Energie und Klima

Der Nationale Zukunftstag, früher bekannt als Tochtertag, gehört zu den Traditionsanlässen am PSI. Seit diesem Jahr ist der Tag nicht mehr den Mädchen vorbehalten, auch die Jungs sind eingeladen. 40 Mädchen und 50 Knaben begleiteten am Donnerstag, 10. November 2011 ihre Eltern zur Arbeit in die Labors, Experimentierstationen, Werkstätten und Büros. Sie nutzten die Gelegenheit, Vater oder Mutter einmal bei der Arbeit über die Schulter zu schauen.

«swisselectric research award 2011»Kostengünstiger Strom aus Sonnenenergie: Der Maschinenbauingenieur Illias Hischier hat einen Sonnenstrahlempfänger entwickelt, der die aufgenommene Energie über eine Gasturbine für die hocheffiziente Stromerzeugung nutzt. Hischier hat den Empfänger als Doktorand an der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit dem Labor für Solartechnik am Paul Scherrer Institut entwickelt. Er erhält dafür den «swisselectric research award 2011».

Mauro Dell’Ambrogio, Staatssekretär für Bildung und Forschung unterzeichnete heute die Absichtserklärung der Schweiz, sich an der neuen europäischen Neutronenquelle ESS (European Spallation Source) zu beteiligen. Darin bekennt sich die Schweiz zu dem Ziel, die ESS in Lund (Südschweden) zu bauen und verpflichtet sich, am Konzept mitzuarbeiten, in dem der endgültige Plan für die Anlage festgelegt wird. Kurz nach Fertigstellung des Konzepts im Frühjahr 2013 soll die Entscheidung für den Bau der ESS fallen. Die Schweizer Beiträge zur Entwicklung der Anlage werden durch das Paul Scherrer Institut, das langjährige Erfahrung in der Forschung mit Neutronen hat, sowie durch Schweizer Universitäten und die Schweizer Industrie erbracht.

Ein internationales Forschungsteam hat in Experimenten am Paul Scherrer Institut gezeigt, dass der Boden in der Nähe der Wurzel mehr Wasser enthält als weiter weg. Offenbar legen sich die Pflanzen einen kleinen Wasserspeicher an, der ihnen über kürzere Trockenperioden hinweghelfen kann. Die Ergebnisse wurden durch Experimente mit Neutronentomografie möglich.

Mit einem Festakt hat das Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen (AG) heute an das zehnjährige Bestehen ihrer bedeutendsten Grossforschungsanlage erinnert. Seit der Inbetriebnahme im Sommer 2001 haben Tausende von Forschern aus Hochschule und Industrie an der Synchroton Lichtquelle Schweiz (SLS) qualitativ hochwertige Experimente durchgeführt. Ihre Forschung mündete in über 2000 wissenschaftlichen Publikationen und brachte darüber hinaus einen Nobelpreis sowie eine Vielzahl industrieller Anwendungen hervor.

Einem vom PSI geleiteten Forscherteam ist es gelungen, harte Röntgenlaserstrahlung 100'000-fach zu konzentrieren und so an einem Punkt Röntgenstrahlung zu erzeugen, die so intensiv war wie wohl nirgends zuvor. Als Linsen verwendeten die Forscher winzige Ringstrukturen aus Diamant à dem Material, das am besten dem Röntgenlaserlicht standhält. Diese Entwicklung schafft die Voraussetzung für einen Teil der Experimente am SwissFEL, dem geplanten Röntgenlaser des PSI.

Vom Menschen verursachte Aerosole wirken in der Atmosphäre kühlend: Klimaforscher nehmen an, dass sie einen Grossteil des anthropogenen Treibhauseffekts kompensieren. Allerdings müssen sich die Partikel zum Teil in der Atmosphäre erst neu bilden. Diesen bisher kaum untersuchten Prozess nimmt das CLOUD-Experiment am CERN, an dem auch Forscher des Paul Scherrer Instituts beteiligt sind, unter die Lupe. Dabei wurde erstmals ein Teilchenbeschleuniger für die Untersuchung von Vorgängen in der Atmosphäre eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen: die Beschreibungen der Aerosolbildung in Klimamodellen muss revidiert werden.

Das Paul Scherrer Institut hat einen weiteren Meilenstein auf dem Weg zur Realisierung seiner neuen Grossforschungsanlage erreicht.Heute stimmte der Grosse Rat des Kantons Aargau der Anpassung des Richtplans zum Siedlungsgebiet in Würenlingen sowie der Anpassung des Nutzungsplans für das dortige Grundwasserschutzareal zu. Das Paul Scherrer Institut PSI freut sich über diesen wichtigen Entscheid auf dem Weg zur Realisierung seiner neuen Grossforschungsanlage SwissFEL (Schweizer Freie-Elektronen Röntgenlaser).

Der Umbau des Gehirns und der Sinnesorgane dürfte den Erfolg der Wirbeltiere, eines der grossen Rätsel der Evolutionsbiologie, erklären à so die Aussage einer Arbeit, die heute im Wissenschaftsjournal Nature erschienen ist. Die Forschenden konnten das Rätsel durch Untersuchungen des Gehirns eines 400 Millionen Jahre alten versteinerten Fisches à eines evolutionären Bindeglieds zwischen den heute lebenden kiefertragenden Wirbeltieren und den Kieferlosen.

Das Paul Scherrer Institut PSI hat eine neue Methode zur Diagnose von Brustkrebs entwickelt und nun zusammen mit dem Kantonsspital Baden AG erstmals an nicht-konserviertem, menschlichem Gewebe erprobt. Dabei wurde erkannt, dass es mit der neuen Methode möglich sein sollte, Strukturen sichtbar zu machen, die mit der herkömmlichen Mammografie nicht abgebildet werden. Wissenschaftler der Forschungsabteilung des Unternehmens Philips untersuchen derzeit auf Grundlage des vorgestellten Verfahrens den Einsatz in der medizinischen Praxis.

Ob fest, gelartig oder flüssig ist entscheidend: Feinstaubpartikel tragen wesentlich zur Luftverschmutzung bei. Durch Reaktionen mit anderen Luftschadstoffen verändern sich diese Partikel mit der Zeit, sie altern. Der Alterungsprozess hängt wesentlich von der Luftfeuchte ab, und damit auch die Auswirkungen von Feinstaubpartikeln auf unsere Gesundheit und unser Klima. Dies zeigen gemeinsame Versuche von Wissenschaftlern des Paul Scherrer Instituts PSI und des Max-Planck-Instituts für Chemie sowie der Universität Bielefeld in Deutschland.

Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Methode entwickelt, mit der man detaillierte Röntgenbilder von Hirngewebe erstellen kann. Die Methode wurde verwendet, um die Myelinscheide der Nervenfasern sichtbar zu machen. Schäden an der Myelinscheide führen zu verschiedenen Erkrankungen wie etwa Multiple Sklerose. Die Anlage, an der diese Aufnahmen erstellt werden können, wird an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des Schweizer Paul Scherrer Instituts betrieben.

Materialforschung in neuer DimensionViele Materialien haben eine spezielle kristalline Struktur à ihre Atome sind übereinander in Schichten angeordnet. Ein deutsch-schweizerisches Forscherteam hat zum ersten Mal präzise beobachtet, wie die physikalischen Eigenschaften einer Substanz von der Zahl dieser Schichten abhängen. Dass sich die physikalischen Charakteristika nun auch auf diese Weise kontrollieren lassen, eröffnet neue Möglichkeiten, Stoffe zu identifizieren, aus denen die Computerchips der Zukunft gemacht sein könnten.

Fachhochschule und PSI freuen sich über die gemeinsame ArbeitDie Physiklaborantenlernenden Severin Jörg und Mathias Graf vom Paul Scherrer Institut PSI und ihr Berufskollege Thomas Rastija von der NTB Interstaatliche Hochschule für Technik in Buchs (SG) haben eine kleine Box entwickelt, die Geschwindigkeitsexzesse mit dem Auto verhindert. Das mittlerweile patentierte und von „Schweizer Jugend forscht“ mit „hervorragend“ ausgezeichnete Projekt heisst Setomat und ist das Resultat der Berufsmaturitätsarbeit des aufgeweckten Trios.

Für seine Arbeiten zur Erzeugung von Syngas aus Kohlendioxid und Wasser mithilfe konzentrierter Sonnenenergie erhält Aldo Steinfeld, Leiter des Labors für Solartechnik am Paul Scherrer Institut und Professor für Erneuerbare Energieträger an der ETH Zürich, den Golden Idea Award der IDEE-SUISSE, der Schweizerischen Gesellschaft für Ideen- und Innovationsmanagement. Syngas ist eine Vorstufe verschiedener flüssiger Treibstoffe.

Am Anfang des Sehvorgangs steht die Wechselwirkung des Lichts mit dem Protein Rhodopsin. Dieses enthält den eigentlichen Lichtsensor, der angeregt wird, seine Form zu verändern und so den Rest des Vorgangs anzustossen. Forscher haben die Struktur des Rhodopsinmoleküls in dem kurzlebigen angeregten Zustand bestimmt und so ein genaues Bild der ersten Stufe des Sehvorgangs geliefert.

Forschende des Paul Scherrer Instituts haben zusammen mit Kollegen aus China und den USA gezeigt, dass die Klimaerwärmung nicht alleine für die Gletscherschmelze im Himalaya verantwortlich ist. Auch Russ, der auf dem Gletscher abgelagert wird, trägt dazu bei. Der Russ entsteht, wenn Öl oder Holz verbrannt werden; Wind transportiert ihn dann in den Himalaya.