Aktuelle Interessante Forschungsfelder

Irgendwie langweilt mich der Wissenschaftsbereich hier im Forum.. Wurde schon alles gesagt zu den vorhandenen Threads?

Mich würde interessieren, ob es interessante bestimmte Forschungsthemen von denen ihr die letzten Jahre erfahren habt.

Was mich z.b. sehr interessiert und was ich ab und zu mal zufällig im TV sehe sind neue spezielle Recycling-Methoden..

Oder gerade hab ich mal gesucht nach: "Was kommt nach dem Higgs-Boson"

Naja, das Buch möchte ich nun nicht gleich kaufen..

ein ziemlich langer Artikel spricht scheinbar davon, dass man es auch noch nicht so genau weiß:
https://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/experimente/teilchenbeschleuniger/lhc/forschung-am-lhc/nach-der-higgs-entdeckung/

Sorry dass ich jetzt nicht anfange Google zu benutzen um Neueste interessante Dinge zu entdecken, sondern euch danach frage, die ihr euch vielleicht regelmäßig informiert habt über die letzten Monate und Jahre..

Was ist relativ neu und spannend? Vielleicht können wir hier ein paar Dinge sammeln für Interessierte und bei Bedarf hier und da nen neuen Thread draus machen..

RayWonders schrieb:Irgendwie langweilt mich der Wissenschaftsbereich hier im Forum..

So ging es mir im letzten Jahr auch, habe deswegen einen ähnlichen Thread aufgemacht (Projekte der Wissenschaft), ... wurde leider ein absoluter Flop. Ich hoffe du hast mehr Erfolg, denn so langsam nervt mich dieser ganze PM- und Scammerkram nur noch.

Ich interessiere mich schon seit vielen Jahren für die Teilchenphysik und alles was damit zu tun hat (Beschleuniger, Kernfusion, Standardmodel, etc.). Neutrinos gehören da zu meinen absoluten Favoriten, daher verfolge ich auch wann immer es geht alles was es dazu gibt. Leider ist das nicht viel. Vor einigen Jahren wurde z.B. noch viel über das KATRIN-Experiment am KIT berichtet, heute ist da nix mehr von zu hören...

https://www.katrin.kit.edu/deutsch/864.php (Archiv-Version vom 24.01.2020)

Dauern die Versuche noch an? Wertet man bereits die Daten aus? Gibt es vorläufige Resultate? ... Alles Fragen die mich brennend interessieren ... mal sehn, ob es hier Antworten geben wird :)

Peter0167 schrieb am 09.06.2020:Gibt es vorläufige Resultate?

Habs mal kurz gegooglet. Ja, es gibt bereits erste Messergebnisse. Hier der Abstract aus dem entsprechenden Paper:

We report on the neutrino mass measurement result from the first four-week science run of theKarlsruhe Tritium Neutrino experiment KATRIN in spring 2019. Beta-decay electrons from a high-purity gaseous molecular tritium source are energy analyzed by a high-resolution MAC-E filter. Afit of the integrated electron spectrum over a narrow interval around the kinematic endpoint at 18.57keV gives an effective neutrino mass square value of (−1.0+ 0.9−1.1) eV2. From this we derive an upperlimit of 1.1 eV (90% confidence level) on the absolute mass scale of neutrinos. This value coincideswith the KATRIN sensitivity. It improves upon previous mass limits from kinematic measurementsby almost a factor of two and provides model-independent input to cosmological studies of structureformation.

https://arxiv.org/pdf/1909.06048.pdf

In deutsch (meine Übersetzung, keine Gewährleistung):

Wir berichten über die Ergebnisse der Neutrinomassen-Messungen vom ersten 4-Wochen durchlauf des Karlsruhe Tritium Neutrino Experiments im Frühling 2019. Beta-Zerfall Elektronen von einer hochreinen gasförmigen molekularen Tritium Quelle werden von einem hochauflösenden MAC-E Filter bzgl. der Energie analysiert. Eine Passung [denk: Ausgleichgerade; keine Ahnnug wie komplex hier...] des integrierten Elektronenspektrums über ein enges Intervall um den kinematischen Endpunkt bei 18.57keV gibt einen effektiven Neutrinomasse-Quadrat Wert von (−1.0+ 0.9−1.1) eV2. Daraus leiten wir eine Obergrenze von 1.1 eV (90% Konfidenzintervall) auf dem absoluten Maßstab der Neutrinos ab. Der Wert stimmt mit der Genauigkeit von KATRIN überein. Er verbessert die bisherige Obergrenze der Masse fast um einen Faktor von 2 und liefert modellunabhängigen Input zu kosmologischen Studien zur Strukturformation.

Ich weiß nicht ob seitdem weitere Experimente durchgeführt wurden. So weit ging meine Google-Suche dann doch nicht.

Ansonsten ist es vielleicht Interessant einfach mal Pressemeldungen der Institute zu lesen, die einen Interessieren. Nehmen wir Plasmaphysik. Da ist das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching ne tolle Addresse und auf deren Seite findet man das:

Die im Jahr 2013 in japanisch-europäischer Zusammenarbeit begonnene Montage der Fusionsanlage JT-60SA wurde Ende März 2020 abgeschlossen. Bis zum Betriebsbeginn des internationalen Testreaktors ITER ist JT-60SA nun die weltweit größte und fortschrittlichste Anlage vom Typ Tokamak. Sie soll ITER ergänzen und die Datenbasis für ein späteres Demonstrationskraftwerk vergrößern.

https://www.ipp.mpg.de/4841544/jt60sa

Ein neuer Fusionsreaktor, der, im Gegensatz zu JET, längere Plasmapulse aushalten soll, um entsprechende Daten zu sammeln.

Auch Interessant:

Die nächste Runde des schrittweisen Ausbaus der Fusionsanlage Wendelstein 7-X im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald ist in vollem Gange. Eine wassergekühlte Innenverkleidung des Plasmagefäßes wird die Anlage tauglich machen für höhere Heizleistung und längere Plasmapulse. Die Fertigung des Herzstücks der neuen Verkleidung, des sogenannten Divertors, hatte der Garchinger Institutsteil des IPP übernommen. Die letzte Lieferung nach Greifswald steht kurz bevor. Hier sind die Vorbereitungen für den Einbau der Teile abgeschlossen. Die aufwändigen Montagearbeiten werden bis weit in das nächste Jahr dauern. Wendelstein 7-X, die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator, soll die Kraftwerkseignung dieses Bautyps untersuchen.

https://www.ipp.mpg.de/de/aktuelles/presse/pi/2020/01_20?c=9995

Mit der Kühlung gibt es bis zu 30 Minuten Plasma!

Man kann auch in andere Gebiete schauen. Interessiert an der Entwicklung von Computerchips die das Gehirn ein wenig nachahmen und so besser bei Deep Learning Methoden sein könnten?

Wissenschaftler weltweit arbeiten an memristiven Bauelementen, die mit extrem wenig Strom auskommen und sich ähnlich wie Nervenzellen im Gehirn verhalten. Forscher der Jülich Aachen Research Alliance (JARA) und des deutschen Technologiekonzerns Heraeus haben nun herausgefunden, wie sich die Schalteigenschaften dieser Elemente planmäßig beeinflussen lassen. Entscheidend sind kleinste stoffliche Unterschiede, so gering, dass sie von der Fachwelt bislang übersehen wurden. Die Design-Vorgaben der Forscher könnten den Weg ebnen für zahlreiche Anwendungen, etwa für energieeffiziente, nicht-flüchtige Speicher oder neuro-inspirierte Computer.

https://fzj.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2020/2020-05-11-memristor-design.html

Soll es doch lieber um neue Krebsforschung gehen?

Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) ist es gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam in Laborexperimenten gelungen, besonders strahlenresistente Krebszellen von Tumoren im Kopf-Hals-Bereich mithilfe einer zielgerichteten Immuntherapie – der UniCAR-T-Zell-Therapie – abzutöten. Die Forscher entwickelten hierbei ein neues molekulares Bindeglied, das die UniCAR-T-Zellen an ein bestimmtes Oberflächenmerkmal der untersuchten Krebszellen koppelt und so aktiviert. Die kombinierte Radio-Immuntherapie mit UniCAR-T-Zellen könnte künftig die Heilungschancen von Krebspatienten mit strahlenresistenten Tumoren verbessern. Die Ergebnisse ihrer Untersuchung veröffentlichten die Wissenschaftler im Magazin Oncoimmunology (DOI: 10.1080/2162402X.2020.1743036).

https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=61006&pNid=99

Wo wir bei Immuntherapien sind, könnten wir und mRNA Impfstoffe anschauen, womit man sich quasi gegen Krebs impfen würde. Nichts wirklich neues, aber hatte vor Corona (einige Impfstoffkandidaten sind mRNA Impfstoffe) nicht sonderlich viel Aufmerksamkeit:

Genetische Impfstoffe vermitteln die Infor-mation über tumorspezifische Antigenemittels genetischer Vektoren. Der Vektor in Form von rekombinanten Viren, rekombi-nanter DNA oder rekombinanter messenger RNA (mRNA) codiert dabei also für ein tumor-spezifisches Antigen. Auf Basis der geneti-schen Information wird in transfizierten Zel-len das antigene Protein gebildet, welchesdann eine entsprechende adaptive Immu-nantwort über Aktivierung tumorspezifischerLymphozyten auslösen kann. Ein wesent-licher Vorteil genetischer Impfstoffe, insbe-sondere von rekombinanter DNA und RNA,besteht darin, dass unterschiedliche Tumor-antigene adressiert werden können. DieseTechnologie bietet daher eine einzigartige Möglichkeit, in kurzer Zeit wirksame Medi-kamente für alle möglichen Krebsarten her-zustellen

https://www.biospektrum.de/blatt/d_bs_pdf&_id=932394 (Archiv-Version vom 04.10.2020) (ACHTUNG PDF)

Ich weiß nicht, interessantes gibt es viel (Wobei die Einteilung ja eher Subjektiv ist). Vollkommen neues ist selten, einfach weil Wissenschaft nicht soooo schnell voranschreitet.

Ansonsten hier einfach mal eine kleine Sammlung von Pressemeldungen, die ich mit später mal genauer durchlesen werde:

Neue Therapie-Chancen für Multiple Sklerose in Sicht : https://www.mdc-berlin.de/de/news/press/neue-therapie-chancen-fuer-multiple-sklerose-sicht

Mit dem Sonnenteleskop auf der Suche nach Dunkler Materie: https://www.desy.de/aktuelles/news_suche/index_ger.html?openDirectAnchor=1816&two_columns=0

Seit Jahrzehnten rätseln Astrophysiker über zwei markante Röntgen-Emissionslinien von hochgeladenem Eisen: Ihr gemessenes Helligkeitsverhältnis stimmt nicht mit dem berechneten überein. Das beeinträchtigt die Bestimmung der Temperatur und Dichte von Plasmen: https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite/2020/06/02/neue_messung_verschaerft_altes_problem.htm?no_cache=1&cHash=955c5ff5d572b203cbfa7e16b6b013b0

Damit entdeckte die Kooperation in Rhenium einen bislang unbeobachteten Quantenzustand, der für zukünftige Atomuhren interessant sein könnte: https://www.mpi-hd.mpg.de/mpi/de/nachrichten/nachricht/quantensprung-auf-der-waage

Sind alles kleine Dinge. Größere geschehen nicht einfach, da müsste man Wissen, was, das bereits erforscht ist, man noch nicht kennt. Und jeder hat seine Wissenslücken (und Interessen) woanders.

Habe gerade etwas auf ReadersDigest gefunden -> https://www.readersdigest.ca/culture/good-news-stories-world/

Ein Artikel über eine junge Studentin die zwei Dinge verbunden hat. Den enormen Fischabfall der jährlich anfällt, und das produzieren eines Plastikersatzes..

https://www.theguardian.com/world/2019/sep/19/scaling-back-graduate-invents-plastic-alternative-from-fish-waste

Hughes, from Twickenham, in south-west London, used red algae to bind proteins extracted from fish skins and scales, creating strong overlapping bonds in a translucent and flexible sheet material. Although it looks and feels like plastic, initial testing suggests it is stronger, safer and much more sustainable than its oil-based counterpart.

It is estimated people in the UK use 5m tonnes of plastic every year, nearly half of which is packaging. Only 51% of local authorities in England have separate food waste collections and even where recycling schemes are in place, the majority of bio and compostable plastics are not generally suited to existing waste treatment infrastructures.

An estimated 492,020 tonnes of fish waste are produced by the fish processing industry every year in the UK and it is considered a huge and inefficient waste stream with low commercial value.

Unwanted offcuts include offal, blood, crustacean and shellfish exoskeletons and fish skin and scales, all of which ends up in landfill or incineration. Through research carried out on the Sussex coast, Hughes found fish skins and scales were the most promising sources for the plastic alternative, due to their flexibility and strength-enabling proteins. A single Atlantic cod could generate the organic waste needed for 1,400 bags of MarinaTex, she found.

“Plastic is an amazing material, and as a result we have become too reliant on it as designers and engineers,” Hughes said. “It makes no sense to me that we’re using plastic, an incredibly durable material, for products that have a life cycle of less than a day. For me, MarinaTex represents a commitment to material innovation and selection by incorporating sustainable, local and circular values into design. As creators, we should not limit ourselves to designing to just form and function, but rather form, function and footprint.”

Anscheinend gibt es bei den Teilchenbeschleunigern eine neue Entwicklung. Mit sogenannten "Kielfeldbeschleunigern" soll es möglich werden, Teilchen auf wenigen Metern so sehr zu beschleunigen, dass sie Energien erreichen, für die früher mehrere Kilometer notwendig waren.

Original anzeigen (0,2 MB)

https://www.spektrum.de/news/kielfeldbeschleuniger-teilchenschleudern-der-anderen-art/1921909#Echobox=1634807021?utm_source=pocket-newtab-global-de-DE

Wenn ich es richtig verstanden habe, schießt man ein Elektronenbündel (Elektronenstrahl) mit ca. 20GeV in ein Plasma. Die Elektronen des Plasmas werden dabei wegen der elektrischen Abstoßung zur Seite gedrückt, ähnlich wie das Wasser vom Kiel eines Schiffes. Hinter dem Strahl bildet sich ein Bereich, der positiv geladen ist, womit man ein elektrisches Feld erhält.



Nun schickt man einen zweiten Strahl hinterher, der vom Feld zusätzlich beschleunigt wird. Nach nur 1,3m hatten die Elektronen bereits eine Energiegewinn von bis zu 9GeV. Um nun in den TeV-Bereich zu kommen, muss man eine Kaskade von ca. 50 Stufen aufbauen, was nicht so einfach zu bewerkstelligen sein wird, da es eine Vielzahl an technischen Problemen hinsichtlich der Abstimmung mit sich bringt.

Dennoch wird derzeit weltweit an einer praktischen Umsetzung dieser Technologie gearbeitet. Sollte man damit erfolgreich sein, haben wir womöglich schon bald einen Zugang zu Energien, die man ansonsten nur in einem 100km-Ring erzeugen könnte.

@Peter0167

So neu ist das nicht es gab schon Test´s vor Jahren

Diesen Artikel hab ich damals gelesen und dacht WTF, Geilo. ;)

Workshop pushes proton-driven plasma wakefield acceleration
24 February 2010

https://cerncourier.com/a/workshop-pushes-proton-driven-plasma-wakefield-acceleration/

--------

Die Beschleunigung von Elektronen auf die Energie von 4,2 GeV mit dieser Technik ist 2014 im Lawrence Berkeley National Laboratory gelungen.[3][4] Ein vergleichbarer Erfolg wurde im Stanford Linear Accelerator Center erzielt.[5] 2018 konnte die Elektronenenergie in Berkeley auf 7,8 GeV gesteigert werden. Dazu wurden zwei Laserpulse genutzt, einer zum Erwärmen des Plasmas und ein zweiter Puls für die Beschleunigung.[6]

Einer Forschergruppe in Frankreich gelang es 2016, mit einer relativ kompakten Apparatur nach diesem Prinzip Elektronenstrahl-Pulse der Energie 5 MeV zu erzeugen. Die Pulsdauer beträgt nur etwa 1 Femtosekunde bei einer Wiederholungsfrequenz im Kilohertz-Bereich.[7]

2018 berichteten Forscher bei AWAKE über erste mit einem Protonenstrahl beschleunigte Elektronen. Mit einem Gradienten von 200 MV/m wurde eine Elektronenenergie von 2 GeV erreicht.[8]

2020 beschrieb eine Hamburger Forschergruppe den erfolgreichen Dauerbetrieb eines Laser-Plasmabeschleunigers für Elektronen von etwa 370 MeV über mehr als 24 Stunden.[9]

Quelle: Wikipedia: Kielfeld-Beschleuniger

Clostridium Autoethanogenum
Bisher dachte ich immer das man diese Bakterien nur zur Ethanolgewinnung nutzen kann aber ich durfte mir heute zusammen mit dem Big Boss einen Vortrag über die Proteinsynthese anhören.
Hintergrund ist, das z.B. alleine hier in China jährlich über 400 Mio. Tonnen Futter an Tiere verfüttert wird. Dieses Futter enthält ca. 70 Mio. Tonnen Protein welches bekanntlich die Bausteine für das Zellwachstum liefert.
Ob sich das überhaupt weltweit umsetzen lässt kann ich so nicht sagen. Bin weder Chemiker noch Biologe aber einige der Argumente sind auch für mich einleuchtend.
Hier der derzeit einzige Artikel dazu. Wurde wohl auf Basis des selben Vortrages geschrieben die die Wissenschaftler vor ein paar Tagen gehalten haben.
https://www.gamingdeputy.com/for-the-first-time-a-team-of-chinese-scientists-has-achieved-the-synthesis-from-carbon-monoxide-to-protein-and-has-formed-an-industrial-production-capacity-of-10000-tons/
seltsame Webseite, ich weiss ;)

Recycling von Batterien:

Der Hersteller von Batterien und Energiespeichersystemen gab bekannt, dass im Recyclingprogramm „Revolt“ ein Durchbruch gelungen sei. Es wurde die erste Lithium-Ionen-Batteriezelle mit 100 Prozent recyceltem Nickel, Mangan und Kobalt produziert. Die Metalle wurden dabei durch das Recycling von Batterieabfällen zurückgewonnen. Alle dafür notwendigen Recycling- und Produktionsprozesse wurden von Revolt am Standort Northvolt Labs in Västeras bei Stockholm durchgeführt.

„Mit dem Recyclingverfahren können bis zu 95 Prozent der in einer Batterie enthaltenen Metalle in einem Reinheitsgrad zurückgewonnen werden, der dem von frischem Neumaterial gleichkommt. Wir müssen jetzt die Recyclingkapazitäten ausbauen, um den künftigen Mengen an Batterien, die recycelt werden müssen, gerecht zu werden“, so Emma Nehrenheim, Leiterin von Revolt.

Quelle: https://www.euwid-recycling.de/news/international/einzelansicht/Artikel/northvolt-stellt-batteriezelle-aus-zu-100-prozent-recyceltem-material-vor.html

--

Kann es sein, dass man so wenig von aktuellen Forschungsfeldern liest, weil das alles Betriebsgeheimnisse sind und werden die vermarktet werden sollen/wollen später?

FatBaron schrieb am 01.11.2021:seltsame Webseite, ich weiss

danke ich hab mal nach deutschen News dazu gesucht und zwei Artikel gefunden:

http://german.china.org.cn/txt/2021-11/10/content_77864113.htm

http://german.people.com.cn/n3/2021/1103/c209065-9915132.html

Sind aber auch seltsame und irgendwie keine wissenschaftlich offiziellen Seiten..

es gibt eine kleine Sensation - Stromgewinnung aus der Luft!

Das Team um Xiaomeng Liu hat den sogenannten „generischen Air-gen-Effekt“ entdeckt. „Die Luft enthält eine enorme Menge an Elektrizität“, erklärt Co-Autor Jun Yao. „Denken Sie an eine Wolke, die nichts anderes ist als eine Menge von Wassertropfen. Jeder dieser Tropfen hat eine Ladung und wenn die Bedingungen stimmen, kann die Wolke einen Blitzschlag erzeugen“, so der Forscher weiter. „Wir wissen nicht, wie wir Energie aus Blitzen zuverlässig einfangen können. Wir haben jedoch eine kleine Wolke entwickelt, die für uns vorhersagbar und kontinuierlich Energie produziert, sodass wir diese ernten können“, erklärt Yao in einer Mitteilung seiner Universität.

--

Basierend auf dieser Erkenntnis entwickelte das Forschungsteam eine dünne Materialschicht mit Nanoporen, die kleiner als 100 Nanometer sind. Diese Schicht ermöglicht den Durchtritt von Wassermolekülen von oben nach unten, wobei sie jedoch leicht an den Rand der Poren stoßen. Dadurch entsteht ein Ladungsungleichgewicht, ähnlich wie in einer Wolke, bei dem der obere Teil der Schicht im Vergleich zum unteren Teil eine höhere Ladung aufweist. Diese Ladung kann potenziell genutzt werden, um kleine Geräte mit Strom zu versorgen oder den Strom in einer Batterie zu speichern.

Quelle: https://www.merkur.de/wissen/durchbruch-erneuerbare-energien-strom-usa-forscher-erzeugen-sauberen-luft-forschung-92317771.html

Was ich noch nicht verstanden habe ist, welche Dimensionen damit möglich sind. Im Artikel wird davon gesprochen dass man vielleicht mehrere solcher Schichten stapeln könnte..

Was wäre wenn man z.b. sogar einen Laptop-Accu aufladen könnte damit? Gesprochen wird im Artikel vom Handy erstmal als Ziel wenn ich das richtig verstanden habe..

RayWonders schrieb am 08.06.2020:Mich würde interessieren, ob es interessante bestimmte Forschungsthemen von denen ihr die letzten Jahre erfahren habt.

Vielleicht interessiert Dich ja etwas zum Thema Lebensentstehung und ob diese mehrmals auftreten, oder einmalig gewesen sein kann. Das erscheint mir ein ziemlich komplexes Feld zu sein, das leider nur sehr einseitig Zuspruch erhält. Es gibt überwiegend nur die Ansicht, Außerirdische wären eben wahrscheinlicher, als eine mögliche Einzigartigkeit von Lebensentstehung. Nach aktuellem Stand ist es sowohl möglich, dass da draußen weiteres Leben existieren kann, oder auch, dass die Entstehung von Leben im Allgemeinen etwas singulär auftretendes darstellt. :)

Das ist für mich persönlich bisher eines der interessantesten Themen, eben weil wir da alle vor derselben Ungewissheit stehen, nicht zu wissen, was Leben im Universum darstellt und wie es mit weiterer Lebensentstehung aussieht. Du findest dazu nur nicht all zu viel. Da muss man schon intensiver danach suchen.

Ach so, das wäre dann im Bereich der Astrobiologie.

RayWonders schrieb:Was wäre wenn man z.b. sogar einen Laptop-Accu aufladen könnte damit? Gesprochen wird im Artikel vom Handy erstmal als Ziel wenn ich das richtig verstanden habe..

Das klingt mega spannend! Man wird sehen, was da in Zukunft möglich sind. Je mehr an potentielle Arten der Energiegewinnung geforscht wird, desto besser, gerade im Hinblick auf Klimaneutralität.