Helmholtz Monthly 11/24
 
 
 
Zukunftsbranche Gesundheitswirtschaft
 
Neues Forschungsschiff CORIOLIS getauft
 
Quantencomputer-Demonstrator in Betrieb
 
Drei Fragen an die Schülerlaborleiterin Adelheid Sommer
 
Nach der COP29: Aufgeben ist keine Option– ein Standpunkt
 
 
 
 
Liebe Leserinnen und Leser,
 
 
 

die 29. Weltklimakonferenz (COP29) ist in diesem ereignisreichen Monat in der öffentlichen Aufmerksamkeit fast ein wenig zu kurz gekommen. Viele Expert:innen blicken kritisch auf die Ergebnisse. Wir haben Katja Matthes, Direktorin am GEOMAR und Koordinatorin der Dialogplattform Helmholtz-Klima um eine Einordnung gebeten.

Außerdem: Die europäische Arneimittel-Agentur (EMA) hat nun doch grünes Licht für den Antikörper Lecanemab gegeben. Damit steht ein erster Wirkstoff, der an den Ursachen von Alzheimer angreift, auch in der EU kurz vor der Zulassung. Auch wenn der Antikörper das Fortschreiten der Erkrankung nur verlangsamt und längst nicht alle Patient:innen für eine Therapie in Frage kommen, sprechen Forscher:innen von einer neuen Ära.

 
 
Martin Trinkaus, Online Manager
 
 
 
 
Talk of the Month
 
 
 
Zukunftsbranche Gesundheitswirtschaft
 
  Die Gesundheitswirtschaft hat das Potenzial, in Zukunft eine ähnlich starke Rolle für die deutsche Ökonomie zu spielen wie heute die Automobil- oder Chemieindustrie. Das meinen Helmholtz-Präsident Otmar D. Wiestler sowie Michael Kaschke, Präsident des Stifterverbandes in einem Gastbeitrag in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung. Ihrer Ansicht nach gibt es in Deutschland ein gutes Fundament und genug Ideen – die Weichen müssten allerdings richtig gestellt werden. In der Politik sei die Gesundheitswirtschaft im Vergleich zu anderen Branchen als Zukunftsbranche unterbewertet. Kaschke und Wiestler wünschen sich eine höhere Priorität des Themas in künftigen Koalitionsverhandlungen und machen konkrete Vorschläge, etwa den Abbau regulatorischer Hürden, die digitale Transformation des Sektors oder den Aufbau von Spitzenclustern. Zum Beitrag
 
Erster kausal wirkender Arzneistoff gegen Alzheimer in der EU zugelassen
 
  Die europäische Zulassungsbehörde EMA hat nun doch grünes Licht für den Antikörper Lecanemab gegeben. Damit steht der erste Wirkstoff, der an den Ursachen von Alzheimer ansetzt, auch in der EU kurz vor der Zulassung. Anlass für die Neubewertung waren neue Daten des Herstellers, die zeigten, dass Träger einer speziellen Genvariante ein deutlich höheres Risiko für schwere Nebenwirkungen haben. Diejenigen zu identifizieren, die für eine Therapie in Frage kommen, ist allerdings aufwändig und teuer, genauso wie die begleitende Diagnostik der Patient:innen, die das Medikament bekommen. Wie das in der Praxis umgesetzt und finanziert werden soll, ist offen. Dennoch sehen Expert:innen in der Zulassung einen großen Erfolg für die jahrelange Forschung auf diesem Gebiet und sprechen von einer neuen Ära.
 
Wissenschaftsbarometer: Vertrauen in die Wissenschaft bleibt stabil
 
  Das Vertrauen in die Wissenschaft ist in Deutschland weiterhin auf einem vergleichsweise hohen Niveau. Das ist ein Ergebnis des Wissenschaftsbarometers, einer jährlich von „Wissenschaft im Dialog“ (WID) in Auftrag gegebenen repräsentativen Befragung der Bevölkerung. Demnach vertrauen 55 Prozent der Befragten der Wissenschaft „eher“ oder „voll und ganz“. Im Vergleich zu anderen Ländern ist das zwar ein guter Wert. Im Umkehrschluss bedeutet es aber, dass 45 Prozent der Wissenschaft eher nicht vertrauen. Unter Personen mit formal niedrigerem Bildungsniveau ist der Anteil der Skeptiker mit 60 Prozent deutlich höher. WID-Leiter Benedikt Fecher sieht darin einen Auftrag an die Wissenschaftskommunikation, mehr zu versuchen, mit bildungsferneren Schichten in den Dialog zu treten.
 
 
 
 
 
 
 
 
Aus der Gemeinschaft
 
 
 
Neues Forschungsschiff CORIOLIS getauft
 
  Gemeinsam mit rund 400 Gästen ist die CORIOLIS, das neue Forschungsschiff des Helmholtz-Zentrums Hereon, feierlich getauft worden. Das klimafreundliche Schiff vereint unterschiedliche Disziplinen des Hereon. Es lässt sich nicht nur wasserstoffelektrisch antreiben, sondern verwendet außerdem eine Hereon-Membrantechnologie, die bei Nutzung des zusätzlich verbauten Hafendieselgenerators in der Lage ist, den Stickoxidausstoß um bis zu 80 Prozent zu reduzieren. Die CORIOLIS soll unter anderem Kohlenstoffkreisläufe, Nähr- und Schadstofftransporte zwischen den Flüssen und Küsten in Nord- und Ostsee sowie die Auswirkungen von Offshore-Windkraft auf die Umwelt untersuchen. Mit ihren Messdaten wird sie auch zur Entwicklung eines Digitalen Zwillings der Nord- und Ostsee beitragen.
 
Internationaler Spitzenforscher kommt mit Humboldt-Professur zum KIT zurück
 
  Christopher Barner-Kowollik erhält eine Alexander von Humboldt-Professur – Deutschlands höchstdotierten internationalen Forschungspreis, der mit jeweils bis zu fünf Millionen Euro ausgestattet ist. Ab kommendem Jahr soll der Experte für makromolekulare Photochemie am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) als Direktor des Instituts für Funktionelle Grenzflächen zu neuen Materialien und polymerbasierten Systemen forschen. 2008 kam Barner-Kowollik bereits als Professor für Molekulare Chemie aus Sydney ans KIT, bevor er 2017 nach Australien zurückkehrte. Mit der Humdboldt-Professur zeichnet die Alexander von Humboldt-Stiftung weltweit führende und bisher im Ausland tätige Forscherinnen und Forscher aller Disziplinen aus. Sie sollen langfristig zukunftsweisende Forschung an deutschen Hochschulen betreiben.
 
Vierter Helmholtz-Workshop zur Forschungssicherheit in Berlin
 
  Wie lässt sich in Zeiten zunehmender geopolitischer Herausforderungen die Forschungssicherheit stärken, ohne dabei internationale Kooperationen zu gefährden oder die Wissenschaftsfreiheit zu beschneiden? Darum ging es beim vierten Helmholtz-Workshop für Forschungssicherheit mit 100 Gästen aus aller Welt. Vertreter:innen von Forschungsorganisationen, Universitäten, nationaler und internationaler Thinktanks und der Politik aus mehr als 15 Ländern trafen sich in Berlin. Bereits zum vierten Mal schafft Helmholtz damit eine Plattform für den internationalen Austausch und unterstützt den Aufbau einer Community of Practise.
 
Vier „ERC Synergy Grants“ für Helmholtz
 
  Am 5. November gab das European Research Council die Gewinner der diesjährigen ERC Synergy Grants bekannt. Insgesamt vier der renommierten und hoch dotierten Grants gehen an Forscherteams der Helmholtz-Gemeinschaft. Anders als bei den ERC-Einzelförderungen arbeiten bei den Synergy Grants zwei bis vier Partner gemeinsam an bahnbrechenden Fragestellungen, neuen Methoden und Techniken. Die Förderung beträgt bis zu zehn Millionen Euro für eine Laufzeit von bis zu sechs Jahren. Der ERC vergab 57 Grants, an 34 Grants ist Deutschland beteiligt.
 
 
 
 
Forschung
 
 
 
 
 
Bild: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau
 
 
 
 
Quantencomputer-Demonstrator in Betrieb
 
 
 
 
Im Großprojekt QSolid hat das Forschungszentrum Jülich gemeinsam mit seinen Partnern den ersten Prototyp für einen Quantencomputer mit optimierter Qubit-Qualität in Betrieb genommen. Er bildet die Grundlage für einen zukünftigen, in Deutschland entwickelten Quantencomputer auf Basis supraleitender Qubits.
 

Nach zweieinhalb Jahren Projektarbeit hat das über 160-köpfige Konsortium einen wesentlichen Meilenstein des nationalen Verbundprojekts erreicht. „Wir haben ein kompaktes, aber leistungsstarkes System entwickelt, das nun bereit ist, in die nächste Entwicklungsphase zu gehen“, freut sich Projektkoordinator Frank Wilhelm-Mauch. In den kommenden Jahren soll das System nun weiter ausgebaut und in die bestehende Jülicher Supercomputer-Umgebung integriert werden, um die Leistungsfähigkeit weiter zu steigern – von derzeit 10 auf 30 Qubits.

QSolid wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) zu 90 Prozent gefördert. Das Projekt, an dem sich 25 Institutionen aus Deutschland beteiligen, ist Teil der deutschen Strategie zur Sicherung der technologischen Souveränität im Bereich der Quantenforschung. Übergeordnetes Ziel ist es, die industrielle Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschland zu stärken und neue Anwendungen in Wissenschaft und Wirtschaft, beispielsweise in der Chemie, Materialforschung oder Medizintechnik, zu ermöglichen.

Das nun fertiggestellte System verfügt über eine geringe Fehlerrate sowie einen maßgeschneiderte Softwarestack – ein Bündel aufeinander aufbauender Softwarekomponenten  – und wird in den nächsten Wochen per Cloudzugriff an die Jülicher Nutzerinfrastruktur für Quantencomputing JUNIQ angebunden. Kernstück des Prototyps ist der Quantenprozessor, der bereits mit hoher Leistungsfähigkeit aufwartet. Auch der Softwarestack besteht erste Funktionstests und wird derzeit mit dem Quantenprozessor verbunden. Zusätzlich konnten bereits größere Subsysteme für die Verkabelung, Elektronik und Software entwickelt sowie am zentralen System installiert werden. Weiterhin gibt es neue Testmöglichkeiten, mit denen die nächste Generation für die kryogene Steuerung von Qubits entwickelt wird, damit der Betrieb der Qubits zukünftig einfacher und energiesparender ist.

Ein zentrales Ziel des QSolid-Projekts ist zudem die Einbindung von Quantencomputern in die bestehende Höchstleistungsrechner-Umgebung des Jülich Supercomputing Centre. Die Kombination aus Quanten- und Supercomputern soll es ermöglichen, besonders komplexe Berechnungen schneller und effizienter durchzuführen. „Erste Schritte in Richtung eines hybriden Systems, das Quanten- und Supercomputing verbindet, wurden bereits unternommen. In Ansätzen ist die Integration in die Jülicher High-Performance-Computing-Infrastruktur (HPC) bereits möglich“, erklärt Wilhelm-Mauch.

Pressemeldung Forschungszentrum Jülich

 
Außerdem:
 

Kerneigenschaften von Fermium mit Laserlicht gemessen
Elemente jenseits von Uran (92 Protonen) – beispielsweise Fermium (Element 100) – kommen nicht natürlich in der Erdkruste vor und müssen daher für Experimente künstlich erzeugt werden. Sie bilden die Brücke zwischen den natürlich vorkommenden und den sogenannten superschweren Elementen, die bei 104 Protonen beginnen. Einem internationalen Forschungsteam ist es gelungen, mit modernen Laserspektroskopietechniken an der GSI/FAIR-Beschleunigeranlage und in Laboren der Johannes Gutenberg-Universität Mainz einen Einblick in die Struktur von Fermium-Atomkernen zu gewinnen.

Weiße Raucher am Seegrund – spektakuläre Schlote im Toten Meer entdeckt
Auf dem Boden des Toten Meers haben Forschende in einem vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) koordinierten interdisziplinären Forschungsprojekt meterhohe Schlote entdeckt. Diese entstehen, weil extrem salzhaltiges Grundwasser aus dem Seeboden strömt und daraus sofort Mineralien kristallisieren, berichten die Forschenden. Die erstmals entdeckten Schlote sind ein wichtiger Frühwarnindikator für Sinkholes. Diese Einsturzkrater entstehen in der Umgebung des Toten Meeres und sind eine eminente Gefahr für die Bevölkerung. Mehr lesen

 
 
 
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Bild: DESY/Susann Niedworok
 

Adelheid Sommer ist Physikerin und leitet am Deutschen Elektronensynchrotron DESY in Zeuthen das Schülerlabor, das sie auch aufgebaut hat. Sie ist Co-Sprecherin des Netzwerks der Schülerlabore in der Helmholtz-Gemeinschaft und hat kürzlich den „DESY Award for Exceptional Achievements“ für ihr herausragendes Engagement im Bereich Nachwuchsförderung erhalten.

 
 
Was ist das Spannendste an Ihrem Job?
 

Die Vielfalt meiner Aufgaben begeistert mich immer wieder – von der Wissensvermittlung an Kinder und Jugendliche über die Entwicklung von Unterrichtsmaterialien bis hin zur Netzwerkarbeit. Im DESY-Schülerlabor habe ich die Möglichkeit, direkt mit Kindern und jungen Menschen zu arbeiten und ihre Neugier für Wissenschaft zu fördern. Es erfüllt mich mit Freude, ihnen die aufregende Welt der Physik näherzubringen. Die Zusammenarbeit mit meinen Kolleg:innen der Schülerlabore in der Helmholtz-Gemeinschaft inspiriert uns zu kreativen Ideen für neue Formate. Ich schätze es, Teil dieses Netzwerks zu sein und aktiv zur Förderung des Nachwuchses von morgen beizutragen.

 
Wenn Geld und Zeit keine Rolle spielen würden: Was wäre Ihr nächstes Projekt?
 

Flächendeckende Angebote zur naturwissenschaftlichen Förderung für alle Kinder und Jugendlichen wären mein Traum – Orte, die zum Entdecken, Forschen und Staunen einladen und wo alle ihre Interessen in den Naturwissenschaften frei entfalten können. Engagierte Forschende und Pädagog:innen begleiten die jungen Menschen dabei, animieren ihre Kreativität und regen sie zum Weiterdenken an. Jedes Kind hat ein Grundrecht auf gute Bildung, und dieses Recht darf nicht von den finanziellen oder sozialen Möglichkeiten des Elternhauses abhängig sein.

 
Mit wem würden Sie gerne mal zu Abend essen und worüber würden Sie dann sprechen?
 

Wenn ich die Gelegenheit hätte, mit einer Person meiner Wahl essen zu gehen, würde ich mich für Armin Maiwald von der „Sendung mit der Maus“ entscheiden. Ich schätze seine besondere Fähigkeit, selbst die komplexesten Zusammenhänge einfach und verständlich zu vermitteln, ohne dass die Freude am Thema darunter leidet. Ihm ist es gelungen, Generationen die Welt um sie herum mit Begeisterung zu erklären. Ein Gespräch mit ihm wäre eine einmalige Gelegenheit, mich von seinem Wissen und seiner Art, den Dingen auf den Grund zu gehen, inspirieren zu lassen. Bis dahin freue ich mich mit meiner Familie auf die sonntägliche „Sendung mit der Maus“.

 
 
 
Standpunkt
 
 
 
 
 
Bild: Felix Gross/CAU
 
 
 
 
Nach der COP29: Aufgeben ist keine Option
 
 
 
 
Katja Matthes, Direktorin am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und Koordinatorin der Dialog-Plattform Helmholtz KLIMA, kommentiert die Ergebnisse der 29. UN-Klimakonferenz.
 

2024 ist das erste Jahr, in dem die globale Durchschnittstemperatur nachweislich um 1,5-Grad gestiegen ist – trotz der Verpflichtungen aus dem Pariser Abkommen 2015. Weltweit betrachtet ist ein Rückgang der Emissionen nicht in Sicht. Laut Prognosen des Global Carbon Project (GCP) werden die Emissionen im Jahr 2024 voraussichtlich rund 37,4 Milliarden Tonnen CO2 erreichen – ein Anstieg um 0,8 Prozent im Vergleich zum Vorjahr.

Nicht einmal diese unmissverständlichen Fakten haben dazu geführt, dass bei der COP29 in Baku ein Ausstieg aus fossilen Brennstoffen verhandelt wurde. Auch die Zusagen für die Klimafinanzierung zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels blieben weit hinter den Erwartungen zurück. Schließlich wurde auch die Stärkung der Verbindungen und Synergien zwischen Klimafinanzierung und Biodiversität aus dem Dokument gestrichen.

Aus wissenschaftlicher Sicht ist klar: Oberstes Ziel muss weiterhin eine schnelle und drastische Reduktion der Emissionen sein. Deutschland als hochentwickeltes Land kann der Welt zeigen, dass die Transformation möglich ist. Ein CO2-neutrales Deutschland bis 2045 ist noch möglich. Dafür bedarf es eines tiefgreifenden sozialen und wirtschaftlichen Wandels: Deutschland muss ca. 90 Prozent der Emissionen einsparen und für die unvermeidbaren Restemissionen, etwa aus der Zementindustrie, von 50 bis 70 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr Methoden für die aktive Entnahme von CO2 finden.

Der Ozean hält dafür Lösungen bereit. Denn das GCP zeigt auch: Nach wie vor nimmt der Ozean etwa 26 Prozent der globalen CO2-Emissionen auf. Diesen Mechanismus gilt es zu erhalten und zu schützen. Die Forschung untersucht verschiedene marine Ansätze zur gezielten CO2-Entnahme, etwa unter dem Dach der von Bund und Ländern getragenen Deutschen Allianz Meeresforschung (DAM). Ein Ansatz ist die Wiederherstellung von Seegraswiesen oder anderen küstennahen Ökosystemen. Sie speichern ein Vielfaches an CO2 im Boden im Vergleich zu Wäldern an Land, schützen die Küsten vor verstärkt auftretenden Sturmfluten und erhöhen vor allem die Biodiversität. Außerdem untersuchen Forschende Verfahren zur Alkalinitätserhöhung des Ozeans. Diese imitieren und beschleunigen den natürlichen Prozess der Gesteinsverwitterung und wirken der Ozeanversauerung entgegen. Dadurch steigt die Fähigkeit des Ozeans, CO2 aus der Atmosphäre aufzunehmen und zu binden.

Das größte Potenzial unter den marinen Methoden bietet die Speicherung von CO2 unter dem Meeresboden: Schätzungen gehen davon aus, dass allein in der Deutschen Nordsee etwa 10 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr gespeichert werden könnten. In den letzten Jahren konzentrierte sich die Forschung auf die Quantifizierung der Speicherkapazitäten und die Analyse der damit verbundenen Risiken und Chancen. Die Ergebnisse dieser Forschung bilden eine wichtige Grundlage für die Änderung des Gesetzes, das sich derzeit im parlamentarischen Verfahren befindet.

Nicht nur in der Meeresforschung, auch an den anderen Helmholtz-Zentren entstehen Lösungen, um dem Klimawandel entgegenzutreten und mit seinen Folgen umzugehen. Um gemeinsam die besten Lösungsansätze und Handlungsoptionen zu vermitteln hat die Helmholtz-Gemeinschaft ihr Engagement für die Klimaforschung erneuert: Helmholtz Klima bündelt die Expertise aller 18 Helmholtz-Zentren. Als Dialog-Plattform bringt sie fortan Forschende in Deutschland und international, politische Entscheider:innen und zivilgesellschaftliche Akteur:innen zusammen, um im Austausch aktuelle Fragen und Bedarfe der Klimapolitik zu diskutieren und gemeinsam Lösungen zu entwickeln.

 
 
 
 
 
 
 
Helmholtz in den Medien
 
 
 

Supermaterialien: Das Aerogel, der leichteste Stoff der Welt, zählt zu den sogenannten Supermaterialien. Es bietet nicht nur einen exzellenten Hitzeschutz, sondern absorbiert auch kinetische Energie besonders effektiv. Ob in Batteriezellen, schusssicheren Westen oder Raumkapseln – die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig. Um der wachsenden Konkurrenz aus China entgegenzuwirken, plant das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), eine Pilotfabrik für Aerogele in Jülich zu errichten, wie die Wirtschaftswoche berichtet.

UN-Plastikabkommen: Annika Jahnke, Umweltchemikerin am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), warnt im NDR eindringlich vor der giftigen Wirkung zahlreicher Plastikzusatzstoffe. Diese reichern sich im menschlichen Körper an und können hochtoxische Mischungen bilden. Jahnke fordert deshalb, dass diesen Additiven auf dem UN-Plastikgipfel in Busan ebenso viel Aufmerksamkeit gewidmet wird wie der Regulierung der Kunststoffproduktion.

Klimawandel: Die Atlantische Umwälzströmung (AMOC) spielt eine entscheidende Rolle für das globale Klima. Forschende des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) haben untersucht, wie die Zufuhr von Süßwasser – etwa durch das Schmelzen des grönländischen Eisschildes – die AMOC-Zirkulation und damit das Klima beeinflusst. Einen Überblick über die Ergebnisse liefert das Redaktionsnetzwerk Deutschland (RND).

 
 
 
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Herausgegeben von: Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V., Anna-Louisa-Karsch-Str.2, 10178 Berlin

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