Grundlagen der Natur

Zahlreiche Prozesse in unserem Körper wie das Sehen, Riechen oder Schmecken werden durch eine wichtige Familie von Sensoren auf der Oberfläche von Zellen bewerkstelligt, die man G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR) nennt. Forscher haben nun die bislang bekannten räumlichen Strukturen von GPC-Rezeptoren verglichen und ein stabilisierendes Gerüst von feinen Verstrebungen entdeckt, das charakteristisch ist für die Architektur der gesamten GPCR-Familie. Das Wissen um diese im Lauf der Evolution konservierten Baumerkmale kann für die Entwicklung neuer Medikamente von erheblichem Nutzen sein.

Anfangs 2013 erfolgte die Gründung des Instituts für Biomasse und Ressourceneffizienz durch die beiden Institutionen PSI und FHNW. Dieses Institut will schweizweit erstmalig die Ressourceneffizienz gleichzeitig von der Energie- und der Stoffseite angehen und damit einen wesentlichen Beitrag zur „Energiestrategie 2050“ des Bundes leisten. Der Fokus liegt auf der nachhaltigen Biomasse-Nutzung.

Wissenschaftler des Paul Scherrer Instituts haben zusammen mit chinesischen und deutschen Forscherkollegen neue Erkenntnisse zu einer Klasse von Hochtemperatur-Supraleitern gewonnen. Die experimentellen Ergebnisse aus der Grundlagenforschung deuten darauf hin, dass magnetische Wechselwirkungen für das Phänomen der Hochtemperatur-Supraleitung von zentraler Bedeutung sind. Dieses Wissen könnte in Zukunft dazu beitragen, Supraleiter mit besseren technischen Eigenschaften zu entwickeln.

Mit der ARGE EquiFEL Suisse hat ein Konsortium aus drei Schweizer Traditionsunternehmungen den Zuschlag als Totalunternehmer für die Errichtung des Gebäudes und der Bereitstellung der technischen Infrastruktur für den SwissFEL erhalten. Gestern Abend fand die Unterzeichnung des Totalunternehmer-Werkvertrags zwischen dem Paul Scherrer Institut PSI und der Arbeitsgemeinschaft statt.

Mit Röntgenstrahlen kann die Nanostruktur von so unterschiedlichen Objekten untersucht werden, wie einzelne Zellen oder magnetische Datenträger. Hochauflösende Bilder sind jedoch nur möglich, wenn sowohl Mikroskop als auch das Untersuchungsobjekt extrem stabil sind. Forscher der TU München des PSI zeigten nun, wie man diese Bedingungen lockern kann, ohne die Bildqualität zu beeinträchtigen. Auch hochdynamische Systeme, wie z.B. magnetische Fluktuationen, die die Lebensdauer von Daten auf Festplatten einschränken, können mit der neuen Methodik untersucht werden.

Forscher des Paul Scherrer Instituts und des Indian Institute of Science Education and Research haben in einer Anordnung magnetischer Moleküle gezielt den Magnetismus in jedem zweiten Molekül „abschalten“ können, so dass ein magnetisches Schachbrettmuster entstand. Darin konnten die Forscher gezielt den Quantenzustand eines Teils der Moleküle manipulieren. Die Möglichkeit, die Zustände einzelner Quantenobjekte gezielt zu verändern, ist eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von Quantencomputern.

Ein internationales Forscherteam hat mittels Laserspektroskopie an exotischem Wasserstoff den unerwartet kleinen Wert für den Protonenradius bestätigt. Die Experimente wurden am PSI durchgeführt. Das PSI erzeugt als einziges Forschungszentrum weltweit ausreichend viele Myonen für die Herstellung der exotischen Wasserstoffatome aus Proton und Myon.

Ein internationales Forschungsteam hat mit grosser Genauigkeit bestimmt, wie das Proton an der schwachen Wechselwirkung à einer der vier fundamentalen Kräfte der Natur à teilhat. Die Ergebnisse bestätigen die theoretischen Voraussagen des Standardmodells der Teilchenphysik. In dem Experiment wurde beobachtet, mit welcher Wahrscheinlichkeit Myonen von Protonen eingefangen werden à ein Prozess, der von der schwachen Wechselwirkung bestimmt wird. Das Experiment wurde am Paul Scherrer Institut PSI durchgeführt, dem einzigen Ort weltweit, an dem genügend Myonen zur Verfügung stehen.

Die unter dem Schlagwort „Chemotherapie“ verwendeten Krebsmedikamente hindern Zellen daran sich zu teilen. Da sich die Zellen in einem wachsenden Tumor häufiger teilen als andere, werden Tumorzellen besonders stark geschädigt. Forscher des Paul Scherrer Instituts und der ETH Zürich haben nun für eine Klasse solcher Medikamente den genauen Wirkmechanismus aufgeklärt. Die gewonnenen Informationen sind so exakt, dass man nun gezielt Medikamente entwickeln könnte, die noch besser an ihre Aufgabe angepasst sind.

Bislang war umstritten ob die frühesten Wirbeltiere, die Kiefer hatten, schon Zähne besassen oder nicht. Nun hat ein international zusammengesetztes Forschungsteam gezeigt, dass der urzeitliche Fisch Compagopiscis bereits Zähne hatte. Das deutet darauf hin, dass Zähne in der Evolution gemeinsam mit den Kiefern entstanden sind à oder zumindest kurz danach. Federführend bei dem Projekt waren Forscher der Universität Bristol (England), die entscheidenden Untersuchungen sind an der SLS durchgeführt worden.

Experimente am Paul Scherrer Institut bieten Einblicke in Vorgänge in vulkanischen Materialien, die darüber entscheiden wie heftig ein Vulkan ausbricht. Dabei haben Forschende ein Stück vulkanisches Material so aufgeheizt, dass darin Bedingungen entstanden, wie sie am Beginn eines Vulkanausbruchs herrschen. Sie nutzten dann Röntgenlicht aus der SLS, um in Echtzeit zu verfolgen, was in dem Gestein passiert, während es schmilzt.

Der Nobelpreis für Chemie geht in diesem Jahr an Robert J. Lefkowitz und Brian K. Kobilka. Sie haben herausgefunden, wie eine Familie von Rezeptoren funktioniert, die man G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR) nennt. Auch am PSI leisten Wissenschaftler Beiträge auf diesem Forschungsgebiet.