der Berücksichtigung der individuellen Geschlechtsidentität zusätzlich zum biologischen Geschlecht sowie auf der Einbeziehung des dynamischen Einflusses von (Sexual-) Hormonen.
Böden, Flächenpotentiale aus der Rekultivierung, vielfältige Wirtschaft mit Bezug zur Bioökonomie, Spitzenforschung direkt vor der Haustür – im Rheinischen Revier gibt es einzigartige Voraussetzungen für biobasiertes Wirtschaften. BioökonomieREVIER entwickelt diese Potentiale mit vielen regionalen Partnern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft. Dadurch entsteht eine inzwischen europaweit sichtbare Modellregion für Nachhaltige Bioökonomie.
In seinem Vortrag stellt Dr. Christian Klar vom Jülicher Institut für Pflanzenwissenschaft das BioökononmieREVIER vor.
Angesichts des drohenden Klimawandels und der Knappheit von Ressourcen ist es von großer Bedeutung, den hohen Energieverbrauch konventioneller Halbleiterchips zu reduzieren und zu diesem Zweck neuartige Materialien, Konzepte und Architekturen zu entwickeln. Die Wissenschaftler:innen am Jülicher Institut für Elektronische Materialien (PGI-7) lassen sich vom menschlichen Gehirn inspirieren, in welchem es keine Trennung von Rechenoperation und Datenspeicherung gibt, Abläufe nicht durch eine Systemuhr getaktet werden und dadurch Aufgaben energiesparend erledigt werden können. Eine Schlüsselrolle spielen dabei Memristoren, die eine Kombination aus Speicher und Widerstand darstellen. In diesen Memristoren wird die atomare Bewegung von Sauerstoffionen verwendet, um Informationen zu speichern und sogar Rechenoperationen direkt im Speicher durchzuführen.
In ihrem Vortrag berichtet Prof. Dr. Regina Dittmann darüber, wie das PGI-7 am Electronic Oxid Cluster diese atomaren Prozesse aufgeklärt hat und wie daraus im Rahmen des Strukturwandelsprojekts "NEUROTEC" energieeffiziente Computerchips für die Künstliche Intelligenz von morgen entwickelt werden.
Der Einmarsch Russlands in die Ukraine stellt eine Zäsur in der jüngeren Geschichte Europas dar. Er hat die Abhängigkeit der deutschen Energiewirtschaft von Rohstoffimporten, insbesondere aus Russland, bis zum Beginn des Krieges offenbart. Die Energiepreise in Deutschland sind im vergangenen Jahr spürbar gestiegen. Da die meisten deutschen Haushalte mit Erdgas oder Heizöl beheizt werden, ist eine große Zahl von Haushalten von den Energiepreissteigerungen betroffen. Dr. Hawal Shamon (IEK-STE) stellt in seinem Vortrag die Ergebnisse einer empirischen Vorher-Nachher-Untersuchung unter deutschen Haushalten vor. Darin wird untersucht, inwieweit sich der Energiepreisanstieg auf energiesystemrelevante Konzepte (z. B. Energieverhalten, Energiearmut) in Deutschland ausgewirkt hat. Zu diesem Zweck wurden am Jülicher Institut für Systemforschung und Technologische Entwicklung (IEK-STE) Primärdaten einer im Januar 2022 durchgeführten und im Dezember 2022 wiederholten Online-Befragung zur Wärmeversorgung von Haushalten analysiert.
Dieser Vortrag gibt einen Überblick über die Vorbereitung und Durchführung von EML-Experimenten. Der elektromagnetische Levitator (EML) ist eine Anlage zur behälterlosen Levitation und Bearbeitung von elektrisch leitenden kugelförmigen Proben mit einem Durchmesser von 6-8 mm in der Schwerelosigkeit. Im Jahr 2014 installierte der deutsche Astronaut Alexander Gerst den EML im ESA-Modul (Columbus) der Internationalen Raumstation (ISS). Es wurde in das European Drawer Rack (EDR) eingebaut und mit einer Probenkammer mit einer ersten Charge von 18 Proben ausgestattet, die von internationalen Materialforschern hinsichtlich der thermophysikalischen Eigenschaften und der Erstarrungskinetik untersucht wurden. Derzeit wird eine dritte Charge von Proben im Orbit untersucht. Zuvor werden alle ausgewählten Proben in Parabelflugexperimenten mit der TEMPUS-Anlage für die ISS-EML qualifiziert.
Dr. Mitja Beckers promovierte in Jülich am Institut für Plasmaphysik IEK-4 und wechselte dann zum DLR nach Köln.
Quarks, Neutrinos, Supersymmetrie, Higgs-Boson, LHC, Antimaterie, Dunkle Materie - wer hat diese Begriffe nicht schon einmal gehört und würde gerne mehr darüber wissen?
Prof. Christoph Hanhart und Prof. Jörg Pretz arbeiten beide am Jülicher Institut für Kernphysik. Bei dem soeben erschienen populärwissenschaftlichen Buch „Faszinierende Teilchenphysik“ waren sie als Autoren beteiligt. In ihrem Vortrag führen die beiden auch Laien in diese spannende Welt ein und erklären (nicht nur) die obigen Begriffe.
Wie „verpackt“ man Wissenschaft effektiv? Darum kümmern sich im Forschungszentrum Jülich die Grafischen Medien. Die Kolleg:innen dort wissen, wie man wissenschaftliche Informationsmaterialien passend für jede Zielgruppe erstellt. Wissenschaftler:innen auf einer Tagung haben z. B. einen anderen Zugang zum Thema als Laien.
Silva Thomas, Leiterin des Teams der Grafischen Medien, gibt in ihrem Vortrag Tipps und Tricks zu grafischen Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse, ob nun für Konferenzposter oder Dissertationen. Sie zeigt, wie man die richtige Datenlage für Druckvorlagen berücksichtigt, Design-Vorgaben verwendet und viele Fehler mit einfachen Mitteln vermeiden kann.
Das JuLab ist eine wichtige Säule der Jülicher Wissenschaftskommunikation. Für Kinder und Jugendliche, ebenso wie für Lehrkräfte, Studierende des Lehramts oder Erzieher:innen bietet das Schülerlabor eine umfangreiche Palette an Veranstaltungen, die über einen praxisorientierten Ansatz die junge Generation mit der Jülicher Forschung und Jülicher Forschenden verbindet. Wie das Team wichtige Schlüsselkompetenzen für eine nachhaltige Entwicklung fördert und zugleich Forschende in ihren Outreach-Aktivitäten unterstützt, erläutern Ina Keutmann und Anne Fuchs Döll vom Schülerlabor JuLab in ihrem Vortrag.
Oumuamua ist das erste interstellare Objekt, das beim Durchfliegen unseres Sonnensystems entdeckt wurde. Es hat eine längliche Form und ist etwa 100 m groß, vergleichbar mit Asteroiden und Kometen. Warum ist dies eine aufregende Entdeckung? Die Faszination besteht darin, dass Oumuamu gleichzeitig mit den Planeten um einen anderen Stern entstanden ist. Objekte wie Oumuamua und der zwei Jahre später entdeckte Komet Borisov werden ultimativ die Frage beantworten, ob andere Planetensysteme genauso entstehen wie unser eigenes oder ob unser Sonnensystem eine Ausnahme darstellt. Prof. Susanne Pfalzner, geht mit ihrem Team vom Sim and Data Lab Astro am Jülich Supercomputing Centre dieser Frage nach. Im Vortrag stellt sie ihre Forschungsarbeit zu diesem Thema vor.
Joschka Neumann vom ZEA-1 gibt in seinem Vortrag einen Einblick in die Entwicklung und den Bau des Projektes AGRASIM. Gemeinsam mit dem IBG-3 entwickelt und baut das ZEA-1 die Versuchsanlage AGRASIM („Agricultural Food Production Simulator Platform“) auf dem Campus des Forschungszentrum Jülich vor dem Hintergrund einer stetig wachsenden Weltbevölkerung bei gleichzeitiger Abnahme von Anbauflächen. Mithilfe dieser weltweit einzigartigen Versuchsanlage sollen im IBG-3 landwirtschaftliche Anbau- und Managementstrategien auf kombinierter experimenteller und numerischer Simulation entwickelt werden.
Ein europäischer Quantencomputer mit 1000 Qubits – so lautet das ehrgeizige Zielt des EU-Projektes OpenSuperQplus. Die Koordination der 28 Partner aus 10 Ländern liegt in den Händen des Forschungszentrums Jülich. Erste konkrete Anwendungen sind auf dem Gebiet der Quantensimulation für die chemische Industrie und die Materialwissenschaften sowie in der Lösung von Optimierungsproblemen und Aufgaben des maschinellen Lernens zu erwarten. In seinem Vortrag gibt Prof. Dr. Frank Wilhelm-Mauch, Direktor des Institutes für Quantum Computing Analytics (PGI-12) und Koordinator des Projekts, einen Einblick in die Forschungsarbeit.
Etwa 80 Prozent der Materie im Universum besteht aus einem unbekannten und unsichtbaren Stoff. Postuliert wurde diese „dunkle Materie“ bereits vor etwa 90 Jahren, um die Geschwindigkeitsverteilung der sichtbaren Materie innerhalb von Galaxien mit dem bisherigen Wissen in Einklang zu bringen. Ein direkter Nachweis ist aber bis heute noch nicht gelungen. Im Rahmen der internationalen JEDI-Kollaboration haben Forscher:innen am IKP nun zum ersten Mal ein vielversprechendes, neues Verfahren angewandt, um mit Hilfe von polarisierten Teilchen in einem Teilchenbeschleuniger nach dieser dunklen Materie zu suchen. In diesem Vortrag werden das Verfahren und die ersten Ergebnisse, die kürzlich veröffentlicht wurden, vorgestellt.
Was macht uns müde und welche Veränderung in der Morphologie oder der Netzwerkaktivität treten im Gehirn auf, wenn wir schlafen? Wieso führt gestörter Schlaf zu Neurodegeneration – oder führt Neurodegeneration zu gestörtem Schlaf? Diese übergeordneten Fragen versucht das Institut für molekulare Organisation des Gehirns INM-2 mit verschieden Ansätzen des Neuroimaging zu beantworten. Prof. Dr. med. David Elmenhorst zeigt, welche nicht-invasiven Verfahren die Jülicher Wissenschaftler:innen dazu nutzen: u. a. Verhaltenstest, EEG, MRT und PET.
Mikroorganismen werden in der Biotechnologie für vielfältige Aufgaben eingesetzt und immer weiter optimiert. Die Erzeugung neuer genetischer Varianten ist bislang ein stark manuell geprägter, kleinschrittiger Arbeitsablauf. Um dies zu beschleunigen, zu standardisieren und zu optimieren wird im IBG-1 ein automatisiertes Labor genutzt. Dr. Julia Tenhaef erklärt wie das Labor funktioniert, gibt Einblicke in die Robotik und zeigt, welche Aufgabe automatisiert werden und wie dies in der Stammentwicklung hilft.
Künstliche Intelligenz spielt schon heute eine wichtige Rolle in der Medizin. Mit dem Einsatz dieser Technologien sind aber auch ethische Herausforderungen verbunden. Welche Rahmenbedingungen müssen bestehen, damit der Einsatz von KI aus ethischer Sicht vertretbar ist? Diese Frage erörtert Prof. Dr. Bert Heinrichs in der Reihe „Wissenschaft online“.
Wissenschaftliche Heimat von Prof. Heinrichs ist das Institut für Neurowissenschaften im Forschungszentrum Jülich. Dort, im Bereich „Gehirn und Verhalten“, analysiert er mit seiner Arbeitsgruppe „Neuroethik und Ethik der KI“ neurowissenschaftliche Erkenntnisse aus den Perspektiven der Wissenschaftstheorie, der Philosophie des Geistes und der Ethik.
Anfang März hat die Leopoldina ein Diskussionspapier veröffentlicht. Unter dem Titel „Den kritischen Zeitpunkt nicht verpassen“ stellen die Autoren der Nationalen Akademie der Wissenschaft, darunter der Forschungszentrums-Vorsitzende Prof. Wolfgang Marquardt, heraus, dass der „kritische Zeitpunkt, an dem Deutschland und Europa die Voraussetzungen für eine Erreichung der Pariser Klimaziele schaffen können, bald verstrichen“ ist. Das Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (INW) ist eines der Institute am Forschungszentrum Jülich, die dafür arbeiten, dass wir den kritischen Zeitpunkt nicht verpassen. Wann oder was genau dieser kritische Zeitpunkt aus Sicht des INW ist, welche Rolle das Institut und der Wasserstoff dabei spielen können – darüber spricht INW-Referent Guido Jansen in seinem Vortrag.