Spektrum der Wissenschaft Januar 2011

Woraus besteht die noch unbekannte Dunkle Materie, die den Kosmos erfüllt, sich aber nur durch ihre Schwerkraft verrät? Die Physikergemeinde diskutiert derzeit heiß über Super-WIMPs. In unserer Titelgeschichte Der verborgene Bauplan des Kosmos berichten Jonathan Feng von der University of California in Irvine und Mark Trodden von der University of Pennsylvania von Teilchen mit komplexem Innenleben - mit eigenen Kräften und einer fremden Form von Licht, die für uns unsichtbar ist.

Genomforscher schicken sich an, die Ära der personalisierten Medizin einzuläuten. Wohin führt uns Der Modellierte Patient? Spektrum der Wissenschaft hat den Tübinger Ethiker Urban Wiesing und den Berliner Molekularbiologen Hans Lehrach zum Streitgespräch eingeladen. Und die Debatte sogar gefilmt.

Außerdem im Heft:
Die gefährlichen Tricks der Bakterien: Mediziner wollen die Erreger mit ihren eigenen Waffen schlagen; Bewegte Bilder aus der Nanowelt: Ultrakurze Elektronenpulse gewähren Einblicke in das Treiben von Molekülen; Große Wäsche für das Klima: Bald könnten spezielle "Waschmaschinen" das Treibhausgas Kohlendioxid aus der Atmosphäre filtern; und vieles mehr

Editorial

Inhaltsverzeichnis

Leserbriefe

Spektrogramm

Bild des Monats

Forschung Aktuell

Atomchip Bose-Einstein-Kondensat

Riesiges Quantenobjekt - völlig schwerelos

 
12
Mit einer speziellen Apparatur gelang es Physikern, ein Bose-Einstein-Kondensat mehr als eine Sekunde lang im schwerelosen Zustand zu beobachten. In dieser Zeit dehnte es sich auf zwei Millimeter Länge aus – eine für Quantenobjekte gigantische Größe.
Nova im Gammastrahlenbereich

Nova produziert Gammastrahlung

 
14
Mit dem Satelliten Fermi haben Astronomen festgestellt, dass eine Nova energiereiche Gammastrahlung aussendet. Bisher herrschte die Ansicht, nur Supernovae seien dazu in der Lage.
Gehirn beim Lernen

Bewusstsein für Lernen unnötig

 
16
Bislang unterschieden Hirnforscher die einzelnen Formen des Gedächtnisses danach, ob das Bewusstsein dabei eingeschaltet ist oder nicht. Ein neues Modell postuliert nun, dass jede Gedächtnisform bewusst wie unbewusst in Erscheinung treten kann.
Membranpore - aus Perforin gebildet.

Zweischneidige Killerwaffe

 
18
Bakterien und Immunzellen benutzen ähnliche Proteine, um Löcher in die Zellmembran ihrer jeweiligen Opfer zu stanzen. Doch handhaben sie diese tödliche Waffe auf unterschiedliche Weise.

Springers EINWÜRFE

Themen

<i>Helicobacter pylori</i>

Die gefährlichen Tricks der Bakterien

 
22
Krankheitserregende Bakterien sind äußerst raffiniert. Um zu überleben und sich fortzupflanzen, nutzen sie eine Reihe gewiefter Strategien. Jetzt arbeiten Mediziner daran, die Pathogene mit ihren eigenen Waffen zu schlagen.
Vögel bei Dinosauriern

Zeitgenossen der Dinosaurier

 
30
Moderne Vögel entstanden erst nach dem Untergang der Dinosaurier – so dachten Biologen lange. Neue Funde zeigen jedoch, dass sie schon in der Kreidezeit den Himmel bevölkerten. Nur: Wie überlebten ausgerechnet sie das Massensterben vor 65 Millionen Jahren?
Simulation Dunkle Materie

Der verborgene Bauplan des Kosmos

 
38
Das Universum scheint riesige Mengen einer unbekannten Substanz zu bergen, die sich nur durch die Wirkung ihrer Schwerkraft verrät – die Dunkle Materie. Physiker spekulieren darüber, aus welchen exotischen Teilchen sie aufgebaut ist. Seit Neuestem heiß gehandelt: Super-WIMPs.

Schlichting!

Themen

Laser

Lichtpulse auf Rekordjagd

 
50
Die Bedeutung von Lasern ist kaum zu überschätzen. Vielleicht stellen sie sogar die nach dem Transistor bedeutendste technische Erfindung seit dem Zweiten Weltkrieg dar. Laser faszinieren Forscher bis auf den heutigen Tag und bringen auch Ingenieure auf immer neue Ideen.
Hans Lehrach und Urban Wiesing

Der modellierte Patient

 
60
Auf Basis der jeweiligen Genomsequenz wollen Forscher die Medikamente für jeden einzelnen Patienten künftig in Computersimulationen testen. Ist diese Vorstellung realistisch? Und wenn ja, vor welche ethischen Herausforderungen stellt uns die individualisierte Medizin? Ein kritischer Dialog mit Hans Lehrach und Urban Wiesing.

Mathematische Unterhaltungen

Platonischer Körper

Unendliche regelmäßige Körper

 
66
Kann es ein geometrisches Gebilde geben, bei dem sich in jeder Ecke sieben, acht oder gar neun gleichseitige Dreiecke treffen? Die Antwort lautet: Ja – sofern sich dieses Gebilde durch den ganzen unendlichen Raum erstreckt.

Themen

Himmel waschen

Große Wäsche für das Klima

 
70
Noch ist es nur ein Konzept, doch schon in wenigen Jahren könnten spezielle "Waschmaschinen" der Atmosphäre Kohlendioxid entziehen – und so der globalen Erwärmung entgegenwirken.
Nanowelt

Bewegte Bilder aus der Nanowelt

  (kostenfrei)
76
Eine neue Abbildungstechnik erweitert das Elektronenmikroskop um die vierte Dimension: Ultrakurze Elektronenpulse liefern Serien von Schnappschüssen eines Untersuchungsobjekts – und gewähren bisher ungeahnte Einblicke in extrem schnelle Abläufe im Nanoreich. Erstmals lassen sich so auch Vorgänge im Inneren einer Zelle filmen.
Spitze Elektronenmikroskop

Die kleinsten Bits der Welt

 
86
Memristoren sind elektrische Widerstände mit Gedächtnis. Sie sollen Datenspeicher noch schneller machen – und den Energiehunger von Computern drosseln.

Rezensionen

Gustav Robert Kirchhoff

Gewöhnlich und außergewöhnlich

 
98
Reinhard Breuer über "Gustav Robert Kirchhoff – Das gewöhnliche Leben eines außergewöhnlichen Mannes" von Klaus Hübner
Essbare und giftige Wildpflanzen

Hebt die grünen Bodenschätze!

 
99
Nicole Wedemeyer über "Essbare & giftige Wildpflanzen" von Bruno P. Kremer
Geo-Engineering

Kritik der Klimatechnik

  (kostenfrei)
100
Sven Titz über "Geo-Engineering – Notwendiger Plan B gegen den Klimawandel?" Politische Ökologie, Band 120
Physik macht Urlaub

Stau im Ameisenhügel und Kunst in der Bratpfanne

 
103
Manuela Kuhar über "Physik macht Urlaub" von Bernhard Weingartner

Wissenschaft im Rückblick

Vorschau

Weitere Rubriken

Erbgut bei der Arbeit

Gen-Inventur im Gehirn

  ist PLUS
Wissenschaftler teilen unser Denkorgan in verschiedene Regionen ein, deren Grenzen sie unter anderem an der Bauweise der Nervenzellen festmachen. Eine neue Technik erlaubt es jetzt, die neuronale Architektur noch viel detaillierter darzustellen: Sie zeigt die Aktivität jedes beliebigen Gens – an jeder Stelle des Gehirns.
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