Nacht der Wissenschaft am 29.01.16

Erdbeben? - Die gibt es höchstens in China oder am San Andreas Graben aber nicht im ruhigen Karlsruhe. Doch der Schein trügt: Unsere Fächerstadt liegt mitten im Oberrheingraben - einem der geophysikalisch markantesten Grabensysteme, das entlang der Rheinebene von Basel bis Frankfurt liegt. Hier, direkt unter unseren Füßen, zerbricht die große europäische Kontinentalplatte in viele kleinere Teile. Schiebt man diese „Bruchstücke“ zusammen, hakt und scheppert es unter Umständen gewaltig: Die Erde bebt. Dass dies gar nicht so selten vorkommt und was Afrika damit zu tun habt, ist Inhalt eines unserer Eröffnungsvorträge - wir wünschen euch einen spannungsreichen Abend.

Referent: PD Dr. Joachim Ritter, GPI

„In Vino Veritas“ dürfte den meisten wohl ein Begriff sein, doch was ist noch drin im Wein? Manfred Wilhelm vom ITCP geht dieser Frage auf den Grund - durch NMR-Spektroskopie. So zeigt er unter anderem, wie man einen echten Mouton-Rothschild von Fälschungen unterscheidet. Die Abkürzung steht dabei übrigens für „Nuclear Magnetic Resonance“ (Kernspinresonanzspektroskopie) - aber auch nur nach einem „wönzigen Schlöckchen“ bleiben wir wohl besser bei NMR... und finden sogar heraus, wie gefälscht wurde.

Referent: Prof. Dr. Manfred Wilhelm, ITCP

Elektroautos sind die Zukunft, so die allgemeine Meinung. Dennoch steigt die Anzahl der Elektrofahrzeuge auf unseren Straßen nur langsam an. Doch woran liegt das? Welche Vorteile bieten Elektroautos und welche Hindernisse müssen noch überwunden werden? Martin Doppelbauer gibt einen Überblick über aktuelle und zukünftige Generationen von Elektroautos.

Referent: Prof. Dr.-Ing. Martin Doppelbauer, ETI

Staubstürme entstehen durch starke Winde in den Wüsten der Erde. Dabei werden große Mengen Mineralstaub aufgewirbelt und bilden so den größten Anteil aller Partikel in der Luft. Der Staub wandert über sehr große Strecken und schafft etwa zweimal im Monat den „Sprung“ nach Europa. Hier sorgt er nicht nur für dreckige Fenster und reduzierte Stromerzeugung von Solarzellen, sondern beeinflusst auch unser Wetter und das Weltklima.

Referenten: Prof. Dr. Peter Knippertz & Prof. Dr. Corinna Hoose, IMK-TRO

Die Geschichte der Technik ist keine lineare Erfolgsgeschichte: Aus vielen kreativen Ideen, Innovationen und Technikutopien ist nichts geworden. Der Vortrag gibt einen kurzen Überblick über 200 Jahre Misslungenes und abgebrochene Technikzukünfte – vom Turbinenauto bis zum Stratosphärenkraftwerk, von der Trockenlegung des Mittelmeers bis zum Atomluftschiff. Die Misserfolgsgeschichten sind lehrreich, denn selten haben sie technische Ursachen, oft gesellschaftliche und kulturelle.

Referent: Prof. Dr. Kurt Möser, Institut für Geschichte

Stellt euch vor, ihr wollt ein Fußballspiel schauen und habt dafür nur Fotos zur Verfügung. Geht schlecht? Richtig. Genau vor diesem Problem stehen Forscher bei der Untersuchung komplexer Biomoleküle, die beispielsweise Sauerstoff durch unseren Körper transportieren oder Energie umwandeln (Photosynthese). Mit den zur Verfügung stehenden Momentaufnahmen kann man das dynamische Verhalten der Moleküle kaum nachvollziehen. Um das „Spiel“ wirklich zu verstehen, braucht man ein Video. Und genau das leisten Computersimulationen: Sie können den genauen „Spielverlauf“ der molekularen Vorgänge nachbilden. Der Vortrag gibt einen Einblick in die Möglichkeiten und Grenzen moderner Simulationsmethoden.

Referent: Prof. Dr. Marcus Elstner, IPC

„Herr Doktor, ich hab Grippe, ich brauche Antibiotika“ – ein doppelter Unsinn, den die Ärzte in der kalten Jahreszeit regelmäßig zu hören bekommen: Erstens handelt es sich bei den verschiedenen Erkältungskrankheiten in den seltensten Fällen um eine echte Grippe (zum Glück!), und zweitens wäre diese mit Antibiotika überhaupt nicht wirksam behandelbar.

Nicht mehr mit Antibiotika behandelbar sind heute leider auch einige Krankheiten, die früher problemlos mit einem einfachen Penicillin in den Griff zu bekommen waren; denn durch übermäßigen Einsatz dieser Medikamente in Klinik und Landwirtschaft wie auch unsachgemäße Verwendung durch viele Patienten kommt es verstärkt zur Bildung von Resistenzen.

Herr Rudat gibt einen Einblick, wie die bald stumpfe „Wunderwaffe gegen bakterielle Infektionen“ wieder angespitzt werden soll.

Referent: Dr. Jens Rudat, BLT-TEBI

Wo liegt der Ursprung aller Materie? Um diese Frage zu beantworten, werden wir eine Reise in die Welt der kleinsten Teilchen unternehmen. Das Neutrino ist eines der häufigsten Teilchen im Universum und es durchdringt normale Materie praktisch ohne Wechselwirkung. Die 2015 mit dem Physiknobelpreis ausgezeichnete Entdeckung der Neutrinooszillatinen beweist, dass Neutrinos eine (wenn auch winzige) Masse haben.

Dies hat fundamentale Auswirkungen in der Kosmologie und Elementarteilchenphysik und bringt ein entscheidendes Gleichgewicht ins wanken. Warum dies alles für unsere Existenz (und für Schrödingers Katze) eine entscheidende Rolle spielt, wird in diesem Vortrag erklärt.

Referent: Prof. Dr. Thomas Schwetz-Mangold, IKP

Die Währung in der Wissenschaft ist die Publikation. Ob Online oder Offline, der wissenschaftliche Erfolg wird oft in der Anzahl der Publikationen oder Zitate eigener Veröffentlichungen gemessen. Doch Publizieren ist nicht immer einfach: Weder will man eigene Autorenrechte verschenken, noch fremde klauen und eine Abmahnung riskieren. Trotzdem sollen andere die Möglichkeit haben, eigene Werke zu nutzen. Hier können CC-Lizenzen der Non-Profit Organisation creativecommons.org helfen: Mittlerweile sind über eine Milliarde der kostenlosen Lizenzen vergeben. Wir nutzen sie nicht nur täglich bei Wikipedia, auch die Lizenzierung eigener Werke ist sehr leicht...

Referent: Dr. Hans-Jürgen Göbelbecker, KIT Bibliothek

Lässt man eine Billardkugel auf einem rechteckigen Billardtisch rollen, so beschreibt sie bei manchen Startwinkeln eine periodische Bahn, bei anderen überstreicht sie auf Dauer den gesamten Tisch. Gilt Ähnliches auch, wenn der Billardtisch eine andere Form hat, etwa dreieckig oder achteckig ist? Kann es vorkommen, dass eine Billardbahn sich zwar nicht schließt, aber dennoch gewisse Bereiche des Tisches ausspart? Um solche Fragen beantworten zu können, werden wir im Vortrag Billardtische an Kanten spiegeln und mehrere Kopien des Tisches an ihren Rändern verkleben. Dabei wird sich zum Beispiel herausstellen, dass das Billardspiel auf einem üblichen rechteckigen Tisch eigentlich auf einem Schwimmreifen stattfindet - und dort viel übersichtlicher wird!

Referent: Prof. Dr. Frank Herrlich, IAG

Snowden veröffentlichte, dass viele Computersysteme versteckte Spione enthalten. Wie kann man trotzdem private Daten, Passwörter oder Geschäftsgeheimnisse vertraulich halten? Arnd Weber gibt einen Überblick über technische Lösungen, ökonomische Chancen und politische sowie rechtliche Pfade zum Ziel. Mit seiner Analyse der Crypto-Konflikte will er zeigen, dass das Ziel erreichbar ist.

Mehr Infos zum Projekt

Referent: Dr. Arnd Weber, ITAS

RADAR ist die Abkürzung für „Radio Detection and Ranging“. Obwohl schon 1906 von Christian Hülsmeyer als Idee zur Vermeidung von Schiffskollisionen erfunden, wurden Radare erst im 2. Weltkrieg breit eingesetzt. Heute sind Radare auch aus unserem zivilen Leben nicht mehr wegzudenken (Wettervorhersage, Türöffner, Bahnübergänge) und finden gerade in den letzten Jahren Einzug in neue Anwendungsfelder. Doch wie funktioniert ein Radar? Wie misst man damit Abstände? Und warum brauchen wir Radar bald überall? Antworten auf diese und weitere Fragen rund um die unsichtbaren Wellen erwarten euch!

Referent: Prof. Dr.-Ing. Thomas Zwick, IHE

Die Digital Humanities sind ein transdisziplinäres Forschungsfeld, das verschiedene wissenschaftliche Forschungsansätze integriert. Das Internet und damit verbundene Möglichkeiten sowie die rasante Entwicklung digitaler Medien prägen dieses Forschungsfeld. Ausgehend von gegenstandsorientierter Forschung wird dieser Vortrag zum multimedialen Erlebnis, welches eine künstlerische Subkultur exemplarisch vorstellt und damit verbunden aktuelle Forschungsperspektiven aufzeigt.

Referentin: Canan Hastik, Germanistik

Man nehme eine altmodische Kutsche, drehe das Rad auf der linken Seite der Deichsel schneller als das auf der rechten Seite und schaue was passiert: Die Deichsel verdreht sich und die Kutsche fährt eine Rechtskurve. Nichts anderes macht ein moderner Segway in der Kurve. Obwohl schnell erklärt und altbekannt, ist es nicht einfach, dieses Prinzip auf moderne Elektrofahrzeuge zu übertragen, bietet aber die Möglichkeit, Energie und Komponenten zu sparen. Von der grundsätzlichen Überlegung genauso wie über die zahlreiche Herausforderungen bis zum Fahrzeug-Prototyp erhaltet ihr einen spannenden Einblick in das „e²-Lenk“-Forschungsprojekt. Falls es vorne im Hörsaal an Platz mangelt, steht euch wohl das Modell vom FAST im Weg.

Referent: Dr.-Ing. Michael Frey, FAST

Konzentrierende solarthermische Kraftwerke können einen wichtigen Beitrag zu einem regenerativen Strom-Mix im Energienetz liefern. Zu Zeitpunkten, an denen kein direktes Sonnenlicht zur Verfügung steht, kann der Kraftwerksbetrieb mit Energie aus einem thermischen dem Speicher fortgeführt werden. Somit zeichnen sich diese Kraftwerke gegenüber Wind- und PV-Kraftwerken durch deutlich weniger schwankende Leistungsverläufe aus.

Am KIT wird eine Demonstrationsanlage aufgebaut, in welcher flüssige Metalle als potentielle Wärmeträgerfluide erprobt werden sollen. Diese werden es erlauben, höhere Prozesstemperaturen zu erreichen und den thermischen Wirkungsgrad bei der Absorption der Sonnenstrahlung und bei der Umwandlung in elektrischen Strom der Anlagen zu erhöhen.

Im Vortrag wird ein Überblick über die Funktionsweise konzentrierender solarthermischer Turmkraftwerke gegeben, die Eigenschaften und Vorteile von Flüssigmetallen als Wärmeträgerfluide gegenüber den bisher verwendeten Medien diskutiert und die Demonstrationsanlage am Campus Nord des KIT beschrieben.

Referent: Jonathan Flesch, IKET

Im Katastrophenfall zählt jede Sekunde. Was aber, wenn der Weg für Rettungskräfte unpassierbar oder unmittelbares Eingreifen für den Menschen nicht gefahrlos möglich ist? Das AirQuad ist ein durch vier Elektromotoren betriebener unbemannter Helikopter. Mit seinem geringen Durchmesser (ca. 1m) und seiner Fähigkeit zu schweben ist der am ITE entwickelte Quadrocopter für viele Rettungseinsätze geeignet.

Ob Innenraum oder Außenbereich: Das AirQuad findet sich eigenständig zurecht, plant seinen Weg und kartiert dabei seine Umgebung. Dafür benötigt es eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoren wie Kamera, GPS oder Laserscanner um Störungen auszugleichen, Manöver zu fliegen und Objekte selbstständig zu erkennen.

Als intelligentes System unterstützt er die Rettungskräfte mit wichtigen Informationen aus der Vogelperspektive. Durch Teaming-Verhalten mit einem Bodenroboter und autonomer Umgebungserkundung können Einsätze besser koordiniert und Einsatzkräfte besser geschützt werden. Also zieht eure Köpfe ein und dann heißt es „Bühne frei“ für den AirQuad!

Referenten: Silvia Prophet & Georg Scholz, ITE

Ich möchte den Tisch vom Wohn- ins Esszimmer bringen? Da frage ich mal meinen Hausroboter um Hilfe! Wie kooperieren Mensch und Maschine? Welche Rolle spielt dabei die Regelungstechnik? Und was hat das alles mit einem Segway zu tun? Mehr Infos gibts im Vortrag.

Referent: Prof. Dr. Sören Hohmann, IRS

„Sie haben Krebs“ - diese erschreckende Diagnose trifft etwa jeden dritten Europäer einmal in seinem Leben. Die Chancen auf Heilung sind aber deutlich besser, wenn der Tumor rechtzeitig erkannt und lokalisiert wird. Hierfür erweitert das 3D-USCT-Forschungsprojekt die herkömmliche Ultraschalltechnik in die dritte Dimension - mit Erfolg: Es bietet ein sicheres und günstigeres Verfahren zur Erkennung von Brustkrebs, der häufigsten Krebserkrankung in Deutschland.

Das Team vom IPE setzt dabei nicht nur auf High-Tech aus der Welt der Elektro- und Informationstechnik sowie Informatik sondern auch auf eine völlig neue Finanzierungsmethode: Crowdfunding. Als krönenden Abschluss der diesjährigen Nacht der Wissenschaft erwartet euch ein interdisziplinärer Mix aus Technik, Wirtschaft und Medizin. Dabei kann das erfolgreiche Projekt nicht nur auf zahlreiche Patentanmeldungen sondern auch auf das erfolgreiche Ende der letzten Crowd-Funding Kampagne blicken.

Referent: Michael Zapf, IPE