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 l t t i t e l t h e m a 08 social bots 14 wahlkampf mit algorithmen interview ein forscher an der schnitt- stelle zwischen informatik und sozialwissenschaften w i s s e n s c h a f t s b i l d 02 kunstvoll verwirbelt i n f o g r a f i k 06 helmholtz international zahlen und fakten s t a n d p u n k t e 24 klimabewusst reisen – geht das? zwei blickwinkel: diana rechid und hella kaiser f o r s c h u n g 07 helmholtz extrem die vernetztesten biobanken deutschlands 16 helmholtz kompakt neues aus der welt der helmholtz-gemeinschaft 19 resonator-podcast quantentechnologie 20 urbanes umdenken was städte lebenswert macht 26 von der grasnarbe bis ins all satelliten unterstützen ersthelfer 31 mythos solarenergie ist zu teuer 32 nackte überlebenskünstler was wir von nacktmullen lernen können 35 nachgefragt was ist wissenschaft? 30 jammern auf hohem niveau? ein kommentar von hauke harms über die forschungsbedingungen in deutschland 36 wo die erde den meeresboden verschluckt mit helmholtz jwd nach neuseeland p o r t r a i t 40 barbara terhal die geistesgipfelstürmerin e x p e r i m e n t 43 kleine forscher: mini-raketenantrieb mit einer rakete auf dem weg zu den sternen 08 20 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 efrosyni chelioti (v.i.s.d.p. roland koch) anna-louisa-karsch-str. 2 · 10178 berlin fon +49 30 206329-57 · fax +49 30 206329-60 chefredaktion rebecca winkels artdirektion stephanie lochmüller, franziska roeder redaktion kristine august, hauke harms, hella kaiser, kilian kirchgeßner, ricarda laasch, sina löschke, lorenz matzat, diana rechid, franziska roeder, martin trin- kaus, agata tuzimek, carolina pizano wagner, rebecca winkels (chefredaktion) bildnachweise titel/umschlag: franziska roeder, freepik, gongtong kittiyantakarn/shutterstock; s. 4–5: franziska roeder, freepik, gongtong kittiyantakarn/shutterstock, rein- deer renderings, paul-philipp braun, sascha kreklau, roland gockel, meinhard simon/icbm, universität ol- denburg, verena mörath; s. 6: franziska roeder, agrus/ fotolia, freepik; s. 8-13: franziska roeder, freepik, gongtong kittiyantakarn/shutterstock; s. 10: quelle: twitter; s. 14/15: freepik, privat; s.19: freepik; s. 20: árter architects, ty stange/copenha- gen media center, reindeer renderings; s. 22: rtstu- dio/shutterstock; s. 24–25, 30: jindrich novotny; s. 31: picsive/fotolia, namtipstudio/shutterstock, freepik; s. 36-37: meinhard simon/icbm, universität olden- burg; s. 40: sascha kreklau; 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 | sommer 2017

i n f o g r a f i k helmholtz international zahlen zu ausländischen wissenschaftlern, auslandsbüros und kopublikationen anzahl und herkunft der ausländischen und gastwissenschaftler europa 10.164 asien amerika afrika insgesamt arbeiteten 5.616 ausländische wissenschaftler im jahr 2016 in der helmholtz- gemeinschaft. damit sind 15 % aller helmholtz- wissenschaftler inter- nationaler herkunft. die zahl der internationa- len gastwissenschaftler ist in den letzten jahren kontinuierlich gestiegen und belief sich im jahr 2016 auf 4.548 gast- wissenschaftler. 1 - 100 100 - 200 200 - 400 400 - 600 600 und mehr australien 8.650 3 k o p u b l i k a t i o n e n a u s l a n d s b ü r o s wie international helm- holtz ist, lässt sich anhand der kopublikationen mit ausländischen partnern ablesen. 2016 waren es ca. 60 % von insgesamt über14.000 publikationen. helmholtz unterhält büros in brüssel, moskau und peking. sie helfen den zentren in der zusammen- arbeit mit den jeweiligen ländern. internationalisierung ist für helmholtz nicht nur ein wesentlicher teil der mission, sie ist auch eine unverzichtbare voraussetzung für wissenschaftlich herausragende und strategisch relevante for- schung. in ihrem jeweiligen gebiet sind helmholtz-zentren weltweit bekannte, exzellente forschungs- stätten und ziehen talentierte wissenschaftler aus aller welt an. 6 helmholtz perspektiven | sommer 2017

t i t e l t h e m a wahlkampf mit algorithmen in der medialen berichterstattung über wahlen inden social bots zunehmende beachtung. könnten sie am ende auch bei den kommenden bundestagswahlen eine entscheidende rolle spielen oder wird ihr einluss doch überschätzt? ein überblick. 8 helmholtz perspektiven | sommer 2017

t i t e l t h e m a m it leidenschaft spielt us-präsident donald trump auf der klaviatur des so- zialen netzwerks twitter. hier kann er ungefiltert verkünden, was ihn gerade beschäftigt: – das schrieb er mitte februar, es ist nur ein bei- spiel dafür, wie er auf kurze und prägnante weise austeilt. im wahlkampf hat er damit begonnen, sich mit seinen botschaften direkt an die poten- ziellen wähler zu richten, und jetzt nach seiner amtsübernahme macht er damit weiter. die frage, welche rolle die sozialen medien bei wahlen spielen, interessiert nun auch mehr und mehr die wissenschaft. in europa vermu- ten kommentatoren oft, dass sich gerade junge wähler durch soziale medien beeinflussen lassen, sei es bei der französischen präsidentschaftswahl oder bei den erfolgen der rechtspopulistischen afd in deutschen landtagen. tatsächlich setzen viele kampagnen-manager professionelle teams ein, um die social media-kanäle zu bespielen – genauso wie große unternehmen, für deren öffentlichkeitsarbeit die sozialen medien eine immer größere rolle spielen. wissenschaftliche untersuchungen zu dem thema sind allerdings noch rar. den sozialen medien könne hierzu- lande als „zünglein an der waage“ bedeutung zukommen. „die studie, die schlüssig die effekte der beein- flussung durch social media erklärt, kenne ich nicht“, sagt christoph bieber von der universi- tät duisburg-essen. der politikwissenschaftler beschäftigte sich unter anderem mit der piraten- partei und setzt sich derzeit mit dem vergangenen wahlkampf in nordrhein-westfalen auseinander. es gebe in der wahlforschung modelle, so bieber, die versuchten, wahlentscheidungen nachzuvoll- ziehen – etwa den kausalitätstrichter. hier fänden diverse faktoren berücksichtigung, die einen wähler beeinflussen: beispielsweise soziale lage- rung und milieu, peer groups und parteien-iden- tifikation. der aspekt social media spiele da als ein faktor von vielen hinein. der wahlkampf in den usa habe die politischen parteien hierzulan- de elektrisiert und für die debatte sensibilisiert, meint bieber. die situation sei nicht so brisant wie in den stark polarisierten usa, was nicht zuletzt an dem dort herrschenden mehrheitswahlrecht gegenüber dem hiesigen verhältniswahlrecht läge. social media könne hierzulande allerdings als „zünglein an der waage“ bedeutung zukommen, wenn es um eine knappe entscheidung geht, etwa ob eine partei die fünf-prozent-hürde schafft. in den usa kommen wissenschaftler der stanford university zum schluss, dass soziale medien bei der wahlentscheidung gemeinsam mit radio und zeitungen nur einer von vielen fakto- ren waren. das fernsehen hingegen sei für den ausgang der wahl medial mit deutlichem abstand am bedeutendsten gewesen. der „digital news report 2016“ des „reuters institute for the studys of journalism“ aus diesem frühjahr legt nah, dass es sich hierzulande ähnlich verhalten dürfte: das fernsehen ist für die hälfte der befragten deutschen internetznutzer die bedeutendste nach- richtenquelle. ein viertel nannten das internet als wichtigste quelle. der report zeigt aber auch, dass es in der gruppe der 18- bis 24-jährigen anders aussieht: dort spielen soziale medien eine weitaus größere rolle. ein thema, das in zusammenhang mit wahlen immer wieder diskutiert wird, sind die so- genannten social bots – bot ist eine kurzform von roboter. sie können automatisiert beiträge in den sozialen medien veröffentlichen, ohne dass die nutzer erkennen, dass sie es nicht mit einem men- schen zu tun haben. sie reagieren meistens auf stichworte, etwa wenn jemand das wort „flücht- linge“ bei facebook oder twitter veröffentlicht. die bots können dann vorgefertigte kommentare abgeben oder links auf bestimmte artikel und internetseiten verbreiten. beobachter befürchten, dass solche social bots wichtige debatten regel- recht fluten. es kursieren zwar unterschiedliche 1 0 helmholtz perspektiven | sommer 2017

t i t e l t h e m a seien social bots so verpönt, dass die etablierten parteien den einsatz im wahlkampf kategorisch ausgeschlossen hätten. in zwei, drei jahren könne das anders sein, sagt martin fuchs. dass es versuche geben werde, den bundes- tagswahlkampf per sozialer medien zu beeinflus- sen, hält er für wahrscheinlich. jedoch verweist er auf die feststellung des tab-papiers: „die tatsäch- lichen effekte der social bots auf die politische meinungsbildung und wirtschaftliche prozesse beruhen überwiegend noch auf annahmen, weil keine der bisherigen studien einen gesicherten nachweis der wirkungen und effekte von social bots liefern konnte.“ hier tritt ein grundlegendes problem der forschung zu sozialen medien zu tage: nur bei twitter sind beiträge aller user auch im nach- hinein abrufbar – bei allen anderen sozialen netz- werken ist es schwierig oder gleich unmöglich, beiträge systematisch zu analysieren. facebook bietet keine schnittstelle dafür an und macht auch nicht transparent, wie sein news feed-algorith- mus funktioniert (s. kasten): welche nachrichten die nutzer in ihrem netzwerk aus freunden und gruppierungen zu sehen bekommen, ist indivi- duell verschieden, der automatismus dahinter beruht auf einem verfahren, das facebook als geschäftsgeheimnis streng hütet. bei angeboten wie snapchat löschen sich die nachrichten selbst, sobald sie gelesen sind. dazu gesellen sich weitere technologische hürden: für instagram, auf dem hauptsächlich fotos veröffentlicht werden, und für youtube mit seinen videos bedürfte es aufwendi- ger analysesoftware, um inhalte zu erfassen – und die befindet sich trotz bemerkenswerter fortschrit- te noch im experimentierstadium. das projekt „propstop“ will propaganda trotz solcher hindernisse automatisiert sichtbar machen. projektleiter christian grimme von der wilhelms-universität in münster arbeitet dazu mit einem multidisziplinären team aus kommunika- tionswissenschaftlern und informatikern zusam- men. auch die redaktionen der süddeutschen zeitung und von spiegel online sind beteiligt, zudem ein softwarehaus. gemeinsam wollen sie ein werkzeug entwickeln, mit dessen hilfe journalisten automatisierte propaganda erkennen können. die software prüft dafür beispielswei- se, ob in social media-konten immer wieder die gleichen satzbausteine miteinander kombiniert werden – das wäre ein hinweis darauf, dass nicht ein mensch, sondern eine maschine die botschaf- ten schreibt. die untersuchung einzelner accounts ist allerdings nur der anfang. prostop hat es sich zum ziel gemacht ganze propagandastrategien also koordiniert aktionen mit manipulationspoten- zial kennbar zu machen und offen zu legen. solche werkzeug hält grimme für äußerst wichtig: journalisten, die auch immer mehr in so- cial media-kanälen recherchieren und kommuni- soziale netzwerke das bekannteste soziale netzwerk ist facebook. herzstück von facebook ist der sogenannte news-feed: hier sieht der nutzer neuigkeiten von freunden und projekten, firmen, musikgruppen und anderen, für die er sich interessiert. weil facbebook-nutzer oft mehrere hundert oder gar tausende dieser freunde haben, iltert facebook diesen news-feed durch algorithmen, um die menge der nachrich- ten zu reduzieren. nach welchen regeln diese algorithmen funktionieren, ist für außenstehende kaum nachvollziehbar. unter technikainen menschen besonders beliebt ist der kurznachrichtendienst twitter. er wird, so lassen sich oizielle zahlen des börsennotierten unternehmens interpretieren, in den usa von rund 60 millionen personen genutzt, in deutschland sind es weniger als zwei millionen. insta- gram, snapchat und youtube sind weitere populäre plattformen; alle sind in ihren funktionen verwandt, setzen aber schwer- punkte: youtube auf videoclips, instagram auf bilder und snapchat auf inhalte, die nach kurzer zeit gelöscht werden. 1 2 helmholtz perspektiven | sommer 2017

i n t e r v i e w york sure-vetter vom karlsruher institut für technologie (kit) forscht unter anderem an neu aufkommenden internetphänomenen wie social bots. fünf fragen zur schnittstelle von informatik und sozialwissenschaften. ? ? die beeinlussung von meinungen durch soziale medien – inwieweit ist das ein gebiet für die sozialwissenschaften, inwieweit für die informatik? nur mit einem interdisziplinären ansatz kann ein tieferes verständnis von chancen, potenzia- len, wirkungsweisen und auch risiken von sozio-technischen plattformen wie sozialen medien erlangt werden. informatik-kenntnisse erlauben es, algorithmen und technische wirkungs- mechanismen zu verstehen oder selbst zu entwickeln. sozialwissenschaftliche kenntnisse erlauben es, die mit den plattformen verbundenen relevanten gesellschaftswissenschaftlichen fragen zu formulieren. zentral ist oft die erstellung und analyse eines forschungsdatensat- zes zur bearbeitung einer sozialwissenschaftlichen fragestellung. hier brauchen wir sowohl programmierfähigkeiten, um forschungsdaten beispielsweise aus dem web zu extrahieren, statistische kenntnisse, um die daten aufzuarbeiten und um eine analyse durchzuführen, sowie sozialwissenschaftliches wissen, um anfangs die hypothese richtig zu formulieren und schließlich die analyse zu bewerten. warum sind social bots und ähnliche phänomene für sie als wissenschaftler interessant? hier kommen gleich mehrere interessante aspekte zusammen. für mich als infor- matik-wissenschaftler ist es sehr spannend zu sehen, wie sich computerprogramme beim sogenannten turing test verhalten. der test wurde von alan turing im jahr 1950 unter dem namen imitation game veröfentlicht und beschäftigt sich mit der frage, ob computer vergleichbar zu menschen kommunizieren können. anfängliche programme wie eliza waren vergleichsweise einfach gestrickt. eliza konnte in einer konversation durch geschickte anwendung von regeln zur erzeugung von fragen und antworten zumindest kurzzeitig wie ein mensch wirken. heutige social bots nutzen teilweise sehr anspruchsvolle und komplexe technologien, um meinungen gezielt zu beeinlussen. dabei werden viele tricks angewendet, zum beispiel zum massenhaften anlegen von gefälschten proilen auf plattformen. im kern geht es dabei jedoch um die frage, ob maschinen, in dem fall bestimmte social bots, in der kommunikation als mensch wahrgenommen werden. 1 4 helmholtz perspektiven | sommer 2017

f o r s c h u n g helmholtz kompakt im ewigen eis das deutsch-russische team bereitet die bohrung im permafrost vor. bild: jens kallmeyer/gfz bohrung im sibirischen permafrost erfolgreich beendet die permafrostlandschaften auf der nordhalbkugel gelten als schlüsselregionen für den globalen wandel. deshalb sind sie für die forschung besonders interessant. ein deutsch-russisches team aus wissenschaftlern hat bei einer expedition proben des untergrunds vom lena-delta auf der sibirischen halbinsel by- kovsky genommen. insgesamt haben die forscher unter leitung des deutschen geoforschungszentrums (gfz) vier wochen im permafrost verbracht und sechsundneunzig meter gefrorene kerne erbohrt. das material stammt aus verschiedenen schich- ten, die durch unterschiedliche entstehungsbedingungen und temperaturen gekennzeichnet sind. „die proben werden gekühlt und dann für weitere analysen in unser labor nach potsdam gebracht“, sagt susanne liebner, leiterin der helmholtz-nach- wuchsgruppe microcene in der sektion geomikrobiologie am gfz. die aktuellen forschungsarbeiten sollen präzisere daten darüber liefern, welche art und welche menge an treibhaus- gasen im zuge der erderwärmung tatsächlich aus dem tauenden permafrost abgegeben wird. 1 6 helmholtz perspektiven | sommer 2017

f o r s c h u n g daten sicher verschlüsseln seien es hackerangriffe auf unternehmen oder das ausspionie- ren privater computer – digitale daten sind anfällig für krimi- nelle angriffe. datensicherheit ist deshalb eine der großen her- ausforderungen für unsere gesellschaft. wissenschaftler in aller welt arbeiten intensiv an lösungen für eine kommunikation, die nicht durch schadsoftware oder spionage gefährdet ist. eine der wichtigsten entwicklungen dabei ist die quantentechnologie. im gegensatz zu bisherigen verschlüsselungsmöglichkeiten, er- laubt sie eine verschlüsselung von kommunikation, die als abso- lut sicher gilt. denn ein quantenschlüssel, der auf atomen oder lichtteilchen beruht, macht jeden eingriff dritter unweigerlich sichtbar. das russian quantum center ist eine der international bekanntesten organisationen im bereich der quantentechnolo- gie, auch helmholtz arbeitet mit ihr zusammen. wissenschaftler haben hier bereits die dritte phase der angewandten forschung im bereich eines „prototyps für sichere datenübertragung auf der basis quantenmechanischer zustände“ abgeschlossen. das projekt wird finanziell vom russischen ministerium für bildung und wissenschaft unterstützt. yurij kurochkin, leiter des labors für quantenkommunikation, hat jetzt angekündigt, dass bis ende 2017 ein prototyp für die serienproduktion hergestellt werden kann. die forscher glauben, dass diese technologie eine  breite anwendung in der wirtschaft finden wird. agata tuzimek und martin trinkaus medienkooperation deutsch-israelische kooperation der hochleistungslaser draco und das zentrum für hochleistungs-strahlenquellen elbe am hzdr bieten den forschern eine exzellente infrastruktur für die ersten experimente. bild: frank bierstedt/hzdr hzdr und weizmann-institut gründen laser-labor in israel um ihre kompetenzen auf dem feld der laser-teilchenbeschleu- nigung zu kombinieren, haben wissenschaftler des helmholtz- zentrum dresden-rossendorf (hzdr) und des israelischen weiz- mann institute of science ein gemeinsames labor in der stadt rechovot gegründet. gemeinsam wollen sie hochintensive laser entwickeln. diese extrem starken lichtquellen können teilchen wie protonen, ionen oder elektronen beschleunigen. zudem erzeugen sie brillante sekundäre strahlung, die es forschern unter anderem erlaubt, ultraschnelle chemische oder biologische prozesse zu beobachten. i p a c r o t k v / e d . a d e m r e h t n a p © i gratis testen testen sie jetzt den tagesspiegel – das forum der wissenschaften! das forum der wissenschaften! wer wissen will, was in wissenschaft und forschung los ist, kommt am tagesspiegel nicht vorbei. überzeugen sie sich selbst und lesen sie jetzt 14 tage kostenlos den tagesspiegel. jeden werktag mit einer eigenen seite „wissen & forschen“ – die wichtigsten erkenntnisse der forschung, portraits interessanter wissenschaftler und berichte von den wichtigsten kongressen in berlin. www.tagesspiegel.de/kostenlos · telefon (030) 290 21- 555 telefon (030) 290 21- 555 ts-wissenschaftprobe_210x120.indd 1 15.04.16 10:31

f o r s c h u n g heterogen ist. plattenbauten sind nicht per se als sozialer brennpunkt zu stigmatisieren“, sagt die wissenschaftlerin. vielmehr fänden viele ver- schiedene bewohner dort ihre heimat, die es zu respektieren gelte. heute leben in grünau 42.000 menschen – das ist die größe einer deutschen mittelstadt. „es lohnt sich also, genau hinzu- schauen“, sagt kabisch. „wir brauchen viertel, die so gestaltet sind, dass menschen sich auch ohne auto bewegen können.“ dies geschieht bei ihr immer über die disziplinen hinweg. so arbeiten in ihrem team unter anderem auch geographen und stadtplaner. sie können mittels satellitendaten zum beispiel bestimmen, wieviel und welche art brachfläche vorhanden ist, um sie anders zu nutzen. „bei jeder umgestaltung ist es wichtig, schon im vorfeld mit den potenziel- len nutzern und den anwohnern in kontakt zu treten und ihre meinung zu berücksichtigen. sonst kann es passieren, dass geplante grün- und erho- lungsflächen nicht genutzt und erhalten werden.“ kopenhagen gilt häufig als musterschüler der stadtentwicklung: fahrradwege, konsequent weniger autos, neu gestaltete plätze und sogar hafenschwimmbäder. der architekt und emeri- tierte professor jan gehl analysiert dort seit mehr als 50 jahren leben im öffentlichen raum, seine arbeit floss in die kopenhagener stadtplanung ein. für den dänen liegt das geheimnis funktio- nierender räume darin, städte konsequent für den menschen zu planen. als jungen absolventen irritierte ihn der modernismus der 1960er-jahre: seinen lehrern sei es damals um die gestaltung von gebäuden gegangen, der mensch habe in der planung keine rolle gespielt. es war die zeit der neuen schnellstraßen und der radikalen abkehr von traditionellen stadtmodellen. „aber diese neue skala war auf autos ausgelegt und ging da- von aus, dass wir unbegrenzte ressourcen haben. das hat sich überholt. wir brauchen viertel, die so gestaltet sind, dass menschen sich auch ohne auto bewegen können.“ so lasse sich relativ dicht und dennoch ansprechend bauen. „wenn es dazu einen gut entwickelten öffentlichen nahverkehr gibt, dann hätten wir bessere städte – für alle altersgruppen. so einfach ist es“, erklärt gehl. ein von ihm gegründetes planungsbüro berät heute bürgermeister und stadtverwaltungen weltweit. eines der projekte war etwa die umgestaltung des new yorker times squares zu einer verkehrsberu- higten zone. der modellversuch soll nun dauerhaft umgesetzt werden. „manche sagen, dass eine rei- he brillant gestalteter gebäude eine brillante stadt ergeben, doch das sehe ich anders. man muss immer noch die räume dazwischen gestalten, denn die sind für das wohlbefinden ausschlagge- bend“, sagt gehl. auch karl-friedrich ziegahn vom karlsruher institut für technologie (kit) fragt: wie wohl fühle ich mich – auch visuell – in meiner stadt? wie sicher fühle ich mich abends auf meinem heimweg? „ganz klar gilt es, so etwas schon bei der verkehrsplanung mit zu berücksichtigen“, so der leiter des bereichs „natürliche und gebaute umwelt“ am kit. „gerade bei der stadtforschung ist der input der bürgerinnen und bürger wichtig, da die umsetzung der ergebnisse immer einen direkten eingriff in den alltag darstellt.“ archi- tekten und planer seien dafür heute viel offener, meint ziegahn. und auch die wissenschaftler vom leipzig-grünau „platte“ und viel grün: die wohnsiedlung wurde im laufe der zeit stark zurückgebaut – zum wohle der bewohner. bild: andré künzelmann/ufz 2 2 2 2 helmholtz perspektiven | sommer 2017

s t a n d p u n k t e klimabewusst reisen – geht das? für die umwelt verzichten wir auf plastiktüten. wir ermahnen einander zur mülltrennung – und trotzdem liegen wir um den halben globus, um urlaub zu machen. müsste man dabei nicht auch klimabewusster handeln? und – wenn ja – geht das überhaupt? zwei blickwinkel. diana rechid klimaforscherin am climate service center germany – eine einrichtung des helmholtz- zentrums geesthacht „im verkehrssektor liegt ein großes potenzial zur einsparung von treibhausgasemissionen.“ der verbrennungsmotor ist noch immer unser fortbewegungsmittel erster wahl. im schnitt legen wir in deutschland täglich strecken zwischen 40 und 50 kilometer zurück – und das zu etwa 75 prozent im motorisierten individualverkehr. dabei wird viel energie ver- braucht – zumeist aus fossilen brennstoffen. bei deren verbrennung werden klimawirksame stoffe – vor allem co2 – in die atmosphäre freigesetzt. etwa ein drittel davon sammelt sich dort an und verstärkt den natürlichen treibhauseffekt. die erde erwärmt sich stärker. 2016 sind laut berechnungen des umwelt- bundesamtes die treibhausgasemissionen in deutschland wieder angestiegen. damit wird es immer schwieriger, das für das jahr 2020 gesteck- te klimaziel zu erreichen, welches eine senkung der emissionen um 40 prozent im vergleich zu 1990 vorsieht. der gesamte verkehrssektor trägt rund 20 prozent zu den treibhausgasemissionen bei. er ist der einzige sektor, der seine emissionen seit 1990 nicht mindern konnte. einzelne autos sind zwar klimafreundlicher geworden, aber es sind insgesamt immer mehr autos unterwegs. im verkehrssektor liegt also ein großes potenzial zur einsparung. und hier kann jeder individuell sofort loslegen: auf kurzen strecken am besten zu fuß gehen oder das fahrrad nehmen. auch luftschad- stoffe und lärm werden so vermieden. auf langen strecken sind bus und bahn die klimafreundlichs- ten verkehrsmittel. mit der bahn kommen wir bei gleichem co2-ausstoß mehr als 10 mal so weit wie mit dem flugzeug. fliegen ist die klimaschädlichste art zu reisen. hierbei werden neben co2 auch große mengen stickoxide freigesetzt, die durch che- mische reaktionen zur bildung von ozon in der tropopause führen. ozon absorbiert und emittiert langwellige wärmestrahlung und trägt damit zur erwärmung der erde bei. das ist nicht zu ver- wechseln mit der wirkung von ozon, das sich in größeren höhen in der stratosphäre befindet, wo es einen großen teil der kurzwelligen uv-strah- lung der sonne absorbiert und dort eine wichtige schutzfunktion für das leben auf der erde hat. wenn partout kein weg am auto vorbeiführt, können wir auch damit klimabewusst fahren: mit energiesparenden modellen, sparsamem fahrverhalten und in fahrgemeinschaften. die beste energiebilanz besitzen übrigens elektro- autos. eine analyse des bmub zeigt: selbst unter berücksichtigung des deutschen strommixes und des gesamten lebenszyklus fallen die treibhaus- gasemissionen eines batterie-elektrischen fahr- zeugs geringer aus als die eines vergleichbaren fahrzeugs mit verbrennungsmotor.  2 4 helmholtz perspektiven | sommer 2017

f o r s c h u n g das unbemannte fluggerät mit macs luftbildkamerasystem kann automatisch vertikal starten und landen und hat eine fluggeschwindigkeit von 80 km/h. die mögliche flugzeit beträgt 60 minuten. unterstützung im katastrophenfall ein gemeinsames team vom dlr-institut für optische sensorsysteme und germandrones unterstützte die i.s.a.r. germany bei der rettungsübung achilles 2017 unter aufsicht der un in der schweiz. dank eines neuartigen luftgestützten kamerasystems erhielten sie detaillierte luftaufnahmen. bild: p.-p. braun/i.s.a.r. germany von der grasnarbe bis ins all bei naturkatastrophen wie erdbeben oder überschwemmungen stehen ersthelfer vor großen herausforderungen. luft- und satellitenaufnahmen erleichtern ihnen die arbeit enorm. die häuser der nepalesischen hauptstadt liegen in trümmern, die straßen sind aufgerissen. das technische hilfswerk (thw) arbeitet fieberhaft daran, die trinkwas- serversorgung wieder aufzubauen. bei schweren erdbeben, wie jenem in kathmandu vor zwei jahren, geht es darum, so schnell wie möglich die verschütteten zu retten und eine neue versorgung für die region aufzubauen. kata-strophenschützer stehen regelmäßig vor solchen aufgaben: bei erd- beben, überschwemmungen, flächenbränden und anderen naturkatastrophen greifen sie ein. helfer aus deutschland, unter ihnen das thw oder die international search and rescue (i.s.a.r. germa- ny), sind oft auch weltweit im einsatz, koordiniert von den vereinten nationen. 2 6 helmholtz perspektiven | sommer 2017

f o r s c h u n g lagekarte der brände in chile am 26. januar 2017 die gelbe farbe zeigt brände mit geringer strahlungsleistung. rote flächen sind die intensivsten brände. quelle: zki (karte), os (daten) aufnahme mit dem macs-luftbildkamerasystem ein zerstörtes gebäude konnte auf der trainings base weeze anhand der interaktiven karte des überlugs mit dem vtol uav identiiziert werden. bild: dlr (cc-by 3.0) luftbildaufnahmen des automatischen überlugs die interaktive karte ist direkt nach der landung verfügbar und kann durch i.s.a.r. germany zur lageaufklärung verwendet werden. die flughöhe betrug 250 meter. das fluggebiet hat eine ausdehnung von 1,5 kilometern. die bodenaulösung beträgt fünf zentimeter. bild: dlr (cc-by 3.0) 2 8 helmholtz perspektiven | sommer 2017 kommen, wollen die forscher des instituts für opti- sche sensorsysteme die beiden satelliten mit einem neuen kommunikationssystem nachrüsten, das die daten von überall auf der welt abrufbar macht. ein weiteres hilfsmittel für die katastrophen- schützer sind die hochauflösenden kamera- und sensorsysteme der satelliten, die für das euro- päische erdbeobachtungsprogramm copernicus die welt umkreisen. sie liefern so detailreiche aufnahmen, dass man auf ihnen waldbrände, rodungsstreifen, überschwemmungen, ölteppi- che, verkehrsdichten und sogar flüchtlingsboote auf dem mittelmeer erspähen kann. bei einem internationalen un-katastropheneinsatz fließen all diese quellen in das global disaster alert and coordination system ein. die hilfsorganisationen nutzen die daten in ihrem einsatzzentrum, um die verschiedenen internationalen helfer vor ort zu koordinieren. denn im ernstfall sind kommu- nikation und koordination das a und o für die hilfskräfte. „das eröffnet neue perspektiven – im wahrsten sinn des wortes.“ perspektiven, die in zukunft weitere menschenleben retten können. damit das künftig noch besser gelingt, haben die forscher vom dlr-institut für optische sensorsys- teme jetzt ein neues unbemanntes luftfahrzeug getestet, das für den katastrophenschutz geeignet ist. dafür haben sie ein spezielles kamerasystem „macs-sar“ (modular aerial camera system – search and rescue) entwickelt. es nimmt hochauf- lösende geländeaufnahmen der schadensgebiete auf. aus ihnen berechnen die dlr-forscher dann mittels photogrammetrischer verfahren eine neue digitale geländekarte. darauf können die retter die abmessungen von straßen und brücken oder auch die abstände zwischen häusern auf fünf zentimeter genau bestimmen. „auf dem weg zum einsatz können wir bisher meistens nur durch erkundungen den schnellsten weg suchen. das bedeutet oftmals, dass wir stellen erreichen, die nicht passierbar sind, und dann müssen wir einen umweg neh- men“, sagt daniela lesmeister, die vorsitzende der hilfsorganisation i.s.a.r. germany. „mit hilfe dieser neuen karten können wir solche umwege vermeiden und den schnellsten weg an die ein- satzstellen erkennen, bevor wir losfahren. die zeit, die wir sparen, kann im ernstfall leben retten.“ künftig wollen die forscher auch dreidimensio-

s t a n d p u n k t e jammern auf hohem niveau? wie steht es wirklich um die forschungsbedingungen in deutschland? ein kommentar von hauke harms ein forschungsumfeld ist gut, wenn sich die wissenschaft- lerinnen und wissenschaftler mit ihrem ganzen kreativen potenzial einbringen können, wenn ihre erkenntnisse nutzbar werden – und wenn das alles für sie selbst mit einer sicheren lebensperspektive verbunden ist. die finanzielle ausstattung des forschungsstandorts spielt dabei eine entscheidende rolle. schließlich muss forschung bezahlt werden. in den meisten oecd-ländern dürfte das der fall sein. die forschungsmittel sollten ausreichen, um wissenschaftliche fortschritte zu ermög- lichen, fortschritte, die der gesellschaftlichen und wirtschaft- lichen weiterentwicklung unserer welt nützen. alles gut also in unserer wissenschaftswelt? ein wissen- schaftssystem wie das unsere kann nur erfolgreich sein, wenn es auch die von den forschenden mitgebrachte motivation ein forscherleben lang aufrechterhält – und darum ist mehr nötig als geld. die herausforderung liegt vielmehr darin, individuelle sinnerfüllung dauerhaft mit den gesellschaftlichen zielen der forschung zu vereinbaren. die crux liegt in der vielfältigkeit der motivationslagen. was forschende neben dem bedürfnis nach materieller sicherheit antreibt, ist neugier, gestaltungswille, ehrgeiz, der wunsch nach einem ausleben von kreativität. ich behaupte, dass das deutsche wissenschaftssystem diesen vielfältigen motivationslagen gut gerecht werden kann. die bandbreite der missionen der großen forschungsorganisa- tionen, der universitäten, der ressortforschungseinrichtungen und der privatwirtschaftlichen forschung ist so groß, dass für jede und jeden das passende dabei sein kann und sich interes- sante karrierepfade entdecken lassen, sofern die forschung an sich die richtige berufswahl war. die forschungsbedingungen in deutschland sind heraus- ragend. wir haben eine vielfältige, freie wissenschaftsland- schaft. forschung genießt wirtschaftlich, gesellschaftlich und politisch einen hohen stellenwert, denn wir alle wissen, dass unser wohlstand wesentlich darauf beruht. warum gibt es dann so viel wehklagen in der deutschen wissenschaft? es ist längst nicht alles gold, was glänzt. nicht für jede und jeden kann es eine dauerhafte perspektive im wissenschaftssystem geben. so manche karriere endet in einer späten lebensphase. wirt- schaftliche sicherheit gibt es oft nur für eine kurze zeit. noch viel deutlicher und rechtzeitiger brauchen deshalb diejenigen 3 0 helmholtz perspektiven | sommer 2017 hauke harms ist leiter des departments umweltmikrobiologie am helmholtz- zentrum für umweltforschung – ufz, leipzig. alternativen, die keine zukunft in der wissenschaft haben, also einen anderen karrierepfad einschlagen müssen. und dieje- nigen, die im system eine zukunft haben, brauchen noch viel mehr orientierungshilfe. schon die stellenausschreibungen, mit denen wissen- schaftlicher nachwuchs gesucht wird, machen die vielfältigkeit der forschungslandschaft nicht ausreichend sichtbar. es ist fast unmöglich, anonymisierte anforderungsprofile so unterschied- lichen arbeitgebern wie max-planck-instituten, fraunhofer-ins- tituten oder helmholtz-zentren zuzuordnen. in der vermittlung unserer missionen und der bedingungen, unter denen diese erfüllt werden, können wir also noch besser werden. damit würden wir den forschenden ebenso helfen wie den wissenschaftlich qualifizierten, die in der verwaltung oder wirtschaft eine perspektive haben. sie könnten leichter den für sie besten weg einschlagen – und selbst mehr verantwortung tragen. denn jammern resultiert oft aus dem gefühl der fremd- bestimmtheit. dem lässt sich durch die rechtzeitige und klare artikulation der anforderungen und beschränkungen wissen- schaftlicher laufbahnen am besten beikommen. 

f o r s c h u n g nackter überlebenskünstler nacktmulle haben über millionen von jahren hinweg schutzmechanismen gegen krebs, schlaganfall und herzinfarkt entwickelt. ohne sauerstof überleben sie bis zu 18 minuten. all das macht sie interessant für die wissenschaft. sie sind nur fünf bis 15 zentimeter lang, wie- gen knapp 50 gramm und wären sie nicht nackt, könnte man sie kaum von anderen nagern unterscheiden – zumindest rein äußerlich. auf den zweiten blick aber haben nacktmulle sehr spezielle eigenschaften, die sie für die wissen- schaft hochinteressant machen: sie erkranken nicht an krebs, empfinden keinen schmerz und können lang ohne sauerstoff überleben. „manchmal ist es so, als würde man an einem alien forschen, so unterschiedlich haben sich nacktmulle im vergleich zu anderen nage- tieren im laufe der evolution entwickelt“, sagt thomas park, biologe an der university of illinois in chicago. dabei sind sie genetisch zu 94 prozent identisch mit mäusen und menschen. „manchmal ist es so, als würde man an einem alien forschen“ die unterschiede beginnen schon beim zusam- menleben: nacktmulle sind die einzigen säuge- tiere, die wie bienen oder wespen einen staat bilden, an dessen spitze eine königin steht. allein ihr ist es vorbehalten, mit einem oder zwei männchen aus der rund 300 tiere starken kolonie nachkommen zu produzieren. die anderen tiere widmen ihr leben der arbeit. „das ist ebenso ungewöhnlich wie die tatsache, dass nacktmulle kaltblüter sind. sie sind die einzigen säuge- tiere, die keine wärme von sich geben“, sagt gary lewin vom max-delbrück-centrum für molekulare medizin in der helmholtz-gemeinschaft (mdc). beide eigenschaften haben vermutlich den glei- chen grund: die tiere haben sich optimal an ihre lebensumstände angepasst. nacktmulle leben in großen unterirdischen bauten in den halbwüsten ostafrikas. „dort herr- schen überwiegend stabile temperaturen, eine wärmeanpassung ist also nicht notwendig und würde nur energie kosten“, sagt lewin. und ener- gie müssen die tiere sparen, denn die bedingun- gen im boden unter der halbwüste sind schwierig 3 2 helmholtz perspektiven | sommer 2017 und kräftezehrend. nacktmulle graben oft kilome- terlange tunnel auf der suche nach nahrhaften wurzeln, ohne dabei die richtung zu kennen. „um diese schwierigkeiten zu überwinden, hat sich vermutlich die eusozialität – also die staatenbil- dung – als unter diesen umständen effizienteste lebensform durchgesetzt“, sagt lewin. dieses hohe maß an sozialem verhalten lohnt sich nur, weil die nacktmulle lange leben – bis zu 34 jahre alt werden sie, ein stattliches alter für tiere ihrer größe, wenn man bedenkt, dass mäuse selten älter als drei jahre werden. „das soziale verhalten wäre sonst nicht sinnvoll, schließlich ist die fähigkeit zur erneuerung der kolonie sehr begrenzt, wenn nur ein weibchen nachwuchs bekommt.“ einer der gründe für die langlebigkeit ist, dass nacktmulle nicht an krebs erkranken. wissenschaftler von der universität von roches- ter im us-bundesstaat new york konnten bereits 2013 in einer „nature“-studie zeigen, dass die hautzellen der tiere eine spezielle form von hyaluronsäure produzieren. diese hat unge- wöhnlich lange molekülketten, die sich in großen mengen zwischen den zellen des bindegewebes ablagern und signale blockieren, die für ein krebswachstum nötig wären. immun gegen krebs, staatenbildend und kaltblütig: eigentlich müsste das schon ausrei- chen, um das herz von medizinern und biolo- gen höher schlagen zu lassen. aber bereits vor einigen jahren fanden die mdc-forscher um lewin zusätzlich heraus, dass die tiere gegen entzündungs- und säureschmerz weitestgehend immun sind. dieser schmerz, zu vergleichen etwa mit einem zitronenspritzer in eine offene wunde, dient bei menschen und mäusen als warnung, um weitere verletzungen zu verhindern. „nacktmulle hingegen haben eine säuretoleranz entwickelt“, sagt lewin: „vermutlich, weil in den tunneln und höhlen, in denen sie leben, der sauerstoffgehalt sehr gering und zugleich der kohlendioxidgehalt sehr hoch ist – unter normalen umständen würde das zu einer übersäuerung des gewebes

auskommen mussten. die tiere stellen dabei ihre bewegung ein und reduzieren atemfrequenz und puls – das gehirn hingegen arbeitet weiter, wenn auch verlangsamt. sobald die nacktmulle wieder atmen konnten, wachten sie auf und lebten selbst nach 18 sauerstofflosen minuten ohne bleibende schäden weiter. möglich wird das durch eine umstellung im stoffwechsel der tiere: „wenn der sauerstoff nicht mehr ausreicht, um glukose aus der nahrung zu verstoffwechseln, schalten die tiere auf fruktose um“, sagt park. zwar können viele säuger frukto- se verwerten, allerdings zumeist nur in niere und leber. nacktmullen gelingt das auch in anderen organen. forscher hoffen, dass dieser mechanismus künftig menschenleben retten kann: „wir würden patienten gern vor den folgen des sauerstoff- mangels bewahren, den ein herzinfarkt oder ein schlaganfall binnen minuten anrichten. denkbar wäre das, denn theoretisch sind nur kleine verän- derungen nötig, um den körper auf den fruktose- stoffwechsel umzustellen“, sagt lewin. überhaupt scheint der mensch vom nackt- mull viel lernen zu können. schließlich haben nacktmulle als echte überlebenskünstler über millionen jahre hinweg schutzmechanismen gegen krebs, schlaganfall und herzinfarkt – drei der weltweit häufigsten todesursachen des men- schen – entwickelt. vielleicht ist das einer der gründe, warum park und lewin die einst zum hässlichsten tier der welt gewählten nager mittlerweile eigentlich ganz niedlich finden.  rebecca winkels führen, der nacktmull allerdings muss in diesen bedingungen leben.“ damit das gelingt, besitzen nacktmulle schmerzrezeptoren mit einer speziellen eigen- schaft: ihr natriumkanal wird von den elektrisch positiv geladenen teilchen, die die säure abgibt, blockiert. wegen dieser blockade leitet die nervenzelle kein schmerzsignal weiter. „da die schmerzrezeptoren von nacktmullen ansonsten denen von menschen und mäusen sehr ähnlich sind, hoffen wir, dass sich dieses wissen bei der bekämpfung von chronischem schmerz bei men- schen einsetzen lässt“, sagt thomas park. gemeinsam mit den kollegen am mdc hat er kürzlich eine weitere entdeckung gemacht, die für die medizin relevant ist: während der mensch mindestens zehn prozent sauerstoffgehalt in der atemluft braucht, um genug energie zum überleben zu erzeugen, reichen dem nacktmull fünf prozent völlig aus. ihre experimente dazu beendeten die forscher nach fünf stunden, weil sich bei der niedrigeren sauerstoffkonzentration keinerlei effekte bei den nacktmullen zeigten. noch spektakulärer waren die ergebnisse des nachfolgenden versuchs: die wissenschaft- ler testeten, wie lange die tiere gänzlich ohne sauerstoff auskommen können – und fanden heraus, dass die nacktmulle bis zu 18 minuten ohne sauerstoff überleben. für menschen wäre das undenkbar: „selbst bei fünf prozent sauer- stoffgehalt können wir höchstens fünf minuten überstehen, ohne bleibende schäden davonzutra- gen“, sagt park. mit seinem team beobachtete er, dass die tiere nach etwa anderthalb minuten in einen ko- matösen zustand fielen, wenn sie ohne sauerstoff f o r s c h u n g fakten sie wollen mehr über nacktmulle wissen? hier gibt es zehn fakten zum thema: www.helmholtz.de/ fakten fakten schmerzunempindlich gary lewin und sein team fanden heraus, dass nacktmulle gegen entzündungs- und säu- reschmerz weitestgehend immun sind. bilder: roland gockel 3 4

f o r s c h u n g j w d wo die erde den meeresboden verschluckt geomar-geologe kaj hoernle erforscht die bewegungsmuster der paziischen erdplatte. eine aufgabe, für die er und sein team nördlich neuseelands auf einer expedition des forschungsschifes sonne gesteinsproben von den steilhängen riesiger unterseevulkane kratzen.

f o r s c h u n g j w d 1 2 um diese grundlegenden fragen der platten- tektonik zu beantworten, benötigen kaj hoernle und sein team lava- und gesteinsproben aus dem becken, dem graben und von den steilhängen beider tiefseerücken. der geochemische finger- abdruck des materials erlaubt rückschlüsse auf den ursprung und das alter des gesteins und somit auf die zeit, in der es als lava aus einem der vielen vulkane des inselbogens geflossen war. derart aussagekräftige gesteinsproben zu ge- winnen, ist die eigentliche herausforderung der sechswöchigen sonne-expedition so255: „für die probennahme setzen wir eine kettensack-dredge ein. dabei handelt es sich um eine stahlkiste, die etwa 1 mal 1,5 meter breit ist und die wir mit der öffnung nach vorn gerichtet über den meeres- boden ziehen. ihr vorderer rand ist wie eine baggerschaufel mit stahlzähnen versehen, sodass sie lava- und gesteinsbrocken vom meeresboden abreißen kann. das material rutscht dann in den kettensack der dredge und verbleibt dort, bis wir sie an bord holen“, erklärt kaj hoernle. jeder dredgezug wird vom wissenschaftler- team akribisch vorbereitet: die forscher analy- sieren hochauflösende karten der unterseeischen vulkanlandschaft. wo topografische daten oder fakten zur höhe der sedimentschicht fehlen, kartieren sie die region selbst mit den modernen fächer- und sedimentecholot-systemen der sonne. erst dann wird entschieden, wo der stählerne probennehmer zum nächsten fischzug in die tiefe sinken darf. „am größten sind die erfolgschancen an bruchkanten oder steilhängen der vulkane und rücken. zum einen bedecken dort kaum sedimen- te das hartgestein. zum anderen entstehen die bruchkanten oft durch tektonische störungen. das heißt, hier reißt der boden tief auf und gibt geo- logisch alte gesteinsschichten frei, die mit glück noch nicht verwittert sind“, erzählt kaj hoernle. „die radiometrische altersanalyse ist so aufwendig, dass wir nur 50 unserer rund 2.000 gesteinsproben datieren lassen können.“ vom meerwasser verändertes gestein erkennt der experte auf den ersten blick. „diese proben haben einen ganz anderen grauton als frisches material. manchmal zerbröseln sie auch, wenn wir sie in den hand nehmen“, erzählt der geologe. auf dieser sonne-expedition bergen die wissenschaftler mehr probenmaterial als je zuvor in kaj hoernles 22-jähriger laufbahn als meeres- 4 3 8 helmholtz perspektiven | sommer 2017 1 + 2 freude an deck: die kettensack-dredge hat wissenschalich spannende gesteinsproben aus der tiefsee mitgebracht, welche die wissenschaftler sofort in kisten sortieren und in die labore bringen. bild: (1) gesine wellschmidt/geomar, (2) christian timm/gns 3 + 4 im labor angekommen, werden die proben in der mitte durchgesägt und genauestens unter der lupe betrachtet. auf diese weise können die forscher die proben gruppieren und deren eignung für chemische analysen beurteilen. bild: (3) christian timm/gns, (4) gesine wellschmidt/geomar 5 kaj hoernle begutachtet die ersten proben, die nach der expedition am geomar angekommen sind. in kiel werden sie archiviert und stehen forschenden aus aller welt zur verfügung. bild: jan stefen/geomar

barbara terhal universitätsprofessorin für das lehr- & forschungsgebiet theoretische physik

p o r t r a i t computerfirma ibm war terhal lange tätig, dazu am renommierten california institute of technology in pasadena. „als ich mit der arbeit anfing, wusste kaum jemand etwas über das feld der quanten- information“, sagt terhal. sie war zur richtigen zeit am richtigen ort: für ihre doktorarbeit an der univer- sität amsterdam suchte sie nach einem thema. über neuronale netze dachte sie nach und über biophysik, bis sie dann einen professor fand, der in das neue feld der quanteninformation einsteigen wollte. „weil das thema so neu war, wollte ich mich bald mit einer gruppe von forschern zusammenschließen, die mehr expertise auf dem feld hatte“, erzählt sie – und landete bei ibm in den bestens ausge- statteten firmenlaboren. es war die phase, in der die quantencomputer-forschung einen gewaltigen aufstieg erlebte: konkrete ergebnisse wurden greifbar, es floss viel geld in die forschung und etliche wissenschaftler spezialisierten sich auf das gebiet, in dem barbara terhal schon jahrelangen vorsprung hatte. „ich finde, physik ist so ähnlich wie bergstei- gen“, sagt sie: „du stehst vor einer wand und musst irgendwie hochkommen. du siehst eine menge leute am felsen, sie haben auf der einen seite ei- nen pfad gefunden und klettern hinauf. du kannst hinterher, etwas von ihnen lernen – aber vielleicht willst du auch deinen eigenen weg suchen.“ jeder schritt bei einem solchen aufstieg auf eigenen pfaden sei ungeheuer wichtig, man müsse immer die balance behalten, aber werde oben auf dem gipfel von einer großartigen aussicht belohnt. „da gewinnt man einblicke, die niemand anders auf der welt hat – that’s discovery!“, sagt sie freudestrah- lend. rund um das forschungszentrum jülich entsteht gerade eine internationale kooperation, die sich mit quanteninformation und quantencom- puting beschäftigt: eingebunden sind außer der rwth aachen auch die universität in delft – dort- hin wechselt barbara terhal, die ihr büro derzeit noch in aachen hat, zum wintersemester. in jülich bleibt sie weiterhin tätig. die kombination aus der öffentlich finanzierten forschung in jülich und der forschung in delft, wo unter anderem microsoft und intel beteiligt sind, hält sie für ideal. in der internationalen kooperation, zu der sich aachen, schwindelerregend visualisierung der quantenfehlerkorrekturcodes, an denen terhal forscht. bild: tamfang jülich und delft jetzt zu- sammenschließen, arbeiten viele teams an verschiede- nen fragestellungen rund um den quantencomputer. „mein persönliches ziel ist, die quantenfeh- lerkorrektur zum laufen zu bringen“, sagt terhal – „das ist eine ganz konkrete aufgabe.“ ibm hat gerade den ersten quantencomputer vorgestellt, der mit fünf qubits arbeitet. für terhal ist es nur eine frage der zeit, bis es modelle mit 15, 20 oder 50 qubits geben werde. ihre rückkehr nach europa im jahr 2010, hatte auch mit ihren drei kindern zu tun, die zwillinge sind heute 12 jahre alt, die ältere tochter 15: „ich habe meine kindheit in den niederlanden sehr genossen“, sagt sie, „und wollte das meinen kindern auch ermöglichen.“ also kam sie mit ih- rem mann zurück – david divincenzo ist ebenfalls ein erfolgreicher quantenphysiker, auch er arbeitet an der rwth aachen und am forschungszentrum jülich. die beiden haben einige aufsehenerregende arbeiten gemeinsam veröffentlicht. voraussetzung für eine glückliche beziehung sei es aber nicht, dass der partner die komplexen forschungsthemen versteht, lacht sie: „es gibt so wenig frauen in der quantenmechanik, da könnten die meisten männer ja sonst nie heiraten!“ einer der gründe für ihren wechsel von ibm in die akademische sphäre sei es auch gewesen, dass sie hier mit dem nachwuchs arbeiten könne. häufig, erzählt barbara terhal, säßen studierende bei ihr im büro. jetzt kommt sie zurück auf ihre analogie zwischen der physik und dem bergstei- gen: „die wollen so schnell wie möglich da hoch auf diesen felsen. aber manche sind zu ungeduldig, die fallen runter oder folgen einfach der horde auf den eingetretenen pfaden.“ sie selbst suche sich ihren weg lieber selbst. auf die frage, ob sie das gefühl des gipfel- stürmens in natura schon einmal selbst erlebt habe, schüttelt barbara terhal den kopf: „nein, für mich ist das nichts.“ dann lacht sie kurz auf und schiebt nach: „um ehrlich zu sein: ich habe höhenangst!“  kilian kirchgeßner www online mehr portraits inden sie hier: www.helmholtz.de/ portraits/ 4 2 helmholtz perspektiven | sommer 2017

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