Digital Think Tank (DTT)

Science Tank

Herzlich Willkommen in unser Rubrik „Science Tank“. In diesem Bereich der Webpräsenz beschäftigen wir uns interdisziplinär mit relevanten Entdeckung aus der Welt der Wissenschaften (Physik, Mathematik, Informatik, Medizin u.v.m). Dabei publizieren wir wichtige Errungenschaften aus der Welt mit einem besonderen Focus auf die wissenschaftliche Umgebung in Göttingen. Viel Spaß und bleiben Sie neugierig.     

Seltsame Ähnlichkeiten zwischen dem menschlichen Gehirn und dem Universum



Bild Quelle:  https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full

Ein Astrophysiker von der Universität Bologna und ein Neurochirurg von der Universität Verona verglichen das Netzwerk der Nervenzellen im menschlichen Gehirn mit dem kosmischen Netzwerk der Galaxien. Diese Analysen zeigen, dass die Strukturen des beobachtbaren Universums den neuronalen Netzen des menschlichen Gehirns überraschend ähnlich sind. Die Forschung legt nahe, dass die Gesetze, die die Entwicklung des Gehirns und des Kosmos bestimmen, die gleichen sein könnten. Eine der faszinierenden Eigenheiten der Welt um uns herum besteht darin, dass verschiedene Formen und Muster in sehr unterschiedlichen Zusammenhängen auftreten. Zum Beispiel findet sich die goldene Spirale (die Fibonacci-Spirale) in einem Schneckenhaus und in der Form einer Spiralgalaxie, und das Venenmuster hallt in einem Blitzzweig wider.

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Es wurde ein Laser entwickelt, der helfen kann, Blitze zu kontrollieren

Heute mal wieder aus der Reihe: Star Trek lässt grüßen. Einige von Ihnen werden sich an Star Trek Episoden erinnern, in denen der Begriff „Wetterkontrollstation“ vorkommt. Australische Physiker haben eine Technologie entwickelt, die in der Lage sein könnte, Blitze bis zu einem gewissen Grad zu kontrollieren. Wissenschaftler haben den Laserstrahl zur Änderung des Blitzweges im Labor verwendet, glauben aber, dass ihre Arbeit unter natürlichen Bedingungen erfolgreich angewendet werden kann. Dies könnte es ihnen ermöglichen, den Auftreffpunkt am Boden zu verändern und so das Risiko katastrophaler Buschfeuer zu verringern. Während die Wetterregelungstechnologie direkt aus Science-Fiction-Büchern und -Filmen herausgerissen zu sein scheint, suchen Wissenschaftler nach ähnlichen Lösungen. Die Forschung hat bereits konkrete Ergebnisse in Form eines Laserstrahls erbracht, der Blitze verhindern kann, die zu katastrophalen Bränden und Zerstörungen führen.

Bild Quelle: Pixabay

Blitzsteuerung

Blitzeinschläge sind die wichtigste natürliche Ursache für Buschbrände in Australien und eine zunehmende Zahl von Bränden in den USA. So hat ein Laser, der den Blitzweg beeinflussen kann, das Potenzial, Leben zu retten, Wildtiere und weite Bereiche des natürlichen Ökosystems zu schützen.

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Im Weltraumbergbau können sie helfen... Bakterien

Im Weltraum findet man reiche Vorkommen seltener Mineralien, wie z.B. das Heliumisotop Hel-3, das auf unserem Planeten in Spurenmengen vorkommt und das ein effizienter Treibstoff für zukünftige Raumfahrtmissionen, aber auch eine effiziente Energiequelle sein kann. Aber es gibt auch andere Rohstoffe in Weltraumgesteinen: Platin und Wolfram, Iridium, Osmium, Palladium, Rhenium, Rhodium und Ruthenium. Für mögliche Kolonisierungsmissionen kann auch Eis im Weltraum ein wichtiges Element sein.

Es wird nicht einfach sein, Mineralien aus im Weltraum fliegenden Gesteinen zu gewinnen. Es wird auch nicht billig sein, aber der dort vorhandene Reichtum sollte es den Unternehmen, die sich zu Investitionen in den Weltraumbergbau entschließen, ermöglichen, die getätigten Ausgaben zu refinanzieren. Im Raum des Sonnensystems zirkulieren mehr als 500 Asteroiden im Wert von jeweils über 100 Billionen Dollar. Es ist zu beachten, dass es sich dabei nur um diejenigen handelt, die zumindest kurzzeitig vom Menschen untersucht wurden, denn es kann noch viele weitere geben.

Bild Quelle: Pixabay

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Licht statt Tablette?

Star Trek lässt mal wieder grüßen. Wer kennt nicht die Szenen aus der Serie, wenn Dr. Crusher mit einem Medizingerät aus dem Licht herauskommt, Heilungsprozesse durchführt. Die meisten Menschen haben wahrscheinlich schon davon gehört, dass Licht jahreszeitlich bedingte Stimmungsstörungen heilt. Es stellt sich jedoch heraus, dass Photonen viel mehr Kraft haben. Nach neuen Forschungsergebnissen kann Licht die Behandlung anderer psychischer Störungen sowie des Gehirns nach Verletzungen oder der Haut unterstützen. Viele der Lichttherapien werden wahrscheinlich zu Hause angewendet.

Bislang gibt es jedoch in vielen Fällen nur vorläufige Studien über den Einsatz verschiedener Lichtwellen zur Behandlung verschiedener Gesundheitsprobleme. Die Ergebnisse sind vielversprechend, aber die Gruppen der Teilnehmer an diesen Experimenten sind zu klein, um kategorische Schlussfolgerungen zu ziehen. Dennoch sind sie ermutigend, weil die Ergebnisse neue Methoden zur Unterstützung der Behandlung verschiedener Gesundheitsprobleme nahelegen.

So berichteten beispielsweise Forscher der Universität von Arizona kürzlich, dass sie mit Hilfe von grünem Licht Menschen, die an Migräne ("Cephalgie") leiden, erfolgreich geholfen haben. Es ist eine Krankheit, die weltweit eine Milliarde Menschen, darunter auch Kinder, befällt. An der Studie nahmen 29 Freiwillige mit Migräne teil, die gegen typische Behandlungsmethoden resistent sind. Leider hat sie trotz der Fortschritte in der Medizin immer noch Probleme, mit der Krankheit fertig zu werden. Die Forscher wandten eine 10-wöchige Behandlung an, in der die Patienten grünem Licht ausgesetzt wurden. Nach der Behandlung ging die Zahl der Kopfschmerzattacken pro Monat insgesamt um 60% zurück. 83% der Patienten mit episodischer Migräne und 63% mit chronischer Migräne nahmen um die Hälfte ab.

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Benzol in 126 Dimensionen

Australische Wissenschaftler haben kürzlich ein chemisches Molekül beschrieben, das sie seit langem fasziniert. Es wird angenommen, dass das Ergebnis der Forschung einen Einfluss auf neue Designs von Solarzellen, organischen Leuchtdioden und anderen Technologien der nächsten Generation haben wird, in denen Benzol, wie sich herausstellt, verwendet werden kann.

Benzol ist eine organisch-chemische Verbindung. Es ist der einfachste carbocyclische, neutrale aromatische Kohlenwasserstoff. Es ist ein Bestandteil von DNA, Proteinen, Holz und Öl. Das Problem der Konstruktion von Benzol ist für Chemiker von Interesse, seit diese Verbindung abgetrennt wurde. Im Jahre 1865 stellte der deutsche Chemiker Friedrich August Kekulé die Hypothese auf, dass Benzol ein Cyclohexatrien mit einem hexagonalen Ring ist, in dem sich Einfach- und Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen abwechseln.

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Superweiße Farbe, die Gebäude kühlen kann

Wissenschaftler haben eine weiße Farbe entwickelt, die so viel der Sonnenstrahlen reflektiert, dass sie bei vollem Sonnenschein die Wände von Gebäuden unter die Umgebungstemperatur abkühlen kann. Die neue Erfindung ist billig herzustellen und kann mit gängigen Technologien produziert werden. Forscher finden bereits Dutzende von Anwendungen für diese bemerkenswerte Farbe, auch wenn es noch einige Zeit dauern wird, sie auf den Markt zu bringen.
Die neue superweiße Farbe reflektiert 95,5 Prozent des Sonnenlichts. Die bisher verwendeten Technologien ermöglichten es, eine Farbe zu erhalten, die etwa 80-90 Prozent des Sonnenlichts reflektiert. Bisher war jedoch keine Farbe in der Lage, die Temperatur eines Gebäudes unter die Umgebungstemperatur zu bringen.

Neue Forschungsergebnisse wurden in den Cell Reports Physical Science veröffentlicht. https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2020.100221

Bild Quelle: Pixabay

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Ein Gegenstand, der nach dem Eintauchen in Flüssigkeit seine Sichtbarkeit verliert...

Japanische Wissenschaftler haben Anlagen konstruiert, die als Rube Goldbergs Maschinen bezeichnet werden und in denen der Effekt der völligen Unsichtbarkeit nur durch geschickte Behandlungen erreicht werden kann, die mit der Zusammensetzung der öligen Flüssigkeit, in die die Gegenstände eingetaucht werden, zusammenhängen, so dass der Brechungsindex der Flüssigkeit dem des Glasgegenstands entspricht, der in sie eingetaucht wird.

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NASA bestätigt das Vorhandensein von Wasser in den sonnigen Regionen des Mondes

Wasser auf der Mondoberfläche kann nicht nur in kalten, schattigen Kratern in der Nähe der Pole gefunden werden. Auf einer kürzlichen NASA-Konferenz bestätigten Wissenschaftler, dass Wasser auf dem Silver Globe häufiger vorkommt als bisher angenommen und sogar auf der sonnenbeschienenen Oberfläche unseres natürlichen Satelliten zu finden ist.


Bis zum Ende des letzten Jahrzehnts dachten die Wissenschaftler, dass der Mond ein eher trockener Ort sei. Alles änderte sich, als die indische Chandrayaan-Sonde 2009 Wasser in Form von Wassereis in ständig schattigen Kratern in der Nähe der Pole entdeckte. Seither haben zahlreiche Studien das Vorhandensein von Wassereis an Orten mit konstant niedrigen Temperaturen gezeigt. Jetzt haben die Wissenschaftler in zwei neuen Studien nicht nur das Vorhandensein von Wasser auf dem Mond bestätigt, sondern auch entdeckt, dass es auf der Oberfläche des Silver Globe viele "Kühlfallen" geben könnte, in denen sich Wasser befindet, auch in Gebieten, in die das Sonnenlicht gelangt.

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Handliches Schärfe-Messgerät: Chilica-Pod

Ein Prototyp des Geräts zur Bestimmung des Schärfegrads von Chilischoten wurde von einer Forschergruppe unter der Leitung von Professor Warakorn Limbut von der Prince-Songkel-Universität in Thailand gebaut. Eine Forschungsdiskussion über einen neuartigen Sensor, der an einem Smartphone angebracht werden kann und das Messergebnis anzeigt, erschien in der Zeitschrift "ACS Applied Nano Materials".

Bild Quelle: Pixelbay

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Die Sonde Voyager 2 entdeckte eine Zunahme der Raumdichte außerhalb des Sonnensystems

Im November 2018 durchquerte die Sonde Voyager 2 nach einer 41-jährigen Reise den äußeren Rand der Heliosphäre und trat in den interstellaren Raum ein. Die letzten von der Sonde gesendeten Daten enthüllten interessante Informationen über den Weltraum außerhalb des Sonnensystems. Die vom Raumschiff gesammelten Daten deuten darauf hin, daß die Raumdichte zunimmt, je weiter sich Voyager 2 von der Sonne entfernt. Dies ist nicht das erste Mal, dass eine Zunahme der Dichte der Materie im Raum festgestellt wurde. Die Voyager 1, die 2012 in den interstellaren Raum eintrat, stellte einen ähnlichen Dichtegradienten fest, allerdings anderswo im Weltraum. Neue Daten von Voyager 2 zeigen, daß die Messungen von Voyager 1 nicht nur korrekt waren, sondern daß die aufgezeichnete Zunahme der Dichte ein Merkmal des interstellaren Raums sein kann.

Die Forschung wurde in "The Astrophysical Journal Letters" veröffentlicht. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abae58

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Steuerung eines mikroskopisch kleinen Roboters im Inneren des Körper. Vielversprechende erste Testergebnisse

Zum ersten Mal überhaupt testeten Wissenschaftler die Steuerung eines winzigen Roboters, der sich im Dickdarm - dem längsten Teil des Dickdarms - bewegte. Eine solche Innovation könnte in Zukunft in der Diagnostik und Medikamentenverabreichung weit verbreitet sein. Die Wissenschaftler haben einen völlig neuen Ansatz gewählt. Der kleine Roboter ist mit einem Magneten ausgestattet, so dass er mit Hilfe eines elektromagnetischen Feldes gesteuert werden kann, das sich außerhalb des Körpers des Patienten befindet. Obwohl es nur die Anfangsphase der Tests ist, sind die Ergebnisse sehr vielversprechend. Die Forschung wurde in der Zeitschrift Micromachines veröffentlicht. https://doi.org/10.3390/mi11090861

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