Nacht der Wissenschaft
16. November 2018

Auf welcher Zeitskala laufen chemische Reaktionen ab? Was ist schnell, was ist ultraschnell? Für die Beschreibung chemischer Reaktionen reichen die Zeitskalen menschlicher Wahrnehmung bei weitem nicht aus. Bis in die 1970er Jahre galt es sogar als unmöglich, den entscheidenden Schritt einer chemischen Reaktion, d. h. den Bindungsbruch und die -neubildung, in Echtzeit zu untersuchen. Man sprach von den „unmessbar schnellen chemischen Reaktionen“. Erst die Entwicklung von Lasern mit Pulsdauern von wenigen billiardstel Sekunden – d. h. 10^-15 Sekunden – erlaubte es, in diesen Bereich vorzudringen. Im Vortrag wird gezeigt, warum die Untersuchung solcher Prozesse für uns relevant ist bzw. was das mit der RGT- (van’t Hoff’sche) Regel, unserer DNS oder dem Sehprozess tun hat.

Referent: Dr. Andreas Unterreiner, IPC

Der Dieselskandal ist weiterhin in aller Munde und laufend kommen neue Details ans Tageslicht. Erste Fahrverbote für Diesel-Fahrzeuge sind ausgesprochen und mehr werden kommen. Der Klimawandel ist nicht nur eine abstrakte Gefahr, die von Wissenschaftlern an die Wand gemalt wird, sondern bereits in der Realität spürbar.

Da stellt sich die Frage, ob Elektroautos unsere Zukunft retten können, oder ob wir doch lieber auf "saubere Dieselmotoren" setzen? Zwar wächst die Flotte von Elektroautos unaufhaltsam, aber in der breiten Masse ist das Thema noch nicht angekommen. Es wird also Zeit für ein erstes Zwischenfazit: Wo stehen wir heute bei der Elektromobilität? Wie geht es in den nächsten Jahren weiter?

Referent: Prof. Dr. Martin Doppelbauer, ETI

Ein Würfel hat 8 Ecken, 12 Kanten und 6 Seiten; das kann jeder nachzählen. Tatsächlich hat jeder Körper mit 8 Ecken und 12 Kanten auch genau 6 Seiten. Aber wie überprüft man solch eine Aussage? --- Die Schweiz hat 5 Nachbarländer; auch das kann jeder nachzählen. Tatsächlich gibt es in jeder Landkarte ein Land mit höchstens 5 Nachbarländern. Aber wie überprüft man solch eine Aussage? --- Überraschenderweise können beide Aussagen mit derselben Tatsache erklärt werden: der Eulerschen Polyederformel! Entdecken Sie diese einfache Formel und ein paar ihrer vielseitigen Anwendungen: Von Rosenkohl bis Ausmalbuch.

Referent: Torsten Ueckerdt, ITI, Algorithmik I

Das Herz jeder anspruchsvollen Computeranwendung sind Algorithmen, die komplexe Berechnungen durchführen. Diese werden mehr und mehr zum Engpass für den weiteren Fortschritt des Informationszeitalters, weil zwei dramatische Entwicklungen zusammentreffen. Einerseits explodieren die zu verarbeitenden Datenmengen (big data). Andererseits stagniert die Leistung von Einzelprozessoren. Wir benötigen also Algorithmen, deren Aufwand mit steigender Datenmenge nur mäßig steigt und die gleichzeitig viele Prozessoren gleichzeitig effektiv einsetzen. Der Vortrag erklärt diese wissenschaftliche Herausforderung und diskutiert skalierbare Algorithmen für zwei Beispielprobleme: Sortieren und Routenplanung.

Referent: Prof. Dr. Peter Sanders, ITI, ALgorithmik II

Über Jahrhunderte hinweg hat sich im Schwarzwald eine spezifische Baukultur entwickelt, die an die örtlichen Rahmenbedingungen wie Klima, Relief, verfügbare Baustoffe und Handwerkstechniken angepasst ist und für die Bewohner und Gäste identitätsstiftend und attraktiv ist.

In ihrer eigentlichen Funktion werden diese Gebäude oft nicht mehr benötigt. Aber auch Kliniken, Kur- und Tourismuseinrichtungen, Fabrikgebäude, Kirchen, Gasthäuser usw. stehen oft leer.

Wie lassen sich neue Nutzungen und Nutzer finden? Wie lassen sich diese Gebäude nicht museal sondern lebendig weiter entwickeln und ins Ortsbild einbinden? Verschiedene praktische Ansätze – auch von Architektur-Studierenden des KIT - werden zur Diskussion gestellt.

Referentin: Prof. Dipl.-Ing. Kerstin Gothe, Architektur

Die Solarzellen der Zukunft sind biegbar, leicht und können in beliebigen Farben und Formen hergestellt werden. Die Solarzellen der Zukunft werden in kostengünstigen Druckprozessen auf Plastikfolien hergestellt und benötigen konkurrenzlos niedrige Herstellungsenergien. Und die Solarzellen der Zukunft sind organisch.

Organische Solarzellen wachsen nicht auf Bäumen - sie werden vielmehr aus organischen Molekülen hergestellt, eine besonders flexible und materialsparende Klasse von Halbleitern. Ihre einzigartigen Eigenschaften ermöglichen vielfältige neue Produkte - von mobilen Anwendungen bis hin zur Integration in Glasfassaden oder Gebäudeoberflächen - die mit klassischen Siliziumsolarzellen nicht realisiert werden können.

Referent: Dr. Alexander Colsmann, LTI

Die 7 Milliarden Menschen, die unseren Planeten bevölkern, leben auf nur ca. 4% der Landmasse. Der Rest der Erdoberfläche ist für uns (so scheint es oft) nicht geeignet: Entweder ist es dort zu heiß, zu kalt, zu trocken, zu hoch gelegen, etc.

Eine interdisziplinäre Gruppe um Prof. Renzo Vallebuona dient als Plattform für Architekturstudenten, um an verschiedenen Fallbeispielen, die Möglichkeiten und Grenzen des Bauens unter extremen klimatischen Bedingungen zu erkunden.

Anhand von einem Projekt in der Saharawüste und einem im Feuerland werden nicht invasive Ansätze erläutert, welche die widrigen Umstände der Umgebung als konkrete Herausforderung auffassen und zur Chance werden lassen, nachhaltig den unaufhaltsamen Bevölkerungswachstum in neu zu erschließenden Regionen aufzufangen.

Referent: Prof. Dipl.-Ing. Renzo Vallebuona, Architektur

Vor 10 Jahren wurde Jaques Tits der Abelpreis - der Nobelpreis der Mathematik - verliehen. Die Jury begründete dies mit seiner einflussreichen Vision, gewisse algebraische Strukturen als Geometrien mit endlich vielen Punkten zu beschreiben.

Im Vortrag kann natürlich nicht das tiefe Werk von Jaques Tits erklärt werden. Aber wir wollen die Frage klären: Wo finden wir solche "Geometrien mit endlich vielen Punkten"? Ausgehend von Euklid und der Malerei Dürers werden wir schließlich ein Gesellschaftspiel zur Klärung der Frage heranziehen.

Referent: Prof. Dr. Roman Sauer, IAG

Wir leben in einer aufregenden Zeit, denn die Digitalisierung verändert unsere Welt grundlegend. Weiter, schneller, höher, aber wohin führt das? Der Begriff „Digital Twin“ ist inzwischen weit verbreitet und wurde schnell zur Technologie der Wahl, um die physische Welt zu virtualisieren. So vielseitig und mächtig digitale Technologien sein mögen, der eigentliche Zweck des „Digital Twin“ bleibt unverändert. Menschen werden damit befähigt, Probleme schnell zu erkennen, zu verstehen und pragmatisch und rasch zu lösen. Der digitale Zwilling bietet uns exzellente Möglichkeiten, das Unerwartete zu hinterfragen und das Beste zu entdecken. Frei nach dem Motto: „Es ist nicht die Technologie, die die Welt verändert, sondern der Art, wie die Menschen sie nutzen.“

Referentin: Prof. Dr. Jivka Ovtcharova, IMI

Wir benutzen die 108 Steine des beliebten Gesellschaftsspiels QWIRKLE und wollen sie - unter Beachtung der üblichen Anlegeregeln - so auslegen, dass jeder Stein an allen vier Seiten einen Nachbarstein hat. Natürlich geht das nicht auf einem flachen Tisch, sondern nur, wenn wir kompliziertere Spielflächen zulassen. Fordern wir noch, dass die Lösung vollständig symmetrisch ist, so erhalten wir eine Fläche "vom Geschlecht 37", die auch im aktuellen Forschungsgebiet der Translationsflächen eine prominente Rolle spielt. Welche, das wird im Vortrag spielerisch erläutert.

Referent: Prof. Dr. Frank Herrlich, IAG

Der Vortrag „Bewerbertraining“ behandelt das Thema nicht wie die meisten Darbietungen rein aus der Sicht des Bewerbers, indem ausschließlich mehr oder weniger gute Tipps für Bewerber gegeben werden, sondern genau umgekehrt, nämlich aus der Sicht des Unternehmens. Durch diesen Perspektivenwechsel erhalten die Teilnehmer neue Eindrücke, einen besseren Blick für das Ganze und können sich damit besser auf ihre originäre Rolle des Bewerbers vorbereiten.

Auf der Basis einer konkreten Ausgangssituation werden die Teilnehmer mithilfe von 6 einfachen ergebnisoffenen Aufgaben durch das Thema geführt. Dabei sollen sie in die Rolle des Arbeitgebers schlüpfen, der aus einer großen Anzahl von Bewerbern auswählen muss und entsprechende Entscheidungen treffen.

Unterstützend werden gute und schlechte Beispiele aus der Praxis gezeigt, anhand derer die Teilnehmer viel erkennen können.

Referent: Gerd Graf, IBAP

Gewitter, begleitet von bizarren Blitzen, lautem Donner und großem Hagel, sind faszinierende Wettersysteme. Gleichzeitig kommt es durch schwere Gewitter immer wieder zu hohen Schäden in Milliardenhöhe. Daher ist es von großem Interesse, besser zu verstehen, wo, wann, wieso und wie häufig Gewitter auftreten. Michael Kunz zeigt in seinem Vortrag, wie und warum Gewitter und Hagel entstehen, welche Möglichkeiten bestehen, diese Ereignisse anhand von Fernerkundungsdaten oder Modelldaten zu identifizieren, und was wir über den Zusammenhang zwischen Gewitter und Klimawandel bisher wissen. Und natürlich wird auch die Frage beantwortet, was Silvester und schwere Gewitter miteinander zu tun haben… (nein, es ist nicht der Versichtungsstoß).

Referent: Prof. Dr. Michael Kunz, IMK-TRO