Helmholtz Monthly 03/25
 
 
 
Offene Türen, aber keine groß angelegte Abwerbekampagne
 
Helmholtz auf der Hannover Messe
 
Monitoring der Weltmeere mit Telekommunikationskabeln
 
Drei Fragen an den Neurowissenschaftler Hans Fried
 
„Die USA bleiben ein unverzichtbarer Partner für die Wissenschaft.“ – ein Standpunkt von Josef Penninger
 
Serie zum Quantenjahr: #03 Herausforderung Quantencomputing oder die Kunst, mit Fausthandschuhen Tischtennisbälle zu jonglieren
 
 
 
 
Liebe Leserinnen und Leser,
 
 
 

die Wissenschaft in den USA steht unter Druck und mit Sorge betrachten wir die Situation dort. Die Wissenschaftscommunity diskutierte in den vergangenen Wochen über den richtigen Umgang mit der Lage. Vor diesem Hintergrund haben sich das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und die Allianz der Wissenschaftsorganisationen beraten und eine gemeinsame Erklärung verabschiedet. Dazu passend betont Josef Penninger, Vorstand des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung, in seinem „Standpunkt“, wie wichtig jetzt eine kluge und langfristig gedachte Wissenschaftsdiplomatie ist.

Viel Spaß beim Lesen!

 
 
Franziska Roeder, Multimedia Editor
 
 
 
 
Talk of the Month
 
 
 
Offene Türen, aber keine groß angelegte Abwerbekampagne
 
  In einer gemeinsamen Erklärung betonen der geschäftsführende Bundesforschungsminister Cem Özdemir und die Allianz der Wissenschaftsorganisationen die Bedeutung der freien Wissenschaft für die liberale Demokratie. Forscher:innen aus den USA will man eine Perspektive geben, dazu sind bereits konkrete Schritte eingeleitet. Eine groß angelegte Abwerbekampagne sei jedoch der falsche Weg und eher ein verstörendes Signal für die Kolleg:innen in Übersee, sagte Wiestler in der geinsamen Pressekonferenz. Das Interesse müsse in starken wissenschaftlichen Partnern liegen. Denn große Herausforderungen, vor denen wir alle gemeinsam stehen, seien nur global in internationalen Kooperationen lösbar, sagte Otmar D. Wiestler.
 
Wasser: Schlüsselressource des 21. Jahrhunderts
 
  Zum Weltwassertag warnen die Vereinten Nationen vor den massiven Auswirkungen der globalen Gletscherschmelze – steigende Meeresspiegel und Verlust der Wasserversorgung für Millionen Menschen sind die Folgen. Ein Beispiel mehr für die tiefgreifenden Veränderungen im Wasserkreislauf, denen wir uns stellen müssen. Wasser ist Lebensgrundlage, Klimafaktor, Konfliktfeld – und zunehmend eine globale Herausforderung. Die Helmholtz-Initiative „Wassersicherheit für Mensch und Umwelt“ forscht entlang des gesamten Wasserkreislaufs. Im Rahmen der Initiative arbeiten wir künftig noch enger mit dem Umweltbundesamt zusammen.   
 
Jülicher Supercomputer wird zentraler Pfeiler für Europas KI-Infrastruktur
 
  Europa arbeitet weiter an einer autonomen KI-Infrastruktur, die es Unternehmen und Forschungseinrichtungen ermöglichten soll, vertrauenswürdige generative KI-Modelle zu entwickeln. In Jülich entsteht mit der JUPITER AI Factory (JAIF) ein zentraler Knotenpunkt der europäischen KI-Initiative. Sie bietet Zugang zu einem der leistungsfähigsten Supercomputer Europas, der am Forschungszentrum Jülich entwickelt wird. Besonders kleine und mittlere Unternehmen sollen von der Rechenpower profitieren, um KI-Modelle effizient zu entwickeln und anzuwenden. Mehrere führende deutsche KI-Institutionen haben sich zu dem Gemeinschaftsprojekt zusammengeschlossen.
 
 
 
 
 
 
 
 
Aus der Gemeinschaft
 
 
 
Bremer Senat ehrt Antje Boetius mit Ehrenmedaille
 
  Für ihre Verdienste um die Wissenschaft im Allgemeinen und die Polar- und Meeresforschung im Besonderen wurde die Direktorin des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, auf verschiedenen Bühnen geehrt. Das Land Bremen verlieh ihr die Bremische Senatsmedaille für Kunst und Wissenschaft. In der Laudatio hieß es, Frau Boetius verstehe es, internationale Spitzenforschung mit lokaler Vernetzung zu verbinden und dabei Brücken zwischen Wissenschaft, Gesellschaft und Politik zu schlagen. Antje Boetius leitet ab Mai das renommierte Monterey Bay Aquarium in Kalifornien.
 
Brain Prize für Frank Winkler vom DKFZ
 
  Der mit mehr als einer Million Euro höchstdotierten Forschungspreis der Neurowissenschaften geht in diesem Jahr an den Heidelberger Forscher Frank Winkler. Der Neurologe entdeckte, dass Nervenzellen des Gehirns mit Hirntumorzellen kommunizieren. Eine Erkenntnis, die völlig neue Therapieoptionen eröffnet. Winkler forscht an der Universität Heidelberg und dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ). Den Preis teilt er sich mit Michelle Monje von der Stanford University.
 
Helmholtz auf der Hannover Messe
 
  Heute beginnt die Weltmesse der Industrie in Hannover. Helmholtz ist mit vielen konkreten Lösungen und Ausgründungen vertreten. Das Karlsruher Institut für Technologie etwa demonstriert optisches Bauteil mit dem sich Lichtstrahlen präziser steuern lassen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt stellt seine Forschung an Quantentechnologien vor und das GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung zeigt Lösungen zu Erneuerbaren Energien und nachhaltigen Energiesystemen. 
 
 
 
 
Forschung
 
 
 
 
 
Telekommunikationskabel können sowohl an Land als auch im Meer und der Tiefsee als Sensoren genutzt werden. Dann liefern sie einzigartige Daten zum Monitoring von Klima und Naturgefahren wie Erdbeben, Tsunami, Vulkanausbrüchen, Hangrutschungen. (Abbildung: M. Dziggel, GFZ)
 
 
 
 
Monitoring der Weltmeere mit Telekommunikationskabeln
 
 
 
 
Bestehende Telekommunikationskabel am Meeresboden können wichtige Daten über das Klima und zu geologischen Gefahren liefern. Dieses Potenzial wird die neue Forschungsinfrastruktur SAFAtor nutzen.
 

Das weltweite Netz an Telekommunikationskabeln, die auf dem Grund der Weltmeere liegen, bietet einzigartige Potenziale für die wissenschaftliche Nutzung, wenn die Glasfaserkabel selbst als Sensoren genutzt oder mit Sensoren ausgestattet werden. Mit SAFAtor (SMART Cables And Fiber-optic Sensing Amphibious Demonstrator) bauen jetzt das GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung in Potsdam und das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel eine darauf basierende Forschungsinfrastruktur auf, die für das Monitoring der Weltozeane eingesetzt werden kann. Die Helmholtz-Gemeinschaft investiert 30 Millionen Euro in die neue Forschungsinfrastruktur.

Die Projektpartner wollen in den nächsten fünf Jahren ein unterseeisches Telekommunikationskabel mit Sensoren ausstatten, das kontinuierlich Echtzeitdaten zu Temperatur, Druck und Bodenbewegung liefert. Wo das Kabel verlegt werden soll, steht noch nicht fest. Derzeit werden weltweit mögliche Regionen dafür erkundet, etwa im Mittelmeer, in der Arktis oder vor Neuseeland. Das System kann dann als Modell für zukünftige Projekte dienen und so internationale Initiativen, die dieses Messsystem an weiteren Kabeln etablieren wollen, mit praktischen und wissenschaftlichen Erfahrungen unterstützen.

Das GEOMAR hat langjährige Erfahrung in der weltweiten Erforschung der Tiefsee und von Naturgefahren aus dem Meer. Mit seiner Expertise in der Entwicklung von Unterwassertechnologien wird es federführend an der Integration der notwendigen SMART-Sensortechnologie in einem Tiefseekabel beteiligt sein.

Die Wissenschaftler:innen des GFZ werden vor allem für den Ausbau der Observatorien im küstennahen Bereich verantwortlich sein, aber auch bei der Auswahl und Ausstattung eines Demonstratorkabels mit SMART-Sensorik mitwirken. Darüber hinaus stellt das GFZ die Infrastruktur zur Verfügung, um die neu gewonnenen Daten nach den FAIR-Prinzipien zu verarbeiten, zu archivieren und zugänglich zu machen. FAIR steht dabei für auffindbar, zugänglich, interoperabel und nachnutzbar.

Pressemeldung GFZ

Pressemeldung GEOMAR

 
Außerdem:
 

Metamaterialien: Stark verdrehte Stäbe speichern große Mengen Energie
Mechanische Metamaterialien mit hoher elastischer Energiedichte hat ein am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniertes internationales Team von Forschenden entwickelt. Die Materialien können große Mengen elastischer Energie aufnehmen und wieder abgeben. Ihre zunächst theoretisch ermittelten Ergebnisse bestätigten die Forschenden durch einfache Druckexperimente. Sie berichten in der Fachzeitschrift „Nature“. Mehr lesen

Berührungslos: Stoffe mit einer Fingerbewegung steuern
Elektronische Textilien erfreuen sich zunehmender Beliebtheit und sind vielseitig einsetzbar, doch die Verbindung von elektronischen Funktionen und Geweben stellt weiterhin Herausforderungen. Ein Team von Forschenden der Nottingham Trent University (Vereinigtes Königreich), des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der Freien Universität Bozen (Italien) hat nun waschbare und langlebige elektronische Textilien mit Magnetfeldsensoren entwickelt, die den Einsatz in Funktionsbekleidung ermöglichen könnten, wie die Forschenden in der Fachzeitschrift „Communications Engineering“ berichten. Mehr lesen

 
 
 
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Bild:DZNE/Frommann
 

Hans-Ulrich Fried ist promovierter Neurowissenschaftler und seit 2010 Leiter der Light Microscope Facility am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Bonn. Zusammen mit seinem Team betreut er dort 35 teilweise selbst entwickelte State-of-the-Art-Lichtmikroskope.

 
 
Was ist das Spannendste an Ihrem Job?
 

Ich finde, dass die Lichtmikroskopie ein faszinierender Technologiebereich ist, der sich in den letzten Jahrzehnten rasant weiterentwickelt hat und weiterhin in Bewegung ist. Es ist äußerst spannend zu beobachten, wie neue Ideen und Prinzipien in der Lichtmikroskopie entstehen und wie deren Umsetzung zu innovativen Mikroskopen und Mikroskoptechniken führt, die letztendlich bahnbrechende Forschungsergebnisse ermöglichen. Es ist ein großes Privileg, eine Vielzahl unterschiedlicher Mikroskope für die Forschung betreuen und entwickeln zu dürfen und sie optimal einzusetzen. Besonders aufregend ist die Möglichkeit, Mikroskope im Team zu optimieren und weiterzuentwickeln. Insgesamt ist mein Job so schön vielfältig: von der Grundlagenforschung über die translationale Forschung bis hin zu komplexer Technologie und den physikalischen Grundlagen.

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

Dann würde ich gerne ausprobieren, ob eine moderne Lichtmikroskop-Facility auch als „Fuhrpark“ für die Forschung gewinnbringend einzusetzen ist: Lichtmikroskopische Aufbauten können sehr kostspielig sein. Wenn ein Forschungsprojekt eine eher seltene Mikroskopietechnik erfordert, reisen die Forscherinnen und Forscher in der Regel in ein Labor, in dem diese Technologie gut etabliert ist. Manchmal ist es aber nicht so ohne Weiteres möglich, das Forschungsobjekt – oder den Workflow – in ein anderes Institut mit der passenden Lichtmikroskopie-Methode zu bringen. Oder es fehlen die entsprechenden finanziellen Mittel, die Technologie im eigenen Institut zu etablieren. Eine interessante Lösung könnte sein, auch hochkomplexe Mikroskope in einem Lkw oder Container zu betreiben und den Lkw dann zu dem Forschungsobjekt zu bringen. Dies wird gelegentlich von Mikroskopfirmen gemacht, aber eher als Produktdemonstrationen für Verkaufszwecke und nicht für Forschungsprojekte. Mit einem solchen Forschungs-Fuhrpark könnten sicherlich fantastische Entdeckungen gemacht werden!

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

Es gibt viele interessante Gesprächspartner, aber wenn es bei dieser Einladung zum Abendessen nur die Grenzen der Fantasie gibt, würde ich gerne mit Menschen aus einer Zeit vor der Entwicklung der Schrift essen. Fast jedes Gesprächsthema wäre bei einem solchen Essen für mich unglaublich spannend.

 
 
 
Standpunkt
 
 
 
 
 
Prof. Josef Penninger, Wissenschaftlicher Direktor des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung HZI. Bild: HZI/ Stephan Dublasky
 
 
 
 
„Die USA bleiben ein unverzichtbarer Partner für die Wissenschaft – unsere Zusammenarbeit ist wichtiger denn je.“
 
 
 
 
Die Wissenschaft in den Vereinigten Staaten steht vor erheblichen Herausforderungen – mit spürbaren Auswirkungen auch auf Europa. In großem Umfang wurden und werden Forschungsbudgets gekürzt und Stellen gestrichen, selbst in so zentralen Bereichen wie der Gesundheits- und Infektionsforschung. Ein Standpunkt von Josef Penninger, Wissenschaftlicher Direktor des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung.
 

Exzellente Forschung lebt vom internationalen Austausch, von globaler Zusammenarbeit und dem freien Fluss von Ideen. Ohne die Expertise und das Engagement hochqualifizierter Fachkräfte aus aller Welt wären Spitzenforschung und wissenschaftliche Innovation in Deutschland  nicht denkbar. Allein am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) arbeiten Wissenschaftler:innen aus mehr als 60 Nationen. Das ist Ausdruck unserer weltweiten Vernetzung und unseres klaren Bekenntnisses zur internationalen Kooperation.

Wissenschaft und Forschung brauchen Offenheit und Freiheit; die Rahmenbedingungen dafür werden in verschiedenen Regionen jedoch komplexer. Auch in den USA, traditionell ein bedeutender Partner in vielen Forschungsbereichen, gibt es Entwicklungen, die potenziell Einfluss auf die wissenschaftliche Freiheit nehmen könnten. Davon betroffen scheinen insbesondere sensible Felder wie die Klima- und Erdsystemforschung, die Geschlechterforschung sowie die Infektions- und Impfstoffforschung. Selbst renommierte Einrichtungen wie die National Institutes of Health (NIH) – mit einem Jahresbudget von 48 Milliarden US-Dollar die weltweit größte Institution im Bereich der Gesundheitsforschung – bleiben von diesen Dynamiken nicht vollständig unberührt.

Die USA sind und bleiben eine herausragende Wissenschaftsnation mit renommierten Institutionen wie National Institutes of Health (NIH), die Centers for Disease Control and Prevention (CDC) und zahlreichen Spitzenuniversitäten. Ihre Rolle ist zentral in der Bewältigung von Epidemien, bei der Entwicklung neuer Therapien und in der internationalen Gesundheitsvorsorge. Die enge wissenschaftliche Verbindung zwischen Deutschland und den USA ist von entscheidender Bedeutung, wenn wir zukünftige Gesundheitskrisen wirksam bewältigen und nachhaltige Lösungen für globale Herausforderungen entwickeln wollen.

Erste positive Signale deuten darauf hin, dass Deutschland international – insbesondere in den USA, aber auch in Kanada –zunehmend attraktiver als Forschungsstandort wahrgenommen wird. So hat sich etwa die Zahl der Bewerbungen aus den USA auf jüngste Ausschreibungen zur Leitung von Forschungsgruppen am HZI im Vergleich zum Vorjahr verdoppelt. Mit zusätzlichen Mitteln werden wir weitere Gruppenleiterstellen schaffen, um diesen hochqualifizierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern eine langfristige Perspektive in Deutschland zu bieten und gleichzeitig die Helmholtz-Gemeinschaft nachhaltig zu stärken.

Damit uns dies in noch größerem Umfang gelingt, sind jedoch gezielte Verbesserungen notwendig – insbesondere in Bezug auf unsere strukturellen Rahmenbedingungen und die sogenannten „Soft Values“. Es liegt an uns, durch attraktive Strukturen und ein innovatives Arbeitsumfeld noch mehr exzellente Köpfe für Deutschland zu gewinnen. Mit anderen Worten: Wäre es uns in den vergangenen Jahren gelungen, die Rahmenbedingungen für wissenschaftliche Karrieren konsequenter zu verbessern, könnte Deutschland seine internationale Anziehungskraft viel stärker aus sich selbst heraus entfalten. Statt gezielt Fachkräfte aus den USA abzuwerben, setzen wir darauf, einen Ort zu schaffen, der für wissenschaftliche Freiheit, verlässliche Rahmenbedingungen und lebendige internationale Kooperation steht. Unser Ziel bleibt es, die transatlantischen Wissenschaftsbeziehungen zu vertiefen und gemeinsam globale Herausforderungen anzugehen – von der Klimakrise bis zu neuen Pandemien. Wissenschaft ist per Definition international. Und wir alle tragen Verantwortung dafür, die Werte von Offenheit, akademischer Freiheit und Integrität zu verteidigen.

Was wir jetzt brauchen, ist keine nationalistisch geprägte Konkurrenzhaltung, sondern kluge, langfristig gedachte Wissenschaftsdiplomatie. Nicht Wettbewerb, sondern Weitsicht ist das Gebot der Stunde.

 
 
 
Quantenjahr 2025
 
 
 
 
 
 
 
 
Teil #03: Herausforderung Quantencomputing oder die Kunst, mit Fausthandschuhen Tischtennisbälle zu jonglieren
 
 
 
 
Lange Zeit war die Forschung auf die indirekte Vermessung von Quantenzuständen beschränkt. Inzwischen können komplexe Quantensysteme jedoch störungsfrei beeinflusst und manipuliert werden. Das geschieht zum Beispiel in Quantencomputern. Sie sollen künftig Aufgaben lösen, die mit herkömmlichen Rechnern so nicht zu bewältigen sind. Ioan Pop, Quantenphysiker und Professor am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), erläutert, wie Quantencomputer funktionieren und welche Hürden bei Konstruktion und Betrieb zu bewältigen sind.
 
 
 
Kompletten Artikel lesen 
 
 
 
 
Helmholtz in den Medien
 
 
 

Quantencomputer: Der Spiegel berichtet über den Quantenforscher Rami Barends, der am Forschungszentrum Jülich tätig ist. Nach Stationen an der University of California und bei Google arbeitet er seit 2021 in der Grundlagenforschung in Jülich. Sein Ziel: Gemeinsam mit seinem 19-köpfigen Team arbeitet er daran, einen Quantencomputer auf Basis supraleitender Qubits zu entwickeln – mit dem Ziel, Quantencomputer alltagstauglich zu machen.

Darmgesundheit: Die neuere Forschung liefert zunehmend Hinweise darauf, dass das Mikrobiom eine Schlüsselrolle bei zahlreichen Erkrankungen wie Depressionen, Diabetes oder Allergien spielt. Umso wichtiger ist es, zu verstehen, wie dieses komplexe System funktioniert. In der 3Sat-Dokumentation „Biotop Mensch“ äußern sich dazu verschiedene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – unter ihnen auch die Biologin Lisa Osbelt-Block vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI). Ihr Forschungsgebiet: mikrobielle Immunregulation.

Nachhaltige Treibstoffe: Das am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gegründete Start-up ICODOS hat gemeinsam mit Partnern ein Verfahren entwickelt, mit dem sich aus Klärschlamm klimaneutraler Schiffstreibstoff herstellen lässt. Dabei wird das entstehende Biogas gereinigt und zusammen mit grünem Wasserstoff zu E-Methanol umgewandelt. Die Frankfurter Rundschau berichtet über die Eröffnung der Pilotanlage am 24. März im Mannheimer Klärwerk.

Prävention: Am Berliner Max Delbrück Center widmen sich Norbert Hübner und sein Forschungsteam der Aufgabe, genetische Vorbedingungen für Erkrankungen durch Zellanalyse zu entschlüsseln, um darauf aufbauend wirksame Präventionstherapien zu entwickeln. Im Gespräch mit der Berliner Morgenpost betont er: „Die Ärzte greifen ja in aller Regel erst ein, wenn der Mensch schon krank geworden ist. Unser Ziel ist es, Gefahren für eine mögliche Erkrankung schon vorher zu erkennen und einen Ausbruch zu verhindern.“

Wissenschaftskommunikation: Forschende, die sich mit Themen wie Klimawandel, der Corona-Pandemie oder Gender Studies beschäftigen, geraten zunehmend ins Visier von Rechtspopulisten und Rechtsextremen. Der Spiegel berichtet über die Beratungsstelle Scicomm-Support, die im Juli 2023 ins Leben gerufen wurde. Sie bietet angefeindeten und bedrohten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern an 365 Tagen im Jahr telefonische Unterstützung, zeigt Handlungswege auf und hilft gegebenenfalls mit juristischer Unterstützung.

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

Redaktion: Sebastian Grote, Franziska Roeder, Martin Trinkaus
Fragen an die Redaktion senden Sie bitte an monthly@helmholtz.de

Bilder: Phil Dera (Editorial)

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