w i s s e n s c h a f t s b i l d 2 helmholtz perspektiven | winter 2016/17

i n h a lt t ite lt h e ma 08 wenn das summen leiser wird die zahl der insekten sinkt dra- matisch. eine entwicklung mit massiven ökologischen folgen interview mit johannes vogel „bringschuld haben die wissenschaftler“ 14 wiss e ns c h a f ts b i l d 02 südpol im mondschatten i n fo g ra f i k 06 krebsimmuntherapie mit car-t-zellen gegen krebs stan d p u n k te 24 brauchen wir eine frauenquote fo rs c h u n g 07 helmholtz extrem der lebendigste 3d-druck 16 helmholtz kompakt 19 neues aus der welt der helmholtz-gemeinschaft resonator-podcast verschlüsselte bonuskarten 20 plug-in-hybridautos was uns in zukunft bewegt 23 nachgefragt wie wirken medikamente zur richtigen zeit? 26 helmholtz pioneer campus platz für forschungspioniere 31 mythos rotwein ist gesund 32 eden-iss in der spitzenforschung? der gestapelte garten zwei blickwinkel: simone raatz und dorothee dzwonnek 36 jwd 30 marschieren für die wissenschaft franz ossing erklärt im kommentar, warum forscher und bürger sich direkter austauschen sollten p o rt rät 40 ulrich schramm der mann für grenzbereiche im paradies der ozeanforscher ex p e rim e n t 43 kleine forscher zellen bei der arbeit – der hefe-ballon 32 impressum helmholtz perspektiven das forschungsmagazin der helmholtz-gemeinschaft perspektiven@helmholtz.de www.helmholtz.de/perspektiven herausgeber helmholtz-gemeinschaft deutscher forschungszentren e.v. büro berlin, kommunikation und außenbeziehungen effrosyni chelioti (v.i.s.d.p. roland koch) anna-louisa-karsch-str. 2 · 10178 berlin tel. +49 30 206329-57 · fax +49 30 206329-60 chefredaktion annette doerfel artdirektion stephanie lochmüller, franziska roeder schlussredaktion andrea mayer redaktion kristine august, bianca berlin, annette doerfel, kai dürfeld, marie heidenreich, elena hungerland, kilian kirchgeßner, lars klaaßen, roland koch, stephanie lochmüller, harald olkus, franziska roeder, kerstin viering bildnachweise titel/umschlag: picture alliance/westend61; s. 2–3: jölund asseng; s.4–5: pixabay (cc0), dlr, michael flippo/fotolia, andré wirsig, jan roeder, björn fiedler, reem karssli; s. 6: franziska roeder (info- grafik), freepik/flaticon, soodesign/flaticon, vitaly gorbachev/flaticon; s. 8–9: pixabay (cc0); s.10: makuba/fotolia; s.11: alekss/fotolia, emer/ fotolia; s.12: alekss/fotolia; s.13: kletr/fotolia; s. 14: emer/fotolia, hwaja götz/museum für natur- kunde berlin, museum für naturkunde, kletr/fotolia; s.15: carola radke/museum für naturkunde berlin, alekss/fotolia;s. 19: freepik; s. 20–22: bernswaelz/ pixabay; electriceye/fotolia; s.24–25, 30: jindrich novotny; s. 31: freepik, flaticon; s. 41: andré wirsig; s. 43: tanja hildebrandt druck/vertrieb druck- und verlagshaus zarbock gmbh & co. kg, frankfurt a.m. papier arctic volume white issn 2197-1579 4 helmholtz perspektiven 02/2018

i n f o g r a f i k krebsimmuntherapie die car-t-zelltherapie könnte die behandlung von krebs revolutionieren. immunzellen wie t-lymphozyten (vereinfacht: t-zellen) sind unsere körpereigene abwehr – auch gegen krebs. doch manche krebszellen sind in der lage, eine gute tarnung zu entwickeln, und bleiben so unentdeckt. bei der car-t-zelltherapie werden t-zellen aus dem blut des patienten isoliert und mithilfe von gentechnik so verändert, dass sie krebszellen gezielt erkennen und zerstören können. dem patienten werden aus dem blut weiße blutkörperchen entnommen. 1 die car-t-zellen werden dem patienten per infusion verabreicht. eine einzige car-t-zelle kann bis zu 1.000 tumorzellen erkennen und zerstören. 5 die t-lymphozyten (t-zellen) werden isoliert. 2 car-t zelltherapie 4 3 die t-zellen werden gentechnisch verändert, sodass sie auf ihrer ober- fläche sogenannte chimäre antigen-rezeptoren (car) bilden. diese sind gegen oberflächenproteine von krebszellen gerichtet. die car-t-zellen werden im labor vermehrt. 6 helmholtz perspektiven 02/2018

t i t e l t h e m a 8 helmholtz perspektiven 02/2018

t i t e lt h e m a h e m a nützlichbei schlupfwes- pen stehen auch schäd- linge auf dem speiseplan. bild: picture alliance/arco images gmbh es schwirrt und flattert und summt. vie- lerorts haben insekten in diesen früh- lingstagen wieder steigende konjunktur. da fliegen bunte schmetterlinge um die blüten, bienen sammeln an ihren beinen gelbe pollen und zarte pflanzenstiele biegen sich unter dem gewicht von landenden hummeln. die bilder gleichen sich von jahr zu jahr – und doch scheint die welt der sechsbeiner in unruhe geraten zu sein. in die schlagzeilen hat es zum beispiel die wahrnehmung vieler autofahrer geschafft, dass nach langen fahrten deutlich weniger insekten auf ihrer windschutzscheibe kleben als früher. josef settele vom helmholtz-zentrum für umwelt- forschung (ufz) am standort halle kennt diese beobachtung. „sie hat allerdings auch mit dem design moderner fahrzeuge zu tun“, sagt er. denn die sind deutlich windschnittiger als die modelle früherer jahrzehnte, sodass der fahrtwind die insekten nun häufiger über das auto hinwegträgt. entwarnung in sachen insektenschwund kann josef settele aber dennoch nicht geben: etliche studien legen einen deutlichen rückgang der sechsbeiner nahe. eine der jüngsten stammt aus dem herbst 2017, veröffentlicht von einem team um caspar hallmann von der radboud-universität in den niederlanden und martin sorg vom entomologi- 1 0 helmholtz perspektiven 02/2018 schen verein krefeld. vor allem in nordrhein-west- fälischen naturschutzgebieten hatten die forscher zwischen 1989 und 2016 an mehr als 60 standor- ten fallen für fliegende insekten aufgestellt. die ausbeute der gefangenen tiere haben sie in jedem jahr gewogen. „obwohl alle untersuchten gebie- te unter schutz stehen, haben wir dabei einen massiven rückgang festgestellt“, resümiert caspar hallmann. um etwa drei viertel hat die biomasse der fluginsekten demnach seit anfang der 1990er- jahre abgenommen – ein dramatischer befund. über die ursachen können die forscher bisher nur spekulieren. „die meisten untersu- chungsgebiete sind klein und liegen wie inseln in der agrarlandschaft“, sagt caspar hallmann. das bedeute, dass die insekten im direkten umkreis ihrer refugien schlechte lebensbedingungen fänden. „es ist daher möglich, dass die umge- bung wie eine ökologische falle wirkt, die das überleben der bestände in den schutzgebieten gefährdet“, überlegt der forscher. wie stark der insektenschwund in den bereichen sein muss, die nicht geschützt sind, lässt sich indes nur ver- muten. „aus anderen naturräumen gibt es dazu wenig oder gar keine daten“, sagt josef settele. das problem: wer sich ein bild vom zustand der insektenwelt verschaffen will, muss viel zeit und arbeit investieren. „wir können die bisherige entwick- lung aber nicht so weiterlaufen lassen, bis die ergebnisse einer [...] erhebung vorliegen. wir müssen auch jetzt schon handeln.“ es gilt, die bestandsentwicklung über möglichst große gebiete und lange zeiträume zu verfol- gen. „in deutschland kommen ungefähr 33.000 insektenarten vor“, sagt till-david schade vom na- turschutzbund deutschland (nabu). „und von nur etwa 20 prozent davon gibt es genügend daten, um ihren gefährdungsgrad überhaupt einschätzen zu können.“ von diesen etwas besser untersuchten arten gilt nach der bundesdeutschen roten liste etwa ein drittel als bedroht oder ausgestorben. dabei dürfte die dunkelziffer nach einschätzung von till-david schade sogar noch höher liegen. „auch bei arten, die noch als ungefährdet gelten, sehen wir abnehmende tendenzen“, sagt der naturschützer. es könnte also durchaus sein, dass diese kandidaten bei der nächsten auflage der roten liste ebenfalls in eine gefährdungskatego- rie eingestuft werden müssen.

t i t e lt h e m a handbestäubtin einem der wichtigsten obstanbaugebiete chinas in sichuan müssen menschen die arbeit der bienen übernehmen – andernfalls wächst kein apfel, keine birne, keine beere. bild: obs prosieben television gmbh www online wissenschaftscomic „klar soweit?“ über den zusammenhang von insekten- und vogel- sterben: www.helmholtz.de/ comic fest steht nämlich, dass der schwund der insekten massive ökologische und wirtschaftliche folgen haben kann, weil die tiere in den ökosystemen viele wichtige funktionen erfüllen. manche helfen zum beispiel bei der zersetzung von toten pflanzen oder tieren und damit beim recycling von nähr- stoffen. viele sind auch wichtige nahrungsquellen für vögel und zahlreiche andere tiere. marienkäfer, schlupfwespen und co. sind als natürliche schäd- lingsbekämpfer bekannt. und ein ganzes heer von fliegenden und krabbelnden besuchern ist für die bestäubung zahlloser pflanzenarten zuständig. wie wichtig diese pollentransporteure sind, zeigt der erste bericht zur globalen lage der bestäu- ber, den der weltbiodiversitätsrat ipbes im jahr 2016 herausgegeben hat. nur etwa zehn prozent der pflanzen weltweit vermehren sich ohne tieri- sche bestäuber allein durch pollen in der luft, im wasser oder durch selbstbestäubung – der großteil ist auf die tierischen helfer angewiesen. und auch mehr als drei viertel der wichtigen nutzpflanzen der erde brauchen blütenbesucher, wenn sie einen hohen ertrag und eine gute qualität liefern sollen. darunter sind viele obst- und gemüsesorten, aber auch raps und baumwolle, kakao und kaffee. zwar liefern windbestäubte pflanzen wie wei- zen oder reis den bei weitem größten anteil der weltweiten erntemengen. doch immerhin fünf bis acht prozent ihrer erträge hat die landwirtschaft dem ipbes-bericht zufolge direkt den bestäubern zu verdanken. diese bestäubungsabhängigen ernten haben einen marktwert zwischen 235 und 577 milliarden us-dollar pro jahr. wenn es nicht genügend bestäuber gibt, drohen daher enorme wirtschaftliche verluste, weil die ernten schwächer ausfallen. und da unter den bestäubungsabhän- gigen pflanzen viele prominente lieferanten von vitaminen und essenziellen anderen nährstoffen wie folsäure sind, könnte eine solche entwicklung auch gesundheitliche folgen haben. zwar verzeich- 1 2 helmholtz perspektiven 02/2018

i n t e r v i e w „bringschuld haben die wissenschaftler!“ johannes vogel ist generaldirektor des berliner museums für naturkunde. im interview spricht er über die insekten in seiner sammlung, die bedrohung der biodiversität – und die rolle, die citizen scientists die insekten in seiner sammlung, die bedrohung der biodiversität – und die rolle, die citizen scientists die insekten in seiner sammlung, die bedrohung der biodiversität – und die rolle, die citizen scientists für die forschung der zukunft spielen können. für die forschung der zukunft spielen können. herr vogel, wählen sie ihre herr vogel, wählen sie ihre krawatte immer passend zum krawatte immer passend zum thema aus? thema aus? die mit dem ameisenmuster passt die mit dem ameisenmuster passt heute prima, oder? (lacht) heute prima, oder? (lacht) wenn wir die krawatte nicht mitzäh- len: wie viele insekten beherbergen sie hier im museum für naturkunde? wir haben insgesamt 30 millionen objekte, von denen die hälfte insekten sind. im museum stellen wir insgesamt 10.000 exponate aus. die meisten der 15 millionen insekten bekommt also nie ein besucher zu gesicht? für zwei millimeter große insekten ist es schwierig, sich in der besuchergunst gegen 14 meter große dinosaurier durchzusetzen. wir versuchen etwas an- deres, um das interesse der menschen für insekten zu wecken: im vergangenen jahr haben wir dazu aufgerufen, namen für drei neue insektenarten und eine garnele zu finden. es gab hunderte ein- sendungen – die meisten namensideen gab es allerdings für die garnele. insekten scheinen nicht besonders hoch im kurs zu stehen. in jüngster zeit machen sie aber vermehrt schlag- zeilen. für wie dramatisch halten sie das thema insektensterben? wir menschen vergessen oft, dass sich die welt nicht um uns allein dreht. die insekten sind ein wesentlicher teil des ökosystems: sie dienen als nahrung für viele andere lebewesen und auch mit ihren aufgaben wie der bestäubung sind sie unverzichtbar. das insek- tensterben in europa ist ohne frage katastrophal. 1 4 1 4 helmholtz perspektiven 02/2018 kritiker sagen, dass seien nur regiona- kritiker sagen, dass seien nur regiona le phänomene. wie sehen sie das? ich kann die kritik mit blick auf die kriterien der wissenschaftlichkeit ver- stehen. andererseits darf man deshalb jetzt keine nebelkerzen werfen: es ist eindeutig, dass biodiversität lokal, regio- nal und global den bach runtergeht. was mich an der krefelder studie am meisten beeindruckt, ist, dass dieser weckruf nicht aus dem naturschutz, nicht aus den universitäten, nicht aus den außer- universitären forschungseinrichtungen und nicht aus den naturkundemuseen kommt – sondern einfach von leuten, die spaß an der sache haben und dafür brennen. sie meinen die beteiligten bürger- wissenschaftler. ihre einbeziehung bietet kritikern allerdings auch eine angriffsfläche. natürlich kann man sich darüber unter- halten, ob alle regeln der wissenschaft- lichkeit eingehalten worden sind. aber wer die studie jetzt kritisiert, muss sich auch die frage gefallen lassen, warum er es dann nicht in den vergangenen 20 jahren besser gemacht hat. und natürlich können die ergebnisse jetzt weiter wissenschaftlich aufgearbeitet und untersucht werden. im grunde ist es doch eine fantastische herausforderung für die forschung, die uns da geliefert wurde; die wissenschaft lebt schließlich davon, dass man theorien beweist oder widerlegt. aber davon ablenken zu wol- len, dass wir in einer biodiversitätskrise unendlichen ausmaßes stecken – das finde ich unglaublich. der fall rückt das thema citizen science ins blickfeld. braucht die zahlen dazu gibt es allerdings kaum. brauchen wir eine bessere datenerhe- bung? es ist erstaunlich, dass deutschland eines der ganz wenigen europäischen länder ohne nationales biodiversitätsmo- nitoring ist. ein monitoring ist für wis- senschaft, politik und gesellschaft wich- tig und würde mit datenbelegen helfen, entscheidungen zu treffen, sowie mittel- und langfristig einen dialog unterstüt- zen. aber brauchen wir ein monitoring, um unsere gesamte aufmerksamkeit auf das wegbrechen der biodiversität zu len- ken? ich finde nicht: die evidenzen sind meiner meinung nach klar. nicht geklärt ist, was die antworten sind. in deutschland hat vergangenes jahr die krefelder studie für aufsehen gesorgt. den daten zufolge ist an manchen orten die biomasse der fluginsekten seit der wende um 75 prozent zurückgegangen.

f o r s c h u n g helmholtz kompakt überflogendie sonde „em-bird“ wird vom rumpf eines flug zeugs mit einer winde her ab ge las sen und fliegt an einem lan gen stahl seil über das mee r eis, um dessen dicke zu messen. bild: esther horvath meereis in der arktis schwindet weiter als die menschen in weiten teilen europas im februar in eisiger polarluft bibberten, wärmten im gegenzug milde winde aus dem süden die arktis und bescherten dem norden grönlands temperaturen von plus sechs grad celsius. solche in diesen breiten sommerlich erscheinenden werte bei gleichzeitig sibi- rischer kälte in mitteleuropa sind wettermuster, die mit dem klimawandel verknüpft sind. forscher des alfred-wegener-insti- tuts, helmholtz-zentrum für polar- und meeresforschung (awi) stellten fest, dass die eisflächen im hohen norden zu dieser zeit nur knapp 14 millionen quadratkilometer umfassten – das ist der niedrigste wert seit beginn der satellitenmessungen. bildet sich weniger eis, bleibt die eisdecke im winter kleiner als in anderen jahren und der ozean erwärmt sich schneller. das hat konsequenzen für das wetter der gesamten nordhemisphäre – und kann dafür sorgen, dass eisige luft bis nach europa vor- dringt. um diese veränderungen zu verstehen, reichen jedoch nicht nur aussagen über die fläche der eisdecke, relevant ist auch ihre dicke. seit 2010 nutzen die forscher deshalb erdbeo- bachtungssatelliten, um auch die stärke der eisdecke zu ermit- teln. die messungen machen eine bisherige theorie in zahlen sichtbar: der klimawandel lässt das eis auf dem nordpolarmeer nicht nur in der fläche, sondern auch in der masse schrumpfen. 1 6 helmholtz perspektiven 02/2018

f o r s c h u n g brain prize für christian haass baumann erhält deutschen krebspreis christian haass ist sprecher des münchener standorts des dzne und professor an der ludwig-maximilians-universität münchen. bild: lmu michael baumann ist wissenschaftlicher vorstand des deutschen krebsforschungszentrums (dkfz). bild: philip benjamin der bedeutendste preis für hirnforschung, der brain prize, geht 2018 an christian haass. der professor von der ludwig- maximilians-universität münchen (lmu) ist sprecher des münchner standorts des deutschen zentrums für neuro- degenerative erkrankungen (dzne). haass konzentriert sich in seiner forschung auf die erzeugung und verstoffwechslung von amyloid, den für alzheimer charakteristischen protein- ablagerungen im gehirn. sie führen dazu, dass gehirnzellen sterben. seine these, dass die amyloidproduktion kein zwangs- läufig pathologischer, sondern ein normaler prozess ist, führte zur entwicklung von neuen therapeutischen ansätzen. der brain prize ist mit einem preisgeld von einer million euro verbunden. haass erhält ihn zusammen mit bart de strooper (london und leuven), michel goedert (cambridge) und john hardy (london). michael baumann, vorstandsvorsitzender des deutschen krebsforschungszentrums (dkfz), erhält den deutschen krebs- preis in der sparte „translationale forschung“. baumanns wissenschaftlicher schwerpunkt liegt auf der erforschung der individualisierten strahlentherapie. von 2004 bis 2016 baute er das nationale zentrum für medizinische strahlenforschung in der onkologie, kurz „oncoray“, in dresden auf. seit november 2016 ist er vorstandsvorsitzender des dkfz in heidelberg und führt den vorsitz im lenkungsausschuss des deutschen konsortiums für translationale krebsforschung (dktk). der deutsche krebspreis wird in den kategorien der experimentel- len grundlagenforschung, der translationalen forschung und der tumordiagnostik und -behandlung verliehen.  bianca berlin & annette doerfel anzeige start 3. 2 5.0 5. b erlin- 1 5. 1 8.0 mitte 5. p ots d a m 1 9. 2 2.0 5. b r e m m b r e e r h a v e n 2 5. 2 7.0 6. e n 2 1. 2 4.0 6. n ie n b u r g 1 6. 1 9.0 6. h a n n o v e r 1 1. 1 4.0 6. w eig 0 8. 1 0.0 6. b r a u n s c h b erlin- w a n n s e e 2 olfs b u r g 0 5. 0 7.0 6. w b r a n d e n b u r g 2 6.0 5. 2 9.0 5. a g d e b u r g 3 1.0 5. 0 3.0 6. m 0 3. 0 5.0 7. l e e r o ld e n b u r g 2 8.0 6. 0 1.0 7. lin g e n 0 7. 1 0.0 7. m ü n ster 1 h a m d ort d uis b d ü ss m u n d 1 urg 2 eld 4. 2 6.0 2. 1 5.0 m 1 7. 7. 1 8.0 7. 9. 2 2.0 7. orf 2 7. 7. 2 9.0 b o n n 0 9. 1 2.0 k o ble n z 1 4. 1 6.0 8. ms wissenschaft wissenschaftsjahr 2018 – arbeitswelten der zukunft die mitmach-ausstellung auf dem frachtschiff eintritt frei! wie serändert digitale technik unser arbeitsleben und wie können wir sie am besten nutzen? was macht gute arbeit aus, was fördert kreatisität und zufriedenheit? und: welche berufe wird es in zukunft geben? darum geht‘s auf der ms wissenschaft. www.ms-wissenschaft.de www.wissenschaftsjahr.de m h w o r m s 2 6. 3 0.0 8. a n n h ei m 2 3. 2 5.0 8. eid elb e r g 3 1.0 8. 0 4.0 9. s tu ttg a rt 0 6. 0 9.0 9. 8. 7. f r a n kfu rt 1 5. 1 7.0 9. b in g e n 1 8. 2 1.0 8. m ilte n b e r g 1 9. 2 0.0 9. ü rz b u r g 2 2. 2 5.0 9. e b e r b a c h 1 1. 1 3.0 9. b a m w b e r g 2 7. 3 0.0 9. e rla n g e n 0 1. 0 3.1 0. ü r n b e r g 0 6. 0 9.1 0. r oth 0 4. 0 5.1 0. n ziel

f o r s c h u n g was uns in zukunft bewegt hybridfahrzeuge galten oft als feigenblatt der autohersteller. doch eine neue studie zeigt, dass sich ihre umweltbilanz durchaus mit der von elektroautos messen kann. deutlich wird aber auch: gefragt sind nicht nur neue antriebsarten, sondern auch innovative mobilitätskonzepte. benziner: hoher co2-ausstoß. diesel: große stickoxidbelastung. unter ökologischen gesichtspunkten schneiden verbrennungs- motoren in der öffentlichen debatte schlecht ab. bis elektrofahrzeuge jedoch eine massentaugliche alternative sind, kann es noch eine ganze weile dauern. mitten in diese trüben aussichten platzt nun eine studie, die ein neues licht auf den verkehr der nahen zukunft wirft: plug-in-hybrid- fahrzeuge sind besser als ihr ruf, urteilen wissen- schaftler des karlsruher instituts für technologie (kit) und des fraunhofer-instituts für system- und innovationsforschung (isi). die studie fällt in eine zeit, in der die mobi- lität nach experteneinschätzung vor den größten umbrüchen seit der erfindung des automobils steht – technologisch und politisch. auf der techni- schen seite ändern innovationen wie elektromoto- ren, selbstfahrende fahrzeuge und vernetzte mobi- litätsangebote den blick auf das auto. politisch geraten die verbrennungsmotoren immer weiter unter druck, vor allem nach der aufdeckung von betrügerischen motorsteuerungen bei diesel- fahrzeugen: dass die ersten deutschen großstädte schon in diesem jahr fahrverbote für bestimmte autos verhängen, gilt nach einem wegweisenden urteil des bundes- verwaltungsgerichts als wahrscheinlich. die studie der karlsruher forscher könnte nun zu einer rehabilitierung der plug-in-hybridfahrzeuge führen. die haben, anders als reine e-fahrzeuge, auch noch einen verbrennungsmotor. damit ist ihre reichweite so hoch wie bei herkömmlichen autos und sie sind unabhängiger vom noch spär- lich ausgebauten netz an elektroladestationen. zugleich lassen sich die autos aber auch rein elektrisch fahren, wenn die stromversorgung ausreicht. „plug-in-hybridfahrzeuge mit einer elek- trischen reichweite von 60 kilometern legen genauso wie reine batteriefahr- zeuge bis zu 15.000 kilometer pro jahr mit dem elektroantrieb zurück.“ in ihrer studie haben die forscher die fahrleis- tung von 49.000 reinen elektroautos und 73.000 plug-in-hybridfahrzeugen in deutschland und den usa verglichen. das ergebnis ihrer auswertung: „plug-in-hybridfahrzeuge mit einer elektrischen reichweite von 60 kilometern legen genauso wie reine batteriefahrzeuge bis zu 15.000 kilometer pro jahr mit dem elektroantrieb zurück“, sagt patrick jochem vom institut für industriebetriebs- lehre und industrielle produktion des kit. 2 0 helmholtz perspektiven 02/2018

f o r s c h u n g total mobildas projekt regiomove vernetzt verschiedenste mobilitäts- formen wie carsharing- autos, bahnen und leihfahrräder. bild: peter hennrich/kvv die digitalisierung macht diese entwicklung möglich: in großstädten leihen sich heute schon immer mehr menschen per smartphone-app ein fahrrad oder auto – oder laden sich ihren fahr- schein für die u- oder s-bahn aufs handy. diese möglichkeiten bequem zu verbinden, ist ziel des projekts regiomove. forscher des kit führen die mobilitätsangebote in der region karlsruhe derzeit zu einem vernetzten angebot zusammen. der karlsruher verkehrsverbund (kvv) investiert rund fünf millionen euro in das projekt, weitere regionale partner beteiligen sich daran. „neben der it-infrastruktur für ein smartes informations-, buchungs- und bezahlsystem ent- wickeln wir vor allem sogenannte ports“, erläutert kagerbauer: „das sind verknüpfungspunkte wie zum beispiel haltestellen. dort erhält man über eine app oder ein fest installiertes display infor- mationen, welche verkehrsmittel für den weiteren weg zur verfügung stehen.“ so ließe sich etwa ohne großen aufwand vom bus auf ein leihrad oder ein auto wechseln, die dort bereitstehen. die ausgangsdaten dafür liefert eine detaillierte bedarfsanalyse. sie basiert auf dem „mikros- kopischen, agentenbasierten verkehrsnachfrage- modell“ – die wissenschaftler simulieren in einem computerprogramm die einwohner der region. „im falle des großraums karlsruhe werden so rund eine million menschen abgebil- det“, sagt kagerbauer. „grundlage hierfür sind unter anderem die ergebnisse von verkehrs- befragungen und strukturdaten.“ um die mobilitätsgewohnheiten abzubilden, modelliert kagerbauer dann mit seinem team über eine woche hinweg das verhalten aller einwohner. „damit können wir den ist-zustand erfassen und zukunftsszenarien unter verän- derten rahmenbedingungen erstellen.“ eins steht für die forscher jetzt schon fest: kohlendioxid und stickoxide sollen in dieser zukunft der mobilität eine möglichst geringe rolle spielen.  lars klaaßen 2 2 helmholtz perspektiven 02/2018

s ta n d p u n k t e brauchen wir eine frauenquote in der spitzenforschung? frauen sind ganz oben auf der wissenschaftlichen karriereleiter deutlich unterrepräsentiert. sollte es also eine verbindliche quote in der spitzenforschung geben? zwei blickwinkel. dorothee dzwonnek generalsekretärin der deutschen forschungs- gemeinschaft (dfg) „die ‚eine‘ frauenquote für die wissenschaft, schon gar eine von außen vorgegebene, kann es nicht geben.“ keine frage, um die gleichstellung von frau- en und männern in der deutschen wissen- schaft ist es immer noch nicht gut bestellt, und je höher es auf der karriereleiter hinauf geht, umso unbefriedigender werden die perspektiven vieler wissenschaftlerinnen. dass da der ruf nach einer quote laut wird, kann nicht verwundern. doch so einfach ist es nicht! denn wie sollte eine solche quote aussehen? die „eine“ frauenquote für die wissenschaft, schon gar eine von außen vorgegebene, kann es nicht ge- ben. zu unterschiedlich sind die probleme – zumal die handlungsfelder von der forschungsarbeit bis hin zum wissenschaftssystem selbst reichen. eine starre und überall gleich verbindliche regelung könnte ihnen nicht gerecht werden und wäre schon deshalb zur wirkungslosigkeit verurteilt. und wo sollten die, denen eine solche eine-für-alles-quote zu gute kommen soll, herkommen, zumal in der spitzenforschung, in der – und hier beißt sich die katze wirklich selbst in den schwanz – der anteil von frauen besonders gering ist? wenn also überhaupt quantitative lösungs- versuche, dann nur auf maßgeschneiderte weise. sie müssen zudem aus der wissenschaft selbst kommen, die stärker als andere systeme selbst- steuernd ist. die dfg hat für den anteil von frau- en in den gremien oder bei der begutachtung der förderanträge kürzlich zielrichtwerte festgelegt. solche ansätze sind allerdings kein allheilmit- tel, vor allem nicht, wenn es um die eigentliche forschungsarbeit geht. das zeigt das „kaskaden- modell“, das die dfg 2008 mit ihren „forschungs- orientierten gleichstellungsstandards“ einführte. mit ihm verpflichteten sich die dfg-mitglieder, den frauenanteil auf allen qualifizierungsstufen um einen bestimmten wert zu erhöhen, orientiert am rekrutierungspotenzial der jeweiligen stufe darun- ter und den fachspezifischen besonderheiten. doch selbst diese sehr spezifische regelung hat zwar wirkung gezeigt, aber nicht so wie erhofft. insgesamt braucht es also mehr als einfach(e) zahlenvorgaben. ambitionierte forschungspro- gramme plus zusätzliche stellen etwa, wie in der exzellenzinitiative, von der wissenschaftlerinnen überdurchschnittlich stark profitierten. in der for- schungsförderung müssen programme und verfah- ren noch stärker auf strukturelle hemmnisse und die bessere vereinbarkeit von beruf und familie geprüft werden. die dfg will dies künftig im rah- men ihres „qualitativen gleichstellungskonzepts“ noch konsequenter tun. das alles erfordert viel detailarbeit und mühen und wird den fortschritt einmal mehr als schnecke erscheinen lassen. doch es dürfte weiterführen als eine quote, die mehr verspricht als halten kann.  2 4 helmholtz perspektiven 02/2018

f o r s c h u n g „dort können spitzenforscher ihre visionen frei von den üblichen förderanträgen und der administration umsetzen.“ matthias tschöp visionzeichnung des geplanten helmholtz pioneer campus, der bis 2021 entstehen soll. skizze: wulf architekten 2 6 helmholtz perspektiven 02/2018

f o r s c h u n g des instituts für diabetes und adipositas am helm- holtz zentrum münchen, zugleich alexander von humboldt-professor für stoffwechselerkrankungen an der technischen universität münchen – und einer der beiden wissenschaftlichen gründungs- direktoren des helmholtz pioneer campus. die kernidee der neuen einrichtung: für eine dauer von fünf bis sieben jahren sollen sich junge wissenschaftler, die bislang an renommier- ten universitäten oder forschungseinrichtungen in aller welt gearbeitet haben, ganz auf ihre forschung konzentrieren können – ohne sich um lehre, projektanträge oder finanzierungsfragen kümmern zu müssen. möglich wird das durch eine großzügige finanzielle ausstattung und eine administration, die den forschern den rücken freihält. thematisch steht die stoffwechselfor- schung im mittelpunkt; es geht um krankheiten wie diabetes und adipositas (also fettleibigkeit) sowie um angrenzende bereiche wie stamm- zellforschung, neuro- und immunbiologie und krebsforschung – der breite fokus hat damit zu tun, dass vielen menschlichen erkrankungen fun- damentale stoffwechselveränderungen zugrunde liegen. die grundlagenforschung am helmholtz pioneer campus, so lautet der anspruch, soll zugleich über patente und ausgründungen direkt in die medizinische praxis überführt werden. eine weitere zentrale idee ist, dass dort wissenschaftler verschiedener disziplinen eng zusammenarbeiten. „in der heutigen wissenschaft entsteht innovation immer an der schnittstelle verschiedener forschungsfelder“, sagt thomas klein, aber oho miniaturisierte zellkultur- systeme (biochips) sind das forschungsgebiet von biophysiker matthias meier. bilder: carolin jacklin 2 8 helmholtz perspektiven 02/2018 schwarz-romond, er ist operativer direktor des neuen campus. biologen, chemiker, physiker sowie ingenieure und mediziner sollen nicht nur tür an tür, sondern innerhalb gemischter teams forschen. „zunächst planen wir kleine, effiziente teams mit einem leiter und jeweils fünf mitarbeitern“, sagt co-direktor schwarz-romond: „je nach erfolg können diese teams wachsen oder wir rekrutieren komplementäre expertenteams hinzu.“ 20 teams mit insgesamt etwa 200 forschern sollen es insge- samt werden. „am helmholtz pioneer campus befruchten sich biomedizin und technologie wechselseitig.“ dahinter steht die überzeugung, dass viele heutige krankheitsbilder so komplex sind, dass ein wissenschaftler oder eine fachrichtung allein sie nicht mehr bearbeiten kann. ein besonderes augenmerk des großprojekts liegt deshalb auf der engen verbindung von biomedizinischer und ingenieurstechnischer forschung. innovative tech- nologien sollen zum einen neue entdeckungen, zum anderen schnelle anwendung in der praxis ermöglichen. „grundlegende erkenntnisse lassen sich heute ohne den einsatz von technologie kaum gewinnen“, erklärt vasilis ntziachristos, ne- ben tschöp der andere wissenschaftliche direktor: „aber häufig wird die technologie nur als reine anwendung gesehen und nicht als wissenschaft auf augenhöhe, die gleichberechtigt zum erfolg des forschungsvorhabens beiträgt.“ er denke dabei nicht nur an moderne bildgebungsverfahren oder die auswertung großer datenmengen, son- dern auch an miniaturisierung, automatisierung und robotertechnik zur klinischen anwendung. „am helmholtz pioneer campus befruchten sich

s ta n d p u n k t e marschieren für die wissenschaft 2018 mitte april haben wissenschaftler in aller welt erneut öffentlich auf sich aufmerksam gemacht – mit einem zweiten march for science. im vergangenen jahr hatte dieser millionen menschen auf die straße getrieben. mittlerweile zeigt sich: gegen populismus hilft am besten, politik und gemein- wesen für die bedeutung und den umfang des tagtäglich stattfindenden wissenstransfers in die gesellschaft zu sensibilisieren. ein kommentar von franz ossing in der sofort einsetzenden diskussion um den march for science im vergangenen jahr war zu hören, dass die wissenschaft deshalb auf die straße gehe, weil sie befürchte, „pfründe“, „ansehen“ und „glaubwürdigkeit“ zu verlieren – einschlägige zitate lassen sich quer durch traditionelle wie neue medien schnell ergoogeln. genau betrachtet, waren diese vorlauten bemerkungen allerdings eher feuilletonistisch und weniger empirisch belegt. die vorwürfe gingen einher mit der behauptung, dass die wissenschaftskom- munikation versagt und die wissenschaft sowieso keine lust zum kommunizieren habe. das alles ist, gerade in deutschland, schon recht erstaunlich. denn wer ein wenig in die landschaft schaut, kann eine enorme vielfalt an wissenschaftskommunikation mit einer vielzahl von akteuren feststellen – von der öffentlichkeitsarbeit der forschungseinrichtungen über den wissenschaftsjournalismus bis hin zu science-centern und aktivitäten von städten. nach mittlerweile 19 jahren kann man feststellen: die push-initiative zur wissenschaftskommunikation von 1999 hat durchaus etwas bewegt, es besteht aber innovationsbedarf. das, unter anderem, zeigt die aktuelle diskussion um die wissenschaftskommunika- tion in deutschland, die schon vor dem march for science begann, aber dadurch befeuert wurde. rund 60 prozent der teilnehmenden des march for science aus dem vorjahr stammten aus der wissenschaft. das heißt ja, dass die wissenschaft selbst sich zu wort meldet. warum tut sie das? weil ihre ergebnisse durch populistisches getöse entwertet werden. sicher, impfgegner und klimaskeptiker gab es auch vorher, aber jetzt haben diese die digitalen mittel zur hand, um sich lautstark zu wort zu melden. so steht nachprüfbares, wissenschaftlich erworbenes wissen scheinbar gleichberechtigt neben dubiosen abhandlungen zu chemtrails und homöopathie. das macht die wissenschaft zu recht nervös. das beste mittel dagegen ist, der gesellschaft bewusst zu machen, wie sehr sie von wissenschaft durchdrungen ist. der forschung verdanken wir, dass es wirksame medikamente gibt, dass der rettungswagen mit gps punktgenau ankommt und dass der strom trotz magne- tischen sonnensturms gleichmäßig aus der steckdose kommt – aber weiß die bevölkerung das? hier hat die wissenschaft tatsäch- lich kommunikativen nachholbedarf: unser gemeinwesen lebt letztlich von forschung und wissenschaft, aber die tagtägliche 3 0 helmholtz perspektiven 02/2018 franz ossing mitorganisator des march for science berlin und der kieznerds, co-autor der leitlinien für gute wissenschafts-pr, von1994 bis 2016 leiter der öffentlichkeitsarbeit am helmholtz-zentrum potsdam – deutsches geoforschungszentrum (gfz). beratungs- oder dienstleistung für gesellschaft, politik und wirtschaft, die entwicklung innovativer verfahren, kurzum, der wissenstransfer in die gesellschaft ist dem publikum nicht unbedingt bekannt. das ist auch systembedingt: wenn bei evaluationen der forschungseinrichtungen und bei der formulierung von stellen- ausschreibungen die wissenschaftliche exzellenz nur anhand von publikationindizes gemessen und der wissenstransfer als quasi selbstverständlich behandelt wird, ist das für die forschenden kaum ein anreiz zum engagement. das hat der wissenschaftsrat mittlerweile erkannt und fordert die forschungseinrichtungen auf, sich für evaluationen kriterien zur bewertung des wissens- transfers einfallen zu lassen. die berliner initiative des dies- jährigen march for science zog die konsequenz, nicht erneut eine demo anzumelden, sondern mit wissenschaftlerinnen und wissenschaftlern in kneipen und cafés zu gehen und dort in einem neuen format, den kieznerds, den direkten austausch zwi- schen bürgern und forschenden zu vermitteln. das hat zunächst weniger reichweite, wirkt aber nachhaltiger.  mehr infos zu den kieznerds: www.kieznerds.de

f o r s c h u n g zum anbeißensalatköpfe und radieschen gehörten zur ersten ernte im eden-iss-gewächshaus, das paul zabel in der antarktis betreut. bilder: dlr 3 2 helmholtz perspektiven 02/2018

f o r s c h u n g 1 3 5 soll impulse in die wirtschaft tragen. organisiert wurde die studie zusammen mit der association for vertical farming e.v. (avf). der gemeinnützige verein mit sitz in münchen ist das weltweit größte netzwerk für vertical farming. zu seinen rund 300 mitgliedern gehören etliche multinationale konzerne wie ikea, microsoft, metro, osram, aber auch forschungseinrichtungen wie das dlr sowie universitäten, start-ups und interessierte privatper- sonen. „bereits 2012 haben wir gemerkt, dass sich viele forschungsinstitute, aber auch firmen überall auf der welt mit dem thema auseinandersetzen“, erklärt maximilian loessl von der avf. „wir wollten ihnen eine plattform zum austausch bieten. vonein- ander lernen, synergien nutzen, fehler vermeiden – alles mit dem ziel, die technologien schneller zu etablieren.“ mittlerweile hat sich aus der idee ein weltweiter industrieverband entwickelt. „dort wachsen die lebensmittel dann direkt vor den augen der kunden.“ „ein großer vorteil des vertical farming ist der geringe ressourceneinsatz im vergleich zur herkömmlichen landwirtschaft, denn wir arbeiten mit weitestgehend geschlossenen systemen“, erklärt maximilian loessl. am offensichtlichsten wird das beim wasser. die pflanzen wachsen nicht in erde, sondern „hydroponisch“ oder „aeropo- nisch“, wie es die experten nennen: bei ersterem stehen sie auf mineralwolle oder einem granulier- ten, anorganischen substrat; eine nährstofflösung umspült die wurzeln. bei aeroponischen systemen hängen die wurzeln frei in der luft und werden aus computergesteuerten düsen regelmäßig mit einem nährstoff-wasser-gemisch besprüht. „je nach ansatz sparen wir bis zu 98 prozent wasser. auch kommen wir mit 60 prozent weniger dünger aus, da in einer vertical farm nichts versickert oder anderweitig verloren geht“, sagt loessl. theoretisch lasse sich in einer vertical farm alles anbauen. „allerdings liegt der fokus derzeit vor allem auf schnell verderblichen lebensmitteln mit hohem wassergehalt wie zum beispiel gemüse, aber auch auf kräutern, beeren und essbaren blumen für die gehobene gastronomie.“ wenn die pflanzen nicht auf organischem boden wachsen, können sie keine schadstoffe wie etwa schwermetalle aufnehmen. die streng kontrollierten umgebungsbedingungen machen außerdem den einsatz von pflanzenschutzmitteln überflüssig. in puncto geschmack, geruch und nährstoffgehalt stehen sie ihren konventionell gewachsenen verwandten in nichts nach. aller- dings hat die kontrolle der wachstumsbedin- gungen ihren preis. „neben den hohen anfangs- investitionen stellen vor allem die laufenden energiekosten eine große hürde für vertical far- ming dar“, erklären loessl und schubert: „auch wenn wir auf modernste leds zurückgreifen, ist der energiebedarf noch hoch. hinzu kommt die kühlung der lampen und je nach system auch die rückgewinnung des wassers aus der luft.“ dass die metropolen dieser welt sich dank farming-wolkenkratzern selbst mit frischen lebensmitteln versorgen, ist vorerst noch eine vision. obwohl einiges für eine solche lösung spricht – die entlastung der verkehrswege, ein- sparung von co2-emissionen, mehrere ernten im jahr oder überragende frische durch die produktion in direkter nachbarschaft zum konsumenten –, können die kosten mit jenen in der herkömm- lichen landwirtschaft nur schwer konkurrieren. in europa lassen sich die großen, kommer- ziell produzierenden farmen an einer hand abzäh- len – drei in großbritannien und zwei in holland. die anzahl großer betriebe in den usa schätzt maximilian loessl auf 15. in japan und china seien es mittlerweile sogar über 50 und noch mal 250 mittlere und kleine. den ersten schritt heraus aus der forschung haben die konzepte aber auch in deutschland schon gewagt. „neben den größeren anlagen, deren hallen einem logistikzentrum mit hoch- regallagern ähnlich sehen, gibt es ja noch andere ansätze“, weiß loessl. „das berliner unternehmen infarm platziert beispielsweise vertical-farming- einheiten in edeka- und metro-supermärkten. dort wachsen die lebensmittel dann direkt vor den augen der kunden.“ er selbst hat das start-up „agrilution“ gegründet und baut kühlschrank- große gewächsschränke für privathaushalte. damit, so seine vision, soll vertical farming bald auch hierzulande eine größere verbreitung finden. die crew der neumayer-station iii in der antarktis weiß die idee schon heute sehr zu schät- zen: inzwischen wurde in eden-iss, dem kleinen hightech-gewächshaus, die erste ernte eingefah- ren. knackige salatköpfe und scharfe radieschen bereichern seit anfang april den speiseplan. die ganze aufmerksamkeit von paul zabel gilt nun den tomaten- und gurkenpflanzen, deren früchte als nächstes auf den tellern landen sollen. nur die paprika werden wohl noch etwas zeit benötigen, um endlich farbe zu bekommen.  kai dürfeld 3 4 helmholtz perspektiven 02/2018

f o r s c h u n g j w d im paradies der ozeanforscher björn fiedler und seine familie tauschten ihre heimat kiel ein halbes jahr lang gegen die kapverdischen inseln ein. hier arbeitete der ozeanchemiker am neuen ocean science centre mindelo. in jwd erzählt er von weihnachten am strand und seiner jagd nach sauerstoffarmen wirbeln in den weltmeeren. bilder: björn fiedler björn fiedler mit seiner familie, die mit ihm ein halbes jahr auf den kapverdischen inseln gelebt hat. 3 6 helmholtz perspektiven 02/2018

f o r s c h u n g j w d f o r s c h u n g j w d björn fiedler und kollegen vor dem ocean science centre mindelo bilder: björn fiedler björn fiedlers kinder feiern weihnachten bei sommerlichen temperaturen. die fischerei ist eine der haupteinnahmequellen für viele bewohner der kapverdischen inseln. video ein video über das ocean science centre mindelo gibt es hier: www.helmholtz.de/ kapverden audio mehr zu björn fiedlers forschung auf den kapverden im resonator-podcast: www.helmholtz.de/ resonator sein einjähriger sohn jonas, der immerhin ein drittel seines lebens auf den kapverden verbracht hat, war ganz bezaubert vom weichen strandsand unter seinen füßen. „weihnachten am strand zu feiern und im meer baden zu gehen, war für uns alle schon ein sehr besonderer moment“, sagt fiedler. „die region ist hochinteressant für die meeres- und atmosphären- forschung.“ auch in wissenschaftlicher hinsicht sind die kap- verden für den chemiker ein toller ort: „die region ist hochinteressant für die meeres- und atmosphären- forschung.“ vor der westküste afrikas liegt eines der produktivsten ökosysteme der welt: hier steigt nährstoffreiches wasser aus der tiefe auf und kurbelt das wachstum im ozean an. deshalb gibt es dort unheimlich viele lebewesen, aber auch viel fischerei. die fische aus dem nordatlantik bilden die nah- rungsgrundlage für viele westafrikanische staaten. „auf dem fischmarkt vor ort kann man ein ganz gutes gefühl für das schwankende fischangebot ent- wickeln. manchmal konnte man einige fischarten gar nicht kaufen oder die preise sind stark angestiegen, da nur sehr wenig gefangen wurde. das stellt viele kapverdianer vor große probleme.“ hier setzt eines von björn fiedlers forschungs- themen an: mit dem klimawandel wird auch das oberflächennahe meerwasser wärmer und nimmt weniger sauerstoff auf und vermindert zugleich den vertikalen transport von frischem sauerstoff in die tiefe. als folge vermutet man eine ausbreitung der sauerstoffarmen zonen – und das wiederum könnte dazu führen, dass die fischbestände zurückgehen. mit seinen kollegen untersucht fiedler außerdem, wie sich wüstenstaub, der aus der sahara herüber- weht und noch mehr nährstoffe in den ozean trägt, auf das leben im meer auswirkt. „in dem halben jahr habe ich fünf wüstenstürme erlebt“, sagt er. fiedler liegt die internationale vernetzung der meeresfor- schung am herzen: „westafrika war bisher oft ein weißer fleck auf der landkarte der forschungskoope- rationen, hier gibt es nachholbedarf. ich habe die vision, dass sich das ocean science centre mindelo künftig zu einem regelrechten ameisenhaufen ent- wickelt, in dem wissenschaftler und studierende aus der ganzen welt herumwuseln, sich austauschen und die tollen forschungsbedingungen ausnutzen.“ der ozeanchemiker kam zum ersten mal vor zehn jahren an bord eines französischen forschungs- schiffs auf die kapverden. damals noch doktorand am geomar, installierte er neuartige co2-sensoren auf autonomen tauchbojen, sogenannten argo-floats. inzwischen gibt es fast 4.000 argo-floats in allen meeren der welt, die ein weltumspannendes beob- achtungsnetzwerk bilden. die messroboter werden per satellit überwacht und tauchen automatisch in festgelegten intervallen ab und wieder auf, um daten in verschiedenen wassertiefen zu sammeln. so er- fassen klimaforscher rund um die uhr verschiedene parameter wie temperatur, salzgehalt und sauerstoff- gehalt der meere. „dieser entdeckergeist treibt mich als forscher enorm an.“ „autonome messplattformen liefern uns ein höher aufgelöstes bild der ozeane als forschungsschiffe“, so fiedler: „auf einem schiff machen wir nur alle paar seemeilen station, um wasserproben zu nehmen, und wissen gar nicht, was dazwischen passiert.“ dank der autonomen messroboter sind seine kollegen und er sauerstoffarmen wirbeln im atlantik vor den kapver- den auf die spur gekommen, „ein bisher unbekanntes phänomen“. diese wirbel waren eine spektakuläre 3 8 helmholtz perspektiven 02/2018

ulrich schramm direktor des instituts für strahlenphysik, hzdr 4 0 helmholtz perspektiven 02/2018

p o r t r ät klein und starkdie dresden laser acceleration source – kurz: draco. bild: hzdr/jürgen lösel www online mehr porträts finden sie hier: www.helmholtz.de/ portraits ich mir nicht vorstellen, etwas anderes zu studieren als physik!“ dass sein eigener sohn, das älteste von drei kindern, inzwischen selbst in münchen physik studiert, passt perfekt in diese generatio- nenfolge. wie ein zufall wirkt dabei nicht einmal die ortswahl, denn auch für ulrich schramm war münchen eine wichtige station. „damals wechselte dietrich habs an die ludwig-maximilians-universi- tät nach münchen und bot mir an, mitzukommen“, erinnert sich schramm an seinen akademischen ziehvater. es war das jahr 1996, und eigentlich hatte er gerade überlegt, als postdoc in die usa zu wechseln. „das war damals der klassische weg, um dann für eine assistenzprofessur wieder zurückzu- kehren.“ er übersprang die phase und wurde direkt assistenzprofessor in münchen mit einer zehn-jah- res-stelle. „so ein angebot kriegt man nur einmal im leben“, sagt er, „und dann war auch noch das thema unglaublich spannend.“ tatsächlich war ulrich schramm, ohne es zunächst zu ahnen, bei der geburt eines neuen forschungsfelds dabei. innerhalb weniger monate kam seine gruppe in engen kontakt zum münch- ner max-planck-institut für quantenoptik. die physiker dort entwickelten zu der zeit teilchen- beschleuniger, die auf lasern basierten – und brauchten für ihre theorien handfeste nachweis- methoden. damit konnte schramm helfen; im institut für kernphysik, an dem er arbeitete, gab es die nötigen instrumente. „das war der moment, in dem beschleunigerphysik, kernphysik und laser- physik quasi zusammengewachsen sind“, erinnert sich schramm. für die wissenschaft folgte der 4 2 helmholtz perspektiven 02/2018 aufbruch in ein neues feld – und für ihn selbst die endgültige entwicklung vom strahlenphysiker zum experten für hochleistungslaser. als er 2006 nach dresden ans hzdr wech- selte, das damals noch als forschungszentrum rossendorf firmierte, nahm er die neue expertise mit. „ich wusste recht wenig von der forschung in rossendorf“, räumt er freimütig ein, „nur so viel, dass professor sauerbrey, der in dem feld einer der pioniere war, ein halbes jahr vorher die wissen- schaftliche leitung übernommen hatte und das ziel verfolgte, dresden zum zentrum für hochleistungs- laserphysik auszubauen.“ schramm nahm das angebot zum wechsel an, zog mit seiner familie in eine altstadtwohnung und radelt seither, wenn es das wetter zulässt, die 15 kilometer raus ins büro in den vorort rossendorf. dass die ambitionierten pläne realisiert wurden und das hzdr tatsächlich zu einem der vorreiter etwa auf dem feld der medizinphysik geworden ist, daran hat auch ulrich schramm mitgewirkt, der seit 2011 direktor des instituts für strahlenphysik ist. er schaut auf seinen schreibtisch, auf dem sich papierstapel türmen. dieser tisch, sagt er, sei das gegenmodell zu seinem labor: „dort lege ich wert auf akribische ordnung, am messplatz muss man sofort erkennen, wenn ein detail anders ist als am tag zuvor.“ viele der papiere auf seinem schreibtisch haben mit dem projekt zu tun, das ihn gemeinsam mit seinem co-direktor thomas cowan seit einigen jahren umtreibt: zusätzlich zu dem dresdner hochleistungslaserlabor errichtet das in- stitut in einer außenstelle am europäischen freie- elektronen-laser xfel in hamburg ein ähnliches labor. „derzeit strahlen wir mit hochintensivem laserlicht etwa auf eine metallfolie, beschleuni- gen aus ihr dadurch die elektronen heraus und gewinnen damit einen protonenstrahl“, erklärt ulrich schramm. „wir können sehr gut beobachten, was vor der folie und was hinter ihr geschieht, aber das problem ist: wir wissen nicht, was in der folie selbst passiert.“ um das zu ändern, soll jetzt der hamburger xfel helfen – der arbeitet mit röntgenstrahlen, dank derer die wissenschaftler in die metallfolie hineinschauen können. ulrich schramm fiebert jetzt dem frühling entgegen. da wird der neue laser montiert; nach ausgiebigen tests soll es dann zum ende des jahres mit den ersten tatsächlichen experimenten losge- hen. und schramm ist sich sicher: schwere türen, hinter denen das smartphone keinen empfang mehr hat, wird es auch dort geben.  kilian kirchgeßner

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