Forscher drehen an der Zeit

11. April 2008

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"Wer hat an der Uhr gedreht,..." so lautete in den 1970-Jahren das Schlusslied einer beliebten Comic-Serie. Tatsächlich müssen wir alle paar Jahre die Weltstandardzeit um eine Sekunde nach vorne drehen, damit die astronomische und die physikalische Zeit nicht auseinanderlaufen. Wissenschaftler messen inzwischen die Erdrotation mit Radioteleskopen auf etwa drei Millimeter genau und bestimmen so fast in Echtzeit, wie sehr sich beide Zeitversionen unterscheiden.

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Rückkopplung im Treibhaus

11. März 2008

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Die Ozeane nehmen fast ein Drittel des Kohlendioxids auf, das der Mensch in die Atmosphäre bläst. Je höher der Anteil des Kohlendioxids in der Luft, desto mehr sollte sich auch in den Meeren lösen. Tut es aber nicht. Zumindest im südlichen Ozean macht sich in den letzten 25 Jahren ein Sättigungseffekt bemerkbar, so das Ergebnis der Untersuchungen von Wissenschaftlern: Obwohl die Kohlendioxid-Emmissionen seit den frühen 1980er-Jahren um 40 Prozent zugenommen haben, nahm der südliche Ozean nicht mehr Kohlendioxid auf. Schuld ist eine Rückkopplung: Der Klimawandel, den Treibhausgase zumindest mitverursachen, stört den Kohlenstoffkreislauf der Ozeane.

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Bedingungen für Biodiversität

15. Februar 2008

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Es gibt eine Reihe wichtiger bekannter Mechanismen, die das Überleben von Arten und somit den Erhalt von Biodiversität sichern können. Dazu gehören u.a. verschiedene Nahrungsnischen oder die territoriale Besiedelung. Ein weiterer Mechanismus ist offenbar die sogenannte zyklische Konkurrenz zwischen drei Spezies - sie kann ihr gemeinsames Überleben sichern. Wie, das erläutern die zwei Evolutionstheoretiker Arne Traulsen und Christian Claussen anhand des Fingerspiels "Stein-Schere-Papier".  

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Warum kann jeder Sandburgen bauen?

12. Februar 2008

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Wer sich am Strand an der Bildhauerei mit feuchtem Sand versucht, braucht einiges an Geschicklichkeit und Phantasie, aber kein Rezeptbuch: Der Wassergehalt ist nämlich für die mechanischen Eigenschaften des Sandes weitgehend unwichtig. Diese Beobachtung, die auch genauen Messungen im Labor standhält, lässt Forscher rätseln. Denn schon bei einem Gehalt von nur etwa drei Prozent bildet die Flüssigkeit im Innern des Gefüges eine hochkomplexe Struktur. Dennoch bleibt die mechanische Steifigkeit des nassen Sandes in einem Feuchtigkeitsbereich von weniger als einem bis weit über zehn Prozent praktisch konstant, obwohl sich die flüssige Struktur in seinem Innern enorm verändert. Forscher haben deshalb die flüssigen Strukturen in feuchten Granulaten mittels Röntgen-Mikrotomografie untersucht und dabei ihre Gesetzmäßigkeit entschlüsselt.

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Lichtlineal im Glasring

28. Dezember 2007

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Ein Frequenzkamm ist eine Art Lineal, mit dem sich optische Frequenzen von Licht sehr präzise bestimmen lassen. Für seine Entwicklung bekam Theodor Hänsch vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching 2005 den Nobelpreis für Physik. Das Gerät, das den Frequenzkamm produziert, besteht bislang aus vielen einzelnen Bauteilen und ist größer als ein Desktop-Computer. Die Firma Menlo Systems vertreibt die Frequenztechnik weltweit. Ungleich handlicher ist nun der nur 75 Mikrometer große Mikroresonator, mit dem der Nachwuchsgruppe von Tobias Kippenberg die Erzeugung von Frequenzkämmen gelang. Frequenzkämme auf einem Mikrochip könnten Techniken der Zeitmessung und der Datenübertragung geradezu revolutionieren.

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Wasserfester Halt

26. Oktober 2007

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Glatte Wände mühelos empor klimmen, das ist der Traum von Fensterputzern, Feuerwehrleuten - oder Einbrechern. Ein Käfer kann das. Er hat winzig kleine pilzkopfförmige Strukturen an seinen Füßchen, die an der Wand haften, weil unter ihnen ähnlich wie bei einem Saugnapf ein Unterdruck entsteht. Und wie Michael Varenberg und Stanislav Gorb vom Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart jetzt festgestellt haben, haften diese Strukturen unter Wasser sogar besser als an der Luft. Das macht Kleben ganz ohne Klebstoff auch unter Wasser möglich.

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Turbo für Biokraftstoff

25. September 2007

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Biokraftstoffe liefern Energie und schonen das Klima. Doch um alleine den immensen Treibstoffbedarf mit Pflanzen zu decken, gedeihen diese nicht schnell genug. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried haben jetzt die Grundlagen geschaffen, um ihr Wachstum zu beschleunigen. Sie haben ein Enzym entdeckt, das Rubisco zusammensetzt. Rubisco, ebenfalls ein Enzym, hilft Pflanzen Kohlendioxid in Glukose umzuwandeln. Es arbeitet aber nicht besonders effektiv. Jetzt können die Biochemiker möglicherweise so in seinen Bau eingreifen, dass es das Treibhausgas wirkungsvoller bindet.

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Handschlag der Moleküle

21. September 2007

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1027 Moleküle mit nahezu Hunderttausend unterschiedlichen Formen machen unseren Körper zu dem, was er ist. Jedes Molekül trägt eine Struktur-Information, welche die Wechselwirkung mit anderen Molekülen bestimmt und somit die Funktionen des Körpers aufrecht halten lässt: Sie vermitteln den Befehl, dass unsere Muskeln sich kontrahieren. Sie sorgen dafür, dass wir unsere Nahrung effizient verwerten. Und sie lassen Gedanken entstehen. Ein internationales Forscherteam hat nun untersucht, auf welche Weise sich Moleküle erkennen und wie die im Molekül gespeicherte Information zum Aufbau von komplexen Strukturen verwendet wird.

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"Charakter-Gen" macht Meisen neugierig

21. September 2007

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Der eine ist ängstlich, der andere mutig – solche Unterschiede in der Persönlichkeit können auch eine Frage der Gene sein. Doch "Charakter-Gene" lassen sich beim Menschen nur sehr schwer dingfest machen – zu viele Faktoren beeinflussen das Verhalten und sind entsprechend schwer zu kontrollieren. An Vögeln lässt es sich da schon besser forschen – auch sie haben unterschiedliche Persönlichkeiten. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie haben das Erkundungsverhalten bei Kohlmeisen untersucht, um herauszufinden, ob bestimmte Genvarianten darauf Einfluss nehmen.

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Wie hat der Mars seine dichte Atmosphäre verloren?

25. Juli 2007

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So lautet eines der größten Rätsel der Planetenforschung. Denn die Erosionsspuren an der Oberfläche des Mars deuten darauf hin, dass es dort in den ersten 500 Millionen Jahren nach seiner Entstehung große Wassermengen und eine entsprechend dichte Atmosphäre gab. Seit einigen Jahren diskutieren die Wissenschaftler, ob der Sonnenwind, also der ständige Strom energiereicher Teilchen von der Sonne, die Atmosphäre im Lauf der vergangenen drei Milliarden Jahre abgetragen hat. Mit dem Spektrometer ASPERA-3 an Bord der europäischen Raumsonde Mars Express können Energie und Richtung von geladenen und ungeladenen Atomen und Molekülen im marsnahen Weltraum gemessen werden. Die Wissenschaftler setzten ASPERA-3 zur Erforschung der planetaren Aurora ein.

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