9. Januar 2025   005/25    Forschung

Forschende suchen Testpersonen für Tinnitus- und Hörverlust-Studie

Oldenburg. Rechtshändige Männer und Frauen im Alter von 50 bis 85 Jahren, die nicht mehr so gut hören, können Forschende der Universität Oldenburg jetzt bei einer Studie unterstützen. Ziel der Untersuchungen ist es, die Zusammenhänge zwischen dem Sprachverstehen, den kognitiven Fähigkeiten und einer Tinnitus-Erkrankung zu verstehen. Personen mit und ohne Tinnitus sind gefragt, an rund dreistündigen Hör-, Sprachverständnis- und Kognitionstests auf dem Campus Haarentor teilzunehmen. Sie erhalten eine Aufwandsentschädigung in Höhe von 12 Euro pro Stunde.

Weitere Informationen erhalten Interessierte von Dr. Stephanie Rosemann unter der Nummer 0441/798-4842 oder per E-Mail an .

8. Januar 2025   004/25    Forschung

Memes, Mashups und Reactionvideos: Oldenburger Musikwissenschaftler forscht zur Netzkultur

VolkswagenStiftung fördert Projekt zu nutzergenerierten Inhalten mit rund 1,2 Millionen Euro

Oldenburg. Wer Soziale Medien wie Instagram, TikTok oder Facebook nutzt, dem begegnen sie täglich: Memes, Mashups und andere Formen von nutzergenerierten Inhalten, die sich auf Musikstücke, Fotos oder Kunstwerke Dritter beziehen. Ob Texte, Bilder, Audio oder Video – die Formate sind ebenso vielfältig wie die kulturellen und politischen Absichten dahinter. Um diese Form von digitaler Kultur besser zu verstehen, erforschen der Musikwissenschaftler Prof. Dr. Mario Dunkel von der Universität Oldenburg sowie der Musikwissenschaftler und Jurist PD Dr. Dr. Frédéric Döhl, Strategiereferent bei der Deutschen Nationalbibliothek, nutzergenerierte Inhalte im Kontext von Musik in Jugendkulturen. Das Projekt mit dem Titel „Digital Cultural Heritage of Our Time“ (DiCHOT) hat eine Laufzeit von fünf Jahren und wird von der VolkswagenStiftung mit rund 1,2 Millionen Euro gefördert.

Die Forschenden setzen sich mit Texten, Videos und Audioinhalten auseinander, die Jugendliche als politische Meinungsäußerung im Kontext von Musikkultur produzieren und in verschiedenen Sozialen Medien veröffentlichen. Anlass für das Forschungsprojekt ist eine Reform des Urheberrechtsgesetzes aus dem Jahr 2021. Seinerzeit stellte der Gesetzgeber klar, dass aus seiner Sicht nutzergenerierte Inhalte als zeitgenössisches digitales Kulturerbe gelten können und die ihnen zugrundeliegenden Bearbeitungen daher genauso erlaubnisfrei möglich sein sollen wie die anschließende Veröffentlichung in Sozialen Medien. Dafür hat er mit der sogenannten Pasticheschranke eine neue Ausnahmeregelung geschaffen.

Im Rahmen des Projektes DiCHOT möchten die Forschenden nun untersuchen, welche Konsequenzen über das Urheberecht hinaus daraus erwachsen, nutzergenierte Inhalte als digitales Kulturerbe unserer Zeit zu begreifen. Ziel ist einerseits, digitale Lehreinheiten für weiterführende Schulen zu entwickeln, um Jugendliche für diesen neuen Blick auf Internetkultur zu sensibilisieren und darüber überhaupt für das, was Kulturerbe ist und wie sich die Vorstellung davon wandelt. Anderseits planen Dunkel und Döhl, ein Netzwerk aufzubauen, zu dem neben Schulen und anderen Bildungseinrichtungen auch die Deutsche Nationalbibliothek und andere Gedächtnisinstitutionen gehören, die sich für die Webarchivierung und die Bewahrung des digitalen kulturellen Erbes einsetzen. Ziel ist es, am Beispiel „nutzergenerierter Inhalte als Jugendkultur“ zu erarbeiten, wie die oft unstete digitale Internetpraxis Sozialer Medien adäquat bewahrt werden kann.

Weblinks

• uol.de/musik

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Mario Dunkel ist seit 2023 Professor für Musikpädagogik mit Schwerpunkt transkulturelle Musikvermittlung am Institut für Musik. Einer seiner Forschungsschwerpunkte sind Themen der Populärkultur, jüngst etwa populistische Inhalte in populärer Musik. Foto: Universität Oldenburg / Daniel Schmidt [Bild herunterladen]

20. Dezember 2024   200/24    Forschung

Forschende der Universität Oldenburg entwickeln klimafreundliche Blumenerde

Torffreie Ersatzstoffe sollen Moore und Klima schützen

Oldenburg. Herkömmliche Blumenerden und andere Gartensubstrate enthalten meist Torf, der aus Mooren gewonnen wird. Der Torfabbau setzt jedoch große Mengen CO2 frei und trägt damit zum Klimawandel bei. Um Moore, die darin vorhandene Artenvielfalt und das Klima zu schützen, entwickeln derzeit Forschende der Universität Oldenburg um Prof. Dr. Michael Wark, Hochschullehrer für Technische Chemie am Institut für Chemie, aus Grünschnitt und anderer Abfallbiomasse Pflanzen- und Hydrokohle, die den Torf künftig ersetzen sollen. Das Projekt mit dem Titel „Torffreie klimafreundliche Pflanzsubstrate aus Hydro- und Pyrolysekohlen“ (TOPKO) läuft noch bis April 2027. Die Universität Oldenburg erhält dafür vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft eine Förderung in Höhe von rund 633.000 Euro. Praxispartner für das Forschungsprojekt der Universität sind das Torfwerk Moorkultur Ramsloh Werner Koch GmbH & Co. KG aus der Gemeinde Saterland und die Floragard Vertriebs-GmbH aus Oldenburg.

Im Rahmen des Projektes setzen die Beteiligten auf eine regionale Kreislaufwirtschaft, bei der die eingesetzten Rohstoffe über die verschiedenen Produktionsschritte hinweg in der Region bleiben. Anstatt übliche Torfersatzstoffe wie Kokosmark und -fasern aus Indien oder Sri Lanka zu importieren, nutzen die Beteiligten lokal verfügbaren Grünschnitt aus der Landschaftspflege und insbesondere aus der extensiven Moorbewirtschaftung wie der Paludikultur, um verschiedene Pflanzen- und Hydrokohlen herzustellen und zu testen. Zur Herstellung von Hydrokohlen eignen sich vor allem flüssige landwirtschaftliche Reststoffe wie Gülle oder Gärreste aus Biogasanlagen; Pyrolyse-Pflanzenkohlen aus Grünschnitt werden ähnlich wie Holzkohle durch Verkohlung erzeugt. Die Kohlen werden dann für die Co-Kompostierung eingesetzt, indem sie mit anderen zu kompostierenden Materialien vermengt werden.

Die dadurch entstehenden Kohle-Kompost-Mischungen werden die Forschenden zunächst in einem Gewächshausversuch unter kontrollierten Bedingungen testen und dabei prüfen, inwiefern sich die torffreien Substrate als Blumenerde eignen. Es folgen Containerversuche mit baumschultypischen Gehölzen, bevor die Co-Kompostierung im großtechnischen Maßstab getestet wird. Die Ergebnisse dienen als Grundlage für die Entwicklung eines marktreifen, torffreien und regionalen Gartensubstrates für den Einsatz in der Landwirtschaft, in Baumschulen sowie im privaten Gartenbau.

Während des Projektes werden die Forschenden mithilfe von Umweltbilanzen die Nachhaltigkeit des Kohlenstoffkreislaufs bewerten. Zudem führen die Projektpartner sozio-ökonomische Untersuchungen durch, um die Reaktion potenzieller Kundinnen und Kunden auf die entwickelten Alternativen und die daraus resultierenden Marktchancen zu ermitteln.

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• uol.de/topko

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Im Projekt TOPKO entwickeln die Forschenden marktreife, torffreie und regionale Gartensubstrate. Diese Studentenblumen (Tagetes patula) sind im Rahmen eines Vorgängerprojektes auf unterschiedlichen Biokohle-Kompost-Mischungen gewachsen. Foto: Michael Röhrdanz [Bild herunterladen]

18. Dezember 2024   199/24    

Jubiläumsjahr brachte Menschen aus Uni, Stadt und Region auf neue Weise zusammen

Präsident und Oberbürgermeister ziehen positive Bilanz

Oldenburg. „Freudig, dankbar und auch ein wenig stolz blicken wir auf ein ganzes Jahr im Zeichen des 50-jährigen Jubiläums der Carl von Ossietzky Universität zurück, in dem wir sehr vielen Menschen unsere Universität auf besondere Art näherbringen und neue Impulse setzen konnten. Diesen Schwung nehmen wir mit ins neue Jahr, in dem wieder große Herausforderungen und Ereignisse auf uns warten.“ Mit diesen Worten zog Universitätspräsident Prof. Dr. Ralph Bruder eine durchweg positive Bilanz zum Abschluss des Jubiläumsjahres, das am 5. Dezember 2023 mit dem 50. Jahrestag der Uni-Gründung begonnen hatte. Seither hatte die Universität mehr als 130 eigens konzipierte Veranstaltungen und zahlreiche Online-Aktionen für die interessierte Öffentlichkeit angeboten. Allein die drei meistbesuchten Veranstaltungen – der KinderCampus, die Entdecker*innentage und die studentische Ausstellung Protestkulturen – verbuchten insgesamt knapp 5.000 Gäste.

Die Universität habe sich anlässlich ihres Geburtstags viel vorgenommen und auch erreicht, betonte Präsident Bruder: „Wir wollten die Universität im Stadtbild und in der Region noch deutlicher sichtbar machen, Interessierte zu uns einladen und mit möglichst vielen Menschen ins Gespräch kommen – sei es über unsere Forschung, unsere Aufgaben in Studium, Lehre und Weiterbildung oder über drängende gesellschaftliche Themen. All dies umzusetzen, ist dem engagierten Projektteam des Jubiläumsjahres gemeinsam mit vielen Kolleg*innen und Studierenden aus meiner Sicht bestens gelungen.“

„Campus Oldenburg“

Die Universität war mit ihren Themen, ihren Menschen und ihrer Campuskultur im Jubiläumsjahr an vielen Orten außerhalb des Campus erlebbar. So lud die studentische Ausstellung „Protest.bewegt.Uni“ in Zusammenarbeit mit dem Stadtmuseum ins Alte Lehrerseminar an der Peterstraße ein, das für die lange Tradition der Oldenburger Lehrkräftebildung steht. Rund 900 Menschen besuchten die Ausstellung. Im gesamten Monat Mai bot ein Pop-up-Store in der Oldenburger Innenstadt zahlreiche Veranstaltungen und Mitmach-Angebote. Wer Lust hatte, konnte bei einem Quizabend im CORE Oldenburg sein Uni-Wissen unter Beweis stellen, in der Lambertikirche und auf dem Wochenmarkt am Alten Rathaus in den Gesang des UniChors einstimmen oder bei „Heimspielen“ in Papenburg, Elsfleth und Ganderkesee Forschende und ihre Arbeit näher kennenlernen. Auf großes Interesse stieß auch das Theaterstück „Eine gute, anständige Sache“ über das Leben und Wirken des Friedensnobelpreisträgers und Uni-Namensgebers Carl von Ossietzky. Das Stück entstand im Auftrag der Universität an der Studierendenwerksbühne Unikum.

Die starke Präsenz in der Stadt kam auch bei Oberbürgermeister Jürgen Krogmann sehr gut an. Sein Fazit: „Offen für neue Wege“ sei als Motto der Universität perfekt gewählt. „Diese Aufgeschlossenheit hat das Programm widergespiegelt“, so Krogmann. „Mut, Kreativität und die Bereitschaft, unkonventionelle Schritte zu gehen, wünsche ich unserer Universität auch in den nächsten Jahren.“ Ihm habe besonders gut der Pop-up-Store als „temporäre Außenstelle in der Innenstadt“ gefallen, zähle doch die Sichtbarkeit der Universität in der Stadt zu den Kernbereichen der gemeinsamen Kooperationsvereinbarung. Krogmann betonte die wichtige Rolle der Universität Oldenburg für die Bildung künftiger Generationen und für die Lösung komplexer Zukunftsfragen. „Bildung, Wissenschaft und Forschung sind das Fundament, auf dem die Zukunftsfähigkeit unserer Gesellschaft und unsere Wirtschaftsstärke beruhen. Davon werden die Stadt Oldenburg und die Region auch künftig enorm profitieren.“

Universität erleben

Wer sich ein genaueres Bild von der Universität machen wollte, konnte das auch bei zahlreichen Veranstaltungen auf dem Campus tun. So gab es allein 40 Führungen, die allesamt schnell ausgebucht waren und insgesamt 600 Menschen „Blicke hinter die Kulissen“ ermöglichten: von der Sammlung Textile Alltagskultur über das Klinische Trainingszentrum bis zum turbulenten Windkanal. Ein absolutes Highlight des Jubiläumsjahres war zudem der KinderCampus im April, der mit Workshops, kindgerechten Vorlesungen im Audimax und einem vielfältigen Rahmenprogramm allein rund 2.500 junge Neugierige und ihre Familien an die Uni zog. Auch die Entdecker*innentage der mathematisch-naturwissenschaftlichen und technischen Fächer erwiesen sich mit etwa 1.500 Teilnehmenden am Standort Wechloy als Publikumsmagnet. Höhepunkte waren auch die Lange Nacht des Hörens, die „Oldenburger Klimatage“, die Jubiläumsausgabe des Science Slam sowie die Eröffnung der Klanginstallation „Brücke in die Zukunft“ am Uhlhornsweg.

Gemeinsam feiern

Besondere Momente der Identifikation boten zudem Veranstaltungen, die in festlichem Rahmen den runden Geburtstag würdigten. Vor allem durch „AUFTAKT“ – dem gemeinsamen Festakt von Uni und Universitätsgesellschaft (UGO) zum Start ins Akademische Jahr, der den offiziellen Start- und Endpunkt der Jubiläums-Feierlichkeiten markierte. Die Festreden von Medizinethikerin Prof. Dr. Alena Buyx und dem Soziologen Prof. Dr. Armin Nassehi begeisterten zusammen mehr als 1.500 Menschen. Großen Anklang fand auch der mit 700 Gästen ausverkaufte Bibliothekstanz, der die Universitätsbibliothek in einen Ballsaal verwandelte, sowie die Beschäftigtenparty mit Live-Musik, Improtheater und vielen Begegnungen aktueller und ehemaliger Uni-Kolleg*innen. Zu einem Open-Air- und Kultur-Festival lud der Allgemeine Studierenden-Ausschuss (AStA) auf den Campus ein.

Menschen und Geschichten online

Auch auf ihren digitalen Kanälen probierte die Universität neue Formate aus – mit Erfolg, denn allein die Gesamtreichweite sämtlicher „50 Jahre UOL“-Posts betrug mehr als 800.000. Auch das eigens eingerichtete Geburtstagsportal stieß auf großes Interesse. Weit mehr als 70.000 Mal wurden die Webseite mit Veranstaltungsankündigungen, vielen Fotogalerien und Informationen zur Universitätsgeschichte aufgerufen. Besonders nachgefragt: Die wöchentlich fortgeschriebene Interview-Reihe „50 Jahre, 50 Menschen“. Sie stellt in Text, Foto und Video vor, wie 50 Menschen in ihren jeweiligen Bereichen die Universität mitgestalten. Nicht minder erfolgreich war die „Throwback“-Reihe, die mit Posts auf den Social Media-Kanälen Instagram, LinkedIn und Facebook an mehr als 30 denkwürdige Momente der Unigeschichte erinnerte. Die Fotos und Texte der Serie werden – ebenso wie das Geburtstagsportal mit seinen Fotogalerien – als Teil der Universitätswebseiten erhalten bleiben.

Unterstützer*innen des Universitätsjubiläums

Die Universität dankt den folgenden Hauptsponsoren, die durch ihr Engagement das Programm zum 50. Geburtstag der Universität Oldenburg ermöglicht haben: Cewe Stiftung & Co. KGaA, EWE AG, Landessparkasse zu Oldenburg, Oldenburgische Landesbank, Stadt Oldenburg und VR-Stiftung der Volksbanken und Raiffeisenbanken in Norddeutschland.

Weitere Unterstützende waren: Arbeitgeberverband Oldenburg e.V., BTC Business Technology Consulting AG, BÜFA GmbH & Co. KG, FAMO GmbH & Co. KG, Der Kleine Kreis e.V., Meyerdierks Immobilien Treuhand- und Verwaltungsgesellschaft mbH, NANU-NANA Einkaufs- und Verwaltungsgesellschaft mbH, Öffentliche Versicherungen Oldenburg, Oldenburgische Industrie- und Handelskammer.

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• uol.de/50jahre

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Ein Jahr lang feierte die Universität Oldenburg ihr 50. Jubiläum mit zahlreichen Aktionen und Veranstaltungen auf dem Campus, in der Stadt und der Region. Foto: Izabella Mitwollen [Bild herunterladen]

Im Hörsaalzentrum der Universität – hier während der „Auftakt“-Veranstaltung festlich beleuchtet – fanden im Jubiläumsjahr viele weitere Großveranstaltungen statt. Foto: Universität Oldenburg / Matthias Knust [Bild herunterladen]

Beim „KinderCampus“ konnten rund 2.500 junge Wissbegierige ihre ersten Erfahrungen mit Wissenschaft und Forschung machen. Neben kindgerechten Vorträgen aus verschiedenen Fachdisziplinen gab es zahlreiche Mitmachangebote. Foto: Universität Oldenburg / Markus Hibbeler [Bild herunterladen]

Einen neuen und ungewöhnlichen Weg ging die Universität mit ihrem Pop-up-Store in der Oldenburger Innenstadt. Einen Monat lang konnten Interessierte sich hier über die Arbeit der Universität, Forschungsprojekte und Studienmöglichkeiten informieren. Zudem gab es Theateraufführungen und Mitmachangebote wie das „Teddybärkrankenhaus“. Foto: Universität Oldenburg / Markus Hibbeler [Bild herunterladen]

Eines des kulturellen Highlights des Jubiläumsjahres war das Theaterstück „Eine gute, anständige Sache“ über das Leben und Wirken Carl von Ossietzkys. Erzählt wurde diese Geschichte aus der Perspektive seiner Tochter Rosalinde, die seit 1991 erste Ehrenbürgerin der Universität war. Foto: Universität Oldenburg / Daniel Schmidt [Bild herunterladen]

16. Dezember 2024   198/24    Forschung

Forschende der Universitätsmedizin wollen Prostata-Operationen noch sicherer machen

Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert Vorhaben mit rund einer Million Euro

Oldenburg. Operationen an der gutartig vergrößerten Prostata effizienter und dabei noch sicherer für Patienten zu machen – daran arbeiten Forschende und Behandelnde der Universitätsmedizin Oldenburg. Mediziner*innen und Forschende der Universitätsklinik für Urologie am Klinikum Oldenburg sowie der Abteilung Assistenzsysteme und Medizintechnik am Department für Versorgungsforschung der Universität Oldenburg kooperieren dabei mit dem Medizingerätehersteller Asclepion Laser Technologies aus Jena und dem Klinischen Innovationszentrum für Medizintechnik Oldenburg (KIZMO). Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben im Rahmen des Programms „Neue Therapieoptionen durch innovative Medizintechnik“ mit rund einer Million Euro, von denen etwa 650.000 Euro an die Universität fließen.

Unter einer gutartig vergrößerten Prostata leiden insbesondere Männer über 50 Jahren, in Deutschland etwa jeder Dritte. Mit fortschreitender Entwicklung kann die Prostata die Harnröhre einengen. Die Folge können Probleme beim Wasserlassen sein, etwa in Form von Startschwierigkeiten, dem Gefühl, dass sich noch Restharn in der Blase befindet, auch einem häufigeren oder verstärkten Harndrang und einem reduzierten Harnstrahl. Besonders dann, wenn Medikamente nicht helfen, raten Ärztinnen und Ärzte zur Operation. Ein modernes minimalinvasives Behandlungsverfahren hierfür ist die Holmium-Laserenukleation der Prostata („HoLEP“). Über die Harnröhre gelangen Operierende mit medizinischen Instrumenten zur vergrößerten Prostata, schälen diese mittels Laser aus und schieben das entfernte Gewebe in die benachbarte Blase. Um die Gewebeteile über die Harnröhre absaugen zu können, müssen sie zunächst in der Blase mit einem sogenannten Morcellator zerkleinert werden. Das Risiko, dabei etwa die Blasenwand zu verletzen oder gelöstes Gewebe zu übersehen, will das interdisziplinäre Team aus Oldenburg und Jena reduzieren und dabei zudem die Effektivität des Verfahrens steigern.

Während Prof. Dr. Friedhelm Wawroschek und Prof. Dr. Alexander Winter von der Uniklinik für Urologie – einem der größten Zentren für die HoLEP in Deutschland – das Vorhaben aus medizinischer Sicht wissenschaftlich begleiten, entwickeln Prof. Dr. Andreas Hein und Dr. Sandra Hellmers aus der Abteilung Assistenzsysteme und Medizintechnik mit ihrem Team technische Verbesserungen der Methode. In enger Abstimmung mit der Uniklinik und zusammen mit Asclepion Laser Technologies arbeiten sie daran, zum Beispiel die Bildgebung zu optimieren, damit Ärztinnen und Ärzte die schwebenden Gewebeteile während der Operation besser erkennen können. Außerdem wollen sie Mechanismen implementieren, die das Zerkleinern der Gewebeteile in der Blase effektiver und sicherer machen, indem sich etwa die Morcellation der Gewebeeigenschaft anpasst. Ergänzend soll ein System entwickelt werden, das es ermöglicht, die Gewebeteile festzuhalten, um ein unkontrolliertes Verspringen in der Blase zu verhindern. Das KIZMO begleitet das Projekt eng, um schon während der dreijährigen Forschungsphase die Weichen dafür zu stellen, dass die Ergebnisse im Anschluss in eine konkrete Produktentwicklung münden und Patienten zugutekommen können.

Mit den Verbesserungen, die die Beteiligten im Projekt OptiPROM (Optimierung der transurethralen Prostata-Morcellation nach Enukleation) anstreben, soll der Eingriff für Patienten sicherer werden und auch schneller durchgeführt werden können, was unter anderem auch zu geringeren Narkosezeiten und geringeren Operationskosten führen würde. Das Projekt läuft bis 2027.

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• uol.de/amt/forschung/projekte/optiprom

12. Dezember 2024   197/24    Hochschulpolitik

Zusammen neue Wege gehen: Akademische Senate der Universitäten Bremen und Oldenburg tagen gemeinsam

Oldenburg. Es ist ein Novum in der Geschichte der beiden Universitäten: Die Akademischen Senate aus Bremen und Oldenburg haben am 11. Dezember zusammen getagt. In der Sitzung, die im Hanse-Wissenschaftskolleg in Delmenhorst stattfand, berieten die Uni-Leitungen mit den Senatsmitgliedern über gemeinsame Zukunftsvorhaben. Das Treffen stand ganz im Zeichen gemeinsamer Zukunftspläne. Sowohl bei der Exzellenzstrategie als auch in der regionalen Zusammenarbeit werden derzeit wichtige Weichen gestellt. Beide Senate stützen diese Entwicklung und sprachen sich einstimmig dafür aus.

„Diese gemeinsame Sitzung war ein gelungener Auftakt und hat ein neues Kapitel in der langen Geschichte der Zusammenarbeit zwischen unseren Universitäten aufgeschlagen“, sagte die Bremer Uni-Rektorin Jutta Günther. „Wir machen uns auf den Weg, exzellente Forschung, Lehre und Transfer mit klaren Zielen – auch für unsere Region – voranzutreiben“, betonte Prof. Dr. Ralph Bruder, Präsident der Universität Oldenburg, anlässlich der Senatssitzung.

Schon seit Jahren sind beide Universitäten allein durch ihre geografische Nähe miteinander verbunden. Sie arbeiten seit langem in Forschung, Lehre und Transfer eng zusammen und teilen aus ihrer Tradition als Reformuniversitäten heraus Werte wie gesellschaftliche Verantwortung und Nachhaltigkeit. In der Forschung existieren enge Kooperationen in wichtigen Zukunftsfeldern, beispielsweise der Meeres-, Polar- und Klimaforschung, der Informatik, Gesundheits- und Energieforschung.

Im Wettbewerb um den Titel Exzellenzuniversität möchten Bremen und Oldenburg gemeinsame Wege gehen: Wenn die Voraussetzungen erfüllt sind, wollen sich die Carl von Ossietzky Universität Oldenburg und die Universität Bremen als Verbund bewerben.

Die Voraussetzungen sind dann gegeben, wenn der Verbund über mindestens drei Exzellenzcluster verfügt. Die Universitäten Bremen und Oldenburg haben zusammengenommen vier Clusteranträge, die sich gerade in der Begutachtung befinden. „Ozeanboden“ (Universität Bremen und Oldenburg) und „Marsperspektive“ (Universität Bremen), sowie „Hearing4all“ (Universität Oldenburg) und „NaviSense“ (Universität Oldenburg). Die Entscheidung, ob die Bewerbungen erfolgreich sind, fällt im Mai 2025.

„Wir sind optimistisch, dass die beiden Universitäten mit ihren Exzellenzclusterbewerbungen Erfolg haben werden. Aber auch unabhängig davon möchten wir unsere Kompetenzen und Potentiale stärker bündeln und künftig noch stärker zusammenrücken, um die Herausforderungen gemeinsam anzugehen“, so Rektorin Jutta Günther.

„Ich bin überzeugt, dass es sich auszahlt, wenn unsere Universitäten künftig noch stärker kooperieren. Das gilt natürlich für unsere Exzellenzcluster, aber auch auf vielen anderen Feldern: von neuen Forschungsschwerpunkten und -infrastrukturen über die Gewinnung kluger Köpfe und enger Kooperationspartner bis hin zu neuen IT-Konzepten für Forschung und Campusleben“, unterstrich Präsident Bruder.

Die Zusammenarbeit zwischen den beiden Universitäten zeigt sich auch im Bereich der Gründungsförderung. Um diese in Bremen und Niedersachsen zu verbinden, wurde im Sommer das Projekt „Lighthouse Northwest“ gestartet. Unter der Federführung der Universitäten Bremen und Oldenburg haben sich neun regionale Hochschulen mit starker Unterstützung der regionalen Wirtschaft zusammengeschlossen. Die Ziele sind ambitioniert: Lighthouse Northwest wird als Startup Factory für die gesamte Region Bremen/Nordwestniedersachsen Startups in der Gründungs- und Wachstumsphase unterstützen. Die Factory stützt sich auf ein breites Bündnis aus exzellenter Wissenschaft an Hochschulen und einer deutschlandweit einmalig hohen Dichte an außeruniversitären Forschungsinstituten, eine agile und innovative Gründungsunterstützung sowie eine traditionell weltoffene Unternehmerschaft.

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• uol.de/exzellenzstrategie
• uol.de/im-profil

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Tagten gemeinsam im Hanse-Wissenschaftskolleg in Delmenhorst, um wichtige Vorhaben voranzubringen: die Senate und Leitungen der Universitäten Oldenburg und Bremen. Foto: Universität Bremen / Annemarie Popp [Bild herunterladen]

12. Dezember 2024   196/24    Forschung

Ein neues Werkzeug zur Kontrolle atomarer Zustände

Forschende manipulieren Helium-Atome mit geformten Laserpulsen in extremem Energiebereich / Oldenburger Physiker an Studie beteiligt

Oldenburg. Einem internationalen Team von Wissenschaftler*innen unter der Leitung von Dr. Lukas Bruder von der Universität Freiburg ist es gelungen, eine neue Methode zu demonstrieren, um Vorgänge auf atomarer Ebene mit Hilfe von extrem kurzen, hochintensiven und sehr energiereichen Laserpulsen zu erforschen und zu kontrollieren. An der Studie, die im Fachjournal Nature veröffentlicht wurde, war auch der Physiker Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt von der Universität Oldenburg beteiligt. Wie die Forschenden schreiben, könnte ihre Methode die Basis bilden, um beispielsweise chemische Reaktionen präziser als bisher untersuchen oder sogar steuern zu können.

Das Team verwendete den Freie-Elektronen-Laser FERMI in Triest, Italien, benannt nach dem italienischen Kernphysiker Enrico Fermi. Die Maschine ist in der Lage, ultrakurze Lichtpulse mit gewaltiger Energie im extrem-ultravioletten (EUV) Bereich des Spektrums zu erzeugen. Den Forschenden gelang es erstmals, in diesem Wellenlängenbereich gezielt Lichtpulse zu formen und damit Helium-Atome zu manipulieren. „Im sichtbaren Bereich des Lichts ist die Technik der Pulsformung bereits seit längerem etabliert. Dass dies nun auch im extremen UV-Bereich gelungen ist, stellt uns ein neues, mächtiges Werkzeug der Quantenkontrolle zur Verfügung“, sagt Wollenhaupt, der an der Universität Oldenburg die Arbeitsgruppe „Ultraschnelle Kohärente Dynamik“ leitet. Unter Quantenkontrolle verstehen Fachleute die Steuerung von Prozessen auf atomarer Ebene, die den seltsamen Gesetzen der Quantenphysik gehorchen.

In ihrem Experiment setzten die Forschenden spezielle EUV-Laserpulse ein, deren Frequenz sich im Verlauf des Signals ändert. Fachleute sprechen von „zwitschernden“ oder „gechirpten“ Pulsen, da vergleichbare akustische Signale dem Gezwitscher von Vögeln ähneln. Mit diesen Pulsen versetzten sie Helium-Atome in kurzlebige Quantenzustände, in denen das Lichtfeld und die Helium-Atome gewissermaßen eine Einheit bilden. Da die Atome des Edelgases Helium besonders stabil sind, waren Laserpulse aus sehr energiereichem Licht nötig, um diese Quantenzustände zu erzeugen. „Man spricht dabei von bekleideten Zuständen, auf Englisch ‚dressed states‘. Sie dauern nur so lange an, wie auch der Laserpuls andauert“, erläutert Wollenhaupt. In diesen Zuständen verschieben sich die Energieniveaus der Elektronen im Atom gegenüber dem ungestörten Zustand und spalten sich zudem in ein sogenanntes Dublett auf. Wie die Forschenden schreiben, gelang es ihnen erstmals, die Form dieses Dubletts durch unterschiedlich gechirpte Laserpulse gezielt zu kontrollieren.

Das aktuelle Experiment baut auf einer Arbeit von einem Team um Wollenhaupt auf, zu jener Zeit noch an der Universität Kassel, die bereits 2006 veröffentlicht worden war. Damals verwendeten die Forschenden Laserpulse im sichtbaren und infraroten Bereich des Lichts, um das entsprechende Dublett in Kalium-Atomen mit gechirpten Pulsen zu kontrollieren. Der Oldenburger Physiker ist Spezialist für Quantenkontrolle mit Hilfe gezielt geformter Laserpulse. Diese Expertise war auch im aktuellen Experiment entscheidend, um gechirpte Laserpulse im EUV-Bereich zur Quantenkontrolle zu verwenden. „Die von uns entwickelte Technik eröffnet ein neues Forschungsfeld“, so Hauptautor Bruder. „Es ergeben sich neue Möglichkeiten, Experimente mit Freie-Elektronen-Lasern deutlich effizienter und selektiver zu machen. Es können neue Einblicke in fundamentale Quantensysteme gewonnen werden, die mit sichtbarem Licht nicht erreichbar sind.“

Neben Wollenhaupt und dem Freiburger Team waren Forschende des Max-Planck-Instituts für Physik komplexer Systeme in Dresden, des Instituts für Photonik und Nanotechnologie in Mailand (Italien), der Universität Innsbruck (Österreich), der Universität Göteborg (Schweden), des Instituts für Materialwissenschaften in Triest, des Nationalen Instituts für Kernphysik in Rom (Italien), des Deutschen Elektronen-Synchrotrons in Hamburg, der Universität Aarhus (Dänemark) und der Universität Hamburg an der Publikation beteiligt.

Originalpublikation: Fabian Richter et al.: “Strong-field quantum control in the extreme ultraviolet using pulse shaping”, Nature 636 (2024), DOI: doi.org/10.1038/s41586-024-08209-y

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• uol.de/ukd

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Experimentierhalle des FERMI-Lasers in Triest. Foto: Elettra Sincrotrone Trieste [Bild herunterladen]

Luftbild des Forschungszentrums. Foto: Elettra Sincrotrone Trieste [Bild herunterladen]

11. Dezember 2024   195/24    

Universität Oldenburg erhält zwei Millionen Euro für weitere energetische Sanierung

Gebäude A 10 auf Campus Haarentor wird runderneuert

Oldenburg. Die Universität Oldenburg lässt im kommenden Jahr eines ihrer ältesten Gebäude energetisch sanieren. Die Gebäudehülle des an der Ammerländer Heerstraße gelegenen viergeschossigen Gebäudes A 10 wird auf den aktuellen Stand der Technik gebracht, um insbesondere den Energieverbrauch zu reduzieren. Die Maßnahme beinhaltet eine neue Dämmung, neue Fenster mit Dreifachverglasung sowie eine Photovoltaikanlage. Das aus dem Jahr 1966 stammende Gebäude wurde zuletzt im Jahr 1980 saniert. Die NBank des Landes Niedersachsen übernimmt etwa die Hälfte der Kosten in Höhe von rund vier Millionen Euro. Die Förderung stammt zu zwei Dritteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und zu einem Drittel aus Mitteln des Landes. Die restliche Summe trägt die Universität selbst.

„Wir gehen davon aus, dass durch die Sanierung der Verbrauch fossiler Energieträger in dem Gebäude um mehr als die Hälfte sinken wird, der CO₂-Ausstoß sogar um fast 60 Prozent“, so Jörg Stahlmann, Vizepräsident für Verwaltung und Finanzen der Universität. „Die Photovoltaikanlage wird eine Kapazität von rund 58.000 Kilowattstunden haben. Den erzeugten Strom wollen wir wie bei den bereits bestehenden Anlagen als Universität vollständig selbst nutzen“, so Stahlmann weiter.

Bei der Maßnahme geht es auch darum, das charakteristische Erscheinungsbild des Altbaus zu bewahren. Deshalb soll eine neue gedämmte Klinkerfassade im Stil des Bestandes direkt vor der bestehenden Fassade entstehen.

Die energetische Sanierung von Gebäuden und die Versorgung durch regenerative Energie sind zwei wichtige Bausteine der Universität auf ihrem Weg, bis 2030 klimaneutral zu sein. Mit Hilfe der Förderung können jetzt auch Photovoltaikelemente an der Fassade umgesetzt werden. Inzwischen erzeugt die Universität mit ihren Photovoltaikanlagen rund eine Million Kilowattstunden klimaneutralen Strom pro Jahr.

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• uol.de/dezernat4/flaechen-und-bauplanung

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Das Gebäude A 10 war schon Bestandteil der früheren Pädagogischen Hochschule, die 1973 zur Universität Oldenburg wurde. Nun wird es für insgesamt vier Millionen Euro energetisch saniert. Foto: Universität Oldenburg / Henning Kulbarsch [Bild herunterladen]

10. Dezember 2024   194/24    Forschung

Internationales Team entdeckt kleinste bislang bekannte Asteroiden zwischen Mars und Jupiter

Oldenburger Student an Veröffentlichung im Fachjournal Nature beteiligt / Methode könnte zu beitragen, potenziell gefährliche Himmelskörper zu identifizieren

Oldenburg. Zwischen den Planeten Mars und Jupiter kreisen Millionen von Asteroiden im sogenannten Hauptgürtel. Bislang hatten die kleinsten Himmelskörper, die Forschende dort ausmachen konnten, einen Durchmesser von etwa einem Kilometer. Jetzt hat ein internationales Team unter Leitung des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA einen Weg gefunden, deutlich kleinere Objekte aufzuspüren. Mit ihrem neuen Ansatz wiesen die Forschenden mehr als hundert zuvor unbekannte Asteroiden mit einem Durchmesser zwischen 10 Metern und mehreren hundert Metern nach. An der Arbeit, die heute in der Fachzeitschrift Nature erschienen ist, war auch der Masterstudent Tobias Hoffmann aus der Abteilung Medizinische Strahlenphysik und Weltraumumgebung der Universität Oldenburg beteiligt. Das Team geht davon aus, dass die neue Methode nützlich sein kann, um Asteroiden zu identifizieren, die der Erde potenziell gefährlich werden können.

„Bislang konnten wir Asteroiden in der Größenordnung von zehn Metern nur erkennen, wenn sie sehr nahe an der Erde vorbeiflogen“, sagt der Hauptautor der Studie, Dr. Artem Burdanov vom MIT. „Jetzt haben wir die Möglichkeit, solche kleinen Asteroiden auch in viel größeren Entfernungen zu erkennen.“ Das sei für den Schutz der Erde vor Einschlägen von entscheidender Bedeutung, da mögliche Gefahren früher entdeckt werden könnten.

Zu den Koautoren der Studie gehören Prof. Dr. Julien de Wit und Prof. Dr. Richard Binzel vom MIT, Forschende weiterer US-Institutionen sowie Astronominnen und Astronomen aus Tschechien, Belgien, Italien und Frankreich. Aus Deutschland waren neben Hoffmann, der mittlerweile ein Traineeprogramm bei der Europäischen Weltraumorganisation ESA absolviert, auch Forschende des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching und des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg beteiligt.

Der Oldenburger Physiker steuerte eine verbesserte Methode zur Größenmessungen von Asteroiden bei, die er in seiner Masterarbeit bei Prof. Dr. Björn Poppe an der Universität Oldenburg entwickelt hatte. Das Verfahren beseitigt systematische Abweichungen bei Helligkeitsmessungen, die Größenbestimmungen von Asteroiden bislang verzerrt hatten. Durch den Vergleich mit bereits bekannten Objekten, deren Größe er in seiner Arbeit genau ermittelt hatte, war es möglich, auch die Durchmesser der neuen Objekte zu überprüfen. Hoffmann stellte das Verfahren kürzlich in einem separaten Artikel in der Zeitschrift Icarus vor. „Wir sind sehr stolz darauf, dass die Arbeiten von Tobias Hoffmann auf so hohem Niveau zum Einsatz kommen und Anerkennung finden“, betont Poppe.  

Der Nachweis der kleinen Asteroiden im Asteroidengürtel war für de Wit und sein Team quasi ein Nebenprodukt ihrer eigentlichen Arbeit. Die MIT-Forschenden konzentrieren sich in erster Linie auf die Erforschung von Exoplaneten, also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Bei der Suche nach diesen fremden Welten müssen die Forschenden die Aufnahmen von Teleskopen häufig von störenden Signalen befreien, die etwa durch Gas, Staub oder größere Objekten verursacht werden, die sich zwischen der Erde und dem Exoplaneten befinden. Zu dem „Rauschen“, das aussortiert wird, gehören auch vorbeiziehende Asteroiden.

„Für die meisten Astronomen sind Asteroiden eher lästig, da sie die Daten beeinträchtigen“, sagt de Wit. Er und Burdanov fingen jedoch bereits vor einigen Jahren an, ihre Daten auch für die Suche nach Asteroiden in unserem eigenen Sonnensystem zu verwenden. Dazu bedienten sie sich einer Bildverarbeitungstechnik, die erstmals in den 1990er-Jahren entwickelt wurde. Bei diesem sogenannten Shift-and-Stack-Verfahren (englisch: verschieben und stapeln) werden mehrere Bilder, die dasselbe Sichtfeld zeigen, verschoben und übereinandergelegt. Koppelt man dies mit modernen Computeralgorithmen zur Suche von beweglichen Objekten in den Bilddaten, werden kleine Himmelskörper sichtbar, die ansonsten im Rauschen untergehen.

In ihrer neuen Studie nutzten die Forschenden Daten des weltweit leistungsstärksten Observatoriums, des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST), das besonders empfindlich für Infrarotlicht ist. Ziel war es, insbesondere nach kleineren Asteroiden zu suchen. Da Asteroiden im infraroten Bereich heller leuchten als im sichtbaren Bereich des Spektrums, sind sie mit dem JWST leichter zu erkennen als mit optischen Teleskopen.

Das Team wandte seinen Ansatz auf JWST-Aufnahmen des Sterns TRAPPIST-1 an, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt ist und dessen Planetensystem de Wit erforscht. Die Daten – rund 10.000 Bilder des Sterns – wurden ursprünglich aufgenommen, um nach Anzeichen dafür zu suchen, dass die inneren Planeten des Systems eine Atmosphäre besitzen. Nun analysierten die Forschenden sie erneut mit dem Shift-and-Stack-Verfahren, um nach Objekten in unserem eigenen Sonnensystem zu suchen, die im Vordergrund der Bilder vorbeifliegen. Auf diese Weise fanden sie zunächst acht bereits bekannte Asteroiden. Eine weitere Analyse förderte 138 neue Asteroiden zu Tage, viele mit einem Durchmesser zwischen zehn und hundert Metern. Es handelt sich um die kleinsten Asteroiden des Hauptgürtels, die bisher entdeckt wurden. Das Team vermutet, dass die Bahnen einiger dieser Asteroiden instabil sind und sie demnächst in der näheren Umgebung der Erde auftauchen könnten. Bei einem anderen Objekt handelt es sich wahrscheinlich um einen sogenannten Trojaner – einen Asteroiden, der auf der gleichen Bahn um die Sonne kreist wie der Planet Jupiter.

„Wir haben viel mehr neue Objekte entdeckt als erwartet, vor allem kleine Asteroiden“, sagt de Wit. Das sei ein Zeichen dafür, dass die Forschenden Zugang zu einem ganz neuen Teil der Asteroidenpopulation erhalten hätten. Das Team nimmt an, dass die kleinen Objekte durch Kaskaden von Kollisionen entstehen, die Asteroiden mit einer Größe von weniger als etwa hundert Metern in viele kleinere Fragmente zertrümmern.

Die Arbeit wurde zum Teil von der Heising-Simons Foundation, der Czech Science Foundation und dem NVIDIA Academic Hardware Grant Program unterstützt.

Originalveröffentlichungen: Artem Burdanov et al.: “JWST sighting of decameter main-belt asteroids and view on meteorite sources”. Nature (2024), dspace.mit.edu/handle/1721.1/157797, DOI: 10.1038/s41586-024-08480-z

Tobias Hoffmann et al: „Debiasing astro-photometric observations with corrections using statistics (DePhOCUS)”, Icarus (2024), doi.org/10.1016/j.icarus.2024.116366  

Weblinks

• uol.de/auw
• uol.de/aktuelles/artikel/weltraumueberwachung-in-wechloy-8858

Bilder

Das James Webb-Weltraumteleskop ist besonders empfindlich für infrarotes Licht. Mit einer neu entwickelten Methode werden selbst kleine Asteroiden im weit entfernten Asteroidengürtel sichtbar. Bild: Ella Maru und Julien de Wit [Bild herunterladen]

Der Physikstudent Tobias Hoffmann (hier mit dem Oldenburger Teleskop GHOST) entwickelte in seiner Masterarbeit eine Methode, um die Größenbestimmung von Asteroiden zu verbessern. Foto: Universität Oldenburg / Daniel Schmidt [Bild herunterladen]

9. Dezember 2024   193/24    Forschung

Was im Ozean passiert, wenn zwei Wirbelstürme zusammenstoßen

Fallstudie untersucht außergewöhnliches Phänomen im Indischen Ozean

Oldenburg. Tropische Wirbelstürme setzen nicht nur Luftmassen in der Atmosphäre in Bewegung, sondern wälzen auch das Wasser in den Meeresgebieten um, über die sie hinwegziehen. Wenn zwei Wirbelstürme aufeinandertreffen und verschmelzen, können sich diese Wechselwirkungen deutlich intensivieren, berichten Prof. Dr. Oliver Wurl und Dr. Jens Meyerjürgens von der Universität Oldenburg in der Fachzeitschrift „Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography“. Die beiden Forscher hatten das Zusammentreffen der beiden vergleichsweise schwachen tropischen Wirbelstürme Seroja und Odette 2021 im Indischen Ozean analysiert und festgestellt, dass dabei Effekte auftraten, die sonst nur bei deutlich stärkeren Zyklonen zu beobachten sind. Da sich die Häufigkeit und Intensität tropischer Wirbelstürme im Zuge der globalen Erwärmung erhöht, könne es in Zukunft häufiger zu solchen Zusammentreffen kommen – und damit zu extremeren Wechselwirkungen zwischen Luft und Meer, so die Schlussfolgerung der Studie.

Die beiden tropischen Wirbelstürme Seroja und Odette begegneten sich im April 2021 nordwestlich von Australien. Um herauszufinden, welche Auswirkungen dieses ungewöhnliche Rendezvous auf das Meer hatte, kombinierten Wurl und Meyerjürgens Satellitendaten und Messungen autonomer Bojen mit numerischen Modellrechnungen. So erhielten die Forscher etwa Informationen über Salzgehalt und Wassertemperatur zwischen der Meeresoberfläche und Tiefen von bis zu 2.000 Meter. Zusätzlich zu diesen Daten nutzten sie Strömungsgeschwindigkeiten aus Modellrechnungen.

Die Begegnung der beiden Stürme zog sich über etwa eine Woche hin. Die beiden näherten sich am 6. April bis auf eine Distanz von rund 1.600 Kilometern an. „Seroja brachte den kleineren Wirbelsturm Odette erst zum Stillstand und vereinigte sich drei Tage später mit ihm“, berichtet Wurl, der am Institut für Chemie und Biologie des Meeres der Universität Oldenburg am Standort Wilhelmshaven die Forschungsgruppe „Prozesse und Sensorik mariner Grenzflächen“ leitet. Das Zusammentreffen führte anschließend dazu, dass der Tropensturm Seroja seine Richtung am 9. April abrupt um 90 Grad änderte. „Diese Kette von Ereignissen hat nicht nur das Wettergeschehen beeinflusst, sondern auch eine bislang unbekannte Wechselwirkung mit dem darunterliegenden Ozean ausgelöst“, erläutert der Forscher.

Die Analyse ergab, dass die Temperaturen an der Meeresoberfläche als Nachwirkung des Sturms um drei Grad Celsius sanken und das Wasser bis zu einer Tiefe von 200 Metern durchmischt wurde. Die Abkühlung sei „außergewöhnlich hoch“ im Verhältnis zur Sturmintensität, schreiben die Forscher. Der Wirbelsturm erreichte am 11. April, also nach der Vereinigung, die höchsten Windgeschwindigkeiten von etwa 130 Kilometern pro Stunde, was Stufe 1 der Hurrikan-Skala entspricht. Die beobachtete Abkühlung und die Tiefe der Durchmischung lagen hingegen in einer Größenordnung, die bei Hurrikans der Stufe 4 oder 5 beobachtet wurden.

Besonders bemerkenswert war es aus Sicht von Wurl und Meyerjürgens, wie stark der Sturm das Meerwasser in Wallung brachte: Das Tiefenwasser stieg zeitweise mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30 Metern pro Tag nach oben. Zum Vergleich: Gewöhnlich liegt die Strömungsgeschwindigkeit des Meerwassers in vertikaler Richtung nur bei ein bis fünf Metern pro Tag. Im konkreten Fall war vor der Verschmelzung der Stürme eher eine Abwärtsbewegung zu beobachten. „Dank Satellitentechnologie und autonomer Tiefseebojen konnten wir nachweisen, wie durch die Rotation der Wirbelstürme kaltes Wasser aus den Tiefen des Ozeans an die Oberfläche befördert wird“, so Meereswissenschaftler Meyerjürgens.

Zwar begegnen sich tropische Wirbelstürme während ihrer ein- bis zweiwöchigen Lebensdauer bislang vergleichsweise selten. Klimamodellen zufolge könnte die Zahl und Stärke von tropischen Stürmen durch die globale Erwärmung jedoch zunehmen – und damit die Wahrscheinlichkeit, dass auch einmal ausgewachsene Wirbelstürme von Hurrikan-Stärke zusammenstoßen. Dies könnte „die extremsten Wechselwirkungen zwischen dem Ozean und der Atmosphäre“ mit sich bringen, schreiben die Autoren. Dass sich die Wege eines Sturms durch eine Verschmelzung abrupt ändern können, erschwere zudem die Vorhersage der Sturmverläufe.

Eine weitere wichtige Folge: „Durch die Wechselwirkung eines Wirbelsturms mit dem Ozean und das Hochströmen von kalten Tiefenwasser nimmt der Ozean zusätzliche Wärme aus der Luft auf und transportiert sie anschließend in höhere Breitengrade – ein entscheidender Prozess, der das Klima weltweit beeinflusst“, erläutert Wurl. Zusätzlich verwandeln Wirbelstürme die thermische Energie auch in mechanische Energie, die sie während ihrer Bewegung ebenfalls in höhere Breitengrade transportieren. Die beiden Forscher sind im kommenden Jahr an einer Expedition mit dem Forschungsschiff METEOR im Mittelmeer und subtropischen Atlantik beteiligt, auf der sie diese Wechselwirkungen und den Zusammenhang mit Extremwetterereignissen näher untersuchen wollen. 

Originalveröffentlichung: Oliver Wurl, Jens Meyerjürgens: „Intense cooling of the upper ocean with the merging of tropical cyclones: a case study in the southeastern Indian Ocean.“ Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography, doi.org/10.16993/tellusa.4083

Weblinks

• uol.de/icbm/prozesse-und-sensorik-mariner-grenzflaechen

Bilder

Der tropische Wirbelsturm Odette traf am 9. April 2021 auf den südlich gelegenen Wirbelsturm Seroja und verschmolz später mit ihm. Die Aufnahme wurde vom P-Tree System der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) zur Verfügung gestellt (abrufbar unter www.eorc.jaxa.jp/ptree/index.html). Bild: JAXA P-Tree System [Bild herunterladen]

9. Dezember 2024   192/24    Forschung

Wüstenameisen nutzen Polarität des Erdmagnetfeldes zur Navigation

Mechanismus der Magnetwahrnehmung unterscheidet sich vermutlich von dem anderer Insekten

Oldenburg. Wüstenameisen der Art Cataglyphis nodus orientieren sich mit Hilfe des Erdmagnetfeldes. Die kleinen Krabbler verlassen sich dabei jedoch auf eine andere Komponente des Magnetfeldes als andere Insekten, berichtet ein Forschungsteam um Dr. Pauline Fleischmann von der Universität Oldenburg in der Zeitschrift Current Biology. Das deute darauf hin, dass die Ameisen einen anderen Mechanismus zur Magnetwahrnehmung einsetzen als die meisten bisher untersuchten Insekten, etwa die berühmten Monarchfalter. Die Forschenden vermuten, dass der Magnetsinn der Wüstenameisen auf winzigen magnetischen Partikeln beruht, etwa aus dem Eisenoxidmineral Magnetit.

Wie der Magnetsinn von Tieren genau funktioniert und welcher physikalische Mechanismus ihm zugrunde liegt, wird in Fachkreisen nach wie vor stark diskutiert. Zum einen steht ein lichtabhängiger Quanteneffekt zur Debatte, der sogenannte Radikalpaarmechanismus. Er wird wahrscheinlich von kleinen Singvögeln und womöglich auch von anderen Insekten wie den Monarchfaltern verwendet. Viele Indizien für einen solchen quantenbasierten Magnetsinn von Singvögeln hat der Sonderforschungsbereich „Magnetrezeption und Navigation von Vertebraten“ zusammengetragen, der an der Universität Oldenburg durch den Biologen Prof. Dr. Henrik Mouritsen koordiniert wird.

Zum anderen könnte die Sinneswahrnehmung bei manchen Tieren auf winzigen magnetischen Partikeln beruhen, die sich in Sinnes- oder Nervenzellen befinden und sich dort ähnlich wie eine Kompassnadel nach Norden ausrichten. Mittlerweile deutet einiges darauf hin, dass in der Natur beide Formen des Magnetsinns vorkommen. Tauben, Fledermäuse oder Meeresschildkröten etwa scheinen magnetische Partikel nutzen, um das Magnetfeld zu erspüren.

Da die vermuteten Magnetsinne auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien beruhen, lassen sich Verhaltensexperimente konstruieren, um herauszufinden, welches Tier welchen Mechanismus nutzt. So wird angenommen, dass Tiere mit partikelbasiertem Sinn empfindlich für die Nord-Süd-Richtung des Magnetfeldes sind, die sogenannte Polarität, während sich diejenigen, die sich auf den Radikalpaarmechanismus verlassen, die Inklination wahrnehmen, also den Winkel zwischen den gedachten Linien des Erdmagnetfeldes und der Erdoberfläche.

Um Indizien dafür zu finden, wie der Magnetsinn von Wüstenameisen funktioniert, untersuchte Fleischmann gemeinsam mit Dr. Robin Grob (inzwischen an der Technisch-Naturwissenschaftlichen Universität Norwegens in Trondheim), Johanna Wegmann und Prof. Dr. Wolfgang Rössler von der Universität Würzburg, welche Komponente des Erdmagnetfeldes diese rund einen Zentimeter großen Tiere wahrnehmen können – Inklination oder Polarität. Das Team hatte 2018 während des Promotionsprojekts der Forscherin an der Universität Würzburg erstmals festgestellt, dass Wüstenameisen über einen Magnetsinn verfügen. Seit 2022 gehört Fleischmann dem Oldenburger SFB als Research Fellow an.

Für die aktuelle Studie setzten die Forschenden die Ameisen einer Kolonie in Griechenland unterschiedlichen manipulierten Magnetfeldern aus. Sie bauten dafür Helmholtzspulen über dem Nesteingang auf und leiteten Ameisen, die aus dem Nest herauskamen, durch einen Tunnel zu einer Experimentierplattform in der Mitte der Spulen. Dort filmte das Team sie bei sogenannten Lernläufen. Dabei handelt es sich um eine Verhaltensweise, die Wüstenameisen zeigen, wenn sie das allererste Mal ihr Nest verlassen. Fleischmann hatte in ihrem Promotionsprojekt festgestellt, dass die Ameisen das Erdmagnetfeld nutzen, um sich während der Lernläufe die Richtung des Nesteingangs einzuprägen: Sie unterbrechen ihre Bewegung immer wieder, um kurz anzuhalten und dabei in Richtung des Nesteingangs zu schauen. Die Forschenden nehmen an, dass sie dabei mit Hilfe des Magnetfelds ihr visuelles Gedächtnis trainieren. Darauf deuten Ergebnisse zur Gehirnentwicklung hin, die das Team kürzlich im Fachjournal PNAS veröffentlichte.

In der aktuellen Studie setzten die Forschenden die Ameisen künstlichen Magnetfeldern aus, die in eine andere Richtung als das natürliche Erdmagnetfeld zeigten. Das Ergebnis: Veränderte das Team lediglich die senkrechte Komponente des Feldes und damit die Inklination, hatte dies keine Auswirkungen auf die Blickrichtung der Ameisen: Sie schauten bei den Lernläufen nach wie vor zur Position des Nesteingangs. War jedoch die Polarität des Feldes, also die Nord-Süd-Ausrichtung, um 180 Grad gedreht, vermuteten die Ameisen den Nesteingang an einer ganz anderen Stelle.

Die Forschenden schließen daraus, dass die Ameisen anders als Monarchfalter oder Singvögel die Inklination des Erdmagnetfeldes nicht verwenden, welche wahrscheinlich vor allem bei Langstreckenwanderungen nützlich ist. Stattdessen verwenden sie die Polarität des Feldes, um sich bei ihren Lernläufen zu orientieren. „Diese Art von Kompass ist besonders nützlich für die Orientierung über vergleichsweise kurze Distanzen“, betont Fleischmann.

Die Wüstenameisen sind schon seit längerem für ihr ausgezeichnetes Orientierungsvermögen bekannt: Sie leben in eintönigen Salzpfannen in der nordafrikanischen Sahara oder in Pinienwäldern in Griechenland und entfernen sich bei der Futtersuche manchmal Hunderte von Metern von ihrem Nest. Wenn sie etwas Essbares gefunden haben, kehren sie auf geradem Weg zum Nesteingang zurück. Die Erkenntnis, dass Ameisen, die gemeinsam mit Bienen und Wespen zur Ordnung der Hautflügler zählen, einen anderen Mechanismus zur Magnetwahrnehmung nutzen als Vertreter anderer Insektenordnungen wie Schmetterlinge oder Kakerlaken, eröffne außerdem neue Wege, um die Evolution dieser besonderen Sinneswahrnehmung im Tierreich zu erforschen.

Originalveröffentlichung: Robin Grob, Johanna Wegmann, Wolfgang Rössler und Pauline Fleischmann: „Cataglyphis ants have a polarity-sensitive magnetic compass“, Current Biology (2024), doi.org/10.1016/j.cub.2024.11.012

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• uol.de/ibu/neurosensorik

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Bei Feldexperimenten in Griechenland bauten die Forschenden eine 3D-Helmholtzspule über einem Ameisennest auf und manipulierten damit das Magnetfeld. Ameisen, die aus dem Nest herauskamen, erreichten durch einen Tunnel eine Experimentierplattform in der Mitte der Spulen. Dort filmte das Team sie bei sogenannten Lernläufen. Foto: Robin Grob [Bild herunterladen]

Wüstenameisen der Art Cataglyphis nodus orientieren sich mit Hilfe des Erdmagnetfeldes. Foto: Robin Grob [Bild herunterladen]

3. Dezember 2024   191/24    Forschung

Neuartige Quantenmaterialien im Fokus

Hochkarätige EU-Förderung für Oldenburger Physiker Christian Schneider

Oldenburg. Eine neuartige Klasse extrem dünner Materialien und ihre ungewöhnlichen Eigenschaften steht im Mittelpunkt eines jetzt bewilligten Forschungsvorhabens an der Universität Oldenburg. Der Physiker Prof. Dr. Christian Schneider erhält über fünf Jahre eine hochkarätige Förderung des Europäischen Forschungsrates (European Research Council, ERC) in Höhe von insgesamt rund zwei Millionen Euro für sein Projekt „Dual Twist“. Gemeinsam mit seinem Team will er spezielle Versuchsanordnungen entwickeln, um die besonderen Eigenschaften der untersuchten Materialien mit Hilfe von Licht aufzuklären und so ihre Anwendung in neuartigen Quantentechnologien vorzubereiten. Der ERC Consolidator Grant soll exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Europa bei innovativer Forschung unterstützen und ihre wissenschaftliche Unabhängigkeit festigen. Von 2313 Anträgen wählte der ERC jetzt 328 Projekte zur Förderung aus, davon 67 in Deutschland.

„Christian Schneider ist ein herausragender Forscher, den der Europäische Forschungsrat bereits zuvor mit einem Starting Grant ausgezeichnet hat. Dass er nun erneut eine hochkarätige europäische Förderung erhält, ist eine hohe Anerkennung seiner Leistungen und gleichzeitig auch ein Beleg dafür, dass das Oldenburger Institut für Physik mit seinen Möglichkeiten zur Untersuchung komplexer Quantenphänomenen hervorragend aufgestellt ist“, erklärt Universitätspräsident Prof. Dr. Ralph Bruder.

Im Mittelpunkt des neuen Vorhabens stehen sogenannte zweidimensionale Materialien (2D-Materialien). Dabei handelt es sich um Festkörper, die oft weniger als einen Milliardstel Meter (Nanometer) dick sind und nur aus wenigen Atomlagen bestehen. „In diesen Materialien ändern sich grundlegende physikalische Eigenschaften wie etwa die elektrische Leitfähigkeit gegenüber massiven Festkörpern, gleichzeitig lassen sich interessante Quantenphänomene beobachten“, erklärt Schneider, der an der Universität Oldenburg die Arbeitsgruppe „Quantenmaterialien“ leitet. 2021 war es seinem Team gelungen, 2D-Materialien sowohl bei extrem niedrigen Temperaturen als auch bei Raumtemperatur dazu zu bringen, kohärentes Laserlicht auszusenden – ein Durchbruch, der als Basis für die Entwicklung zukünftiger vielfältig einsetzbarer Nanolaser dienen könnte. Im Projekt „Dual Twist“ will Schneider mit seinem Team nun Doppelschichten solcher 2D-Materialien untersuchen, die noch deutlich mehr Möglichkeiten bieten als einlagige Kristalle.

In den letzten Jahren hat sich herausgestellt, dass sich die optischen, mechanischen und elektronischen Eigenschaften der zweilagigen Strukturen sehr stark dadurch verändern lassen, dass man deren Kristallgitter gegeneinander verdreht. Ein bereits gut untersuchtes Beispiel dafür ist Graphen, eine besondere Form des Kohlenstoffs. Graphen besteht aus einer einzigen Lage von Atomen, die in Sechsecken angeordnet sind. Legt man zwei dieser Wabenmuster übereinander und verdreht diese leicht gegeneinander, entstehen interessante Muster, sogenannte Moiré-Strukturen. Diese Muster wiederum beeinflussen das Verhalten der Elektronen im Graphen tiefgreifend: Das eigentlich elektrisch leitfähige Material lässt sich durch gezieltes Verdrehen der Schichten in einen elektrischen Isolator verwandeln, in dem sich Elektronen nicht mehr bewegen können, oder auch in einen Supraleiter, in dem die Elektronen ohne Widerstand fließen. Das noch relativ junge Forschungsgebiet ist als „Twistronik“ bekannt.

Schneider interessiert sich vor allem für die optischen Eigenschaften der verdrehten Doppelschichten. Für die Untersuchungen im neuen Projekt wollen er und sein Team spezielle Halbleitermaterialien präparieren, mit denen sie bereits in der Vergangenheit Erfahrungen gesammelt haben. Die Proben platzieren die Forschenden zwischen zwei eng beieinanderliegenden Schichten aus anderen Materialien, die Lichtteilchen wie ein Spiegel reflektieren. „Diese Struktur ist so etwas wie ein Käfig für Licht“, erläutert Schneider. Fachleute sprechen von einer „Mikrokavität“. In dieser speziellen Anordnung wollen die Forschenden die 2D-Materialien zum Beispiel bei extrem niedrigen Temperaturen oder hohen Magnetfeldern so anregen, dass besondere Quantenzustände entstehen, die beispielsweise in neuartigen Anwendungen wie Quantencomputern oder der Quantenkommunikation zum Einsatz kommen könnten.

Ein weiterer Plan des Teams besteht darin, die Eigenschaften der untersuchten Materialien mit Hilfe einer speziellen Simulationstechnik zu untersuchen. „In der Festkörperphysik kann man oft nur indirekte Belege dafür finden, wie sich beispielsweise die Elektronen in einem Material unter bestimmten Bedingungen verhalten“, erläutert Schneider eine Schwierigkeit seines Fachgebiets. Die untersuchten 2D-Materialien seien außerdem zu komplex, um ihre Eigenschaften mit modernen Modellierungsmethoden zu bestimmen. Die Forschenden wollen daher einen sogenannten Quantensimulator bauen. Dabei bilden sie die untersuchten Materialien mit Hilfe von Lichtteilchen nach, die sie in Mikrokavitäten einsperren. „Weil die physikalischen Gleichungen, die das Verhalten von Atomen beschreiben, jenen ähneln, die das Verhalten von Licht beschreiben, ist es möglich, analoge Strukturen zu erzeugen“, berichtet Schneider. Der Trick dabei: In diesen aus Lichtteilchen simulierten Systemen ist es möglich, direkt unter dem Mikroskop zu sehen, welche Quantenzustände entstehen und wie verschiedene Teilchen miteinander wechselwirken. Dies soll es ermöglichen, in den echten Materialien gezielt die interessantesten Konstellationen zu finden – und bislang schwer zu kontrollierende Quantenzustände zu zähmen und schlussendlich einen Einsatz in den Quantentechnologien zu ermöglichen.    

Christian Schneider ist seit 2020 Professor für Quantenmaterialien am Oldenburger Institut für Physik. Zuvor leitete er eine Arbeitsgruppe an der Universität Würzburg, wo er 2016 für sein Projekt „unlimit2D“ einen Starting Grant des ERC in Höhe von 1,5 Millionen Euro erhielt.

Weblinks

• uol.de/quantenmaterialien

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Die Arbeitsgruppe Quantenmaterialien beobachtet in ihren Laboren ungewöhnliche Wechselwirkungen von Licht mit Festkörpern. Foto: Universität Oldenburg / Daniel Schmidt [Bild herunterladen]

Christian Schneider ist seit 2020 Professor für Quantenmaterialien am Oldenburger Institut für Physik. Foto: Universität Oldenburg / Daniel Schmidt [Bild herunterladen]