Als Kandidat für einen Quantenspeicher positioniert sich ein vielversprechendes Material. Einem Team des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts in Erlangen ist es erstmals gelungen, einzelne Ionen seltener Erden in einem Kristall präzise zu lokalisieren und ihre quantenmechanischen Energiezustände genau zu vermessen. Mit Hilfe ausgefeilter Laser- und Mikroskopietechnik haben sie die Position dreifach positiv geladener Praseodymatome (Pr3+) in einem Yttriumorthosilikat auf wenige Nanometer genau bestimmt und ihre schwache Wechselwirkung mit Licht untersucht. Die Arbeit kann einen wichtigen Beitrag für künftige…
Dank einer neuen Kombination von Sensoren und Mikroskopie lassen sich Redoxsignale in Körperzellen besser darstellen. So können Neurowissenschaftler die Rolle von "oxidativem Stress" im gesunden und geschädigten Nervensystem entschlüsseln.Sauerstoffradikale sind wichtige zelluläre Botenstoffe, allerdings sind ihre Funktionen komplex: In niedriger Konzentration steuern Sauerstoffradikale Funktion und Verhalten von Zellen, werden sie aber in zu hohen Mengen freigesetzt, so kommt es zu sogenanntem „oxidativem Stress“ mit Schädigung von Zellorganellen, Membranen und der Erbsubstanz. Um die Menge und Verteilung von Sauerstoffradikalen und der…
Wenn ein Restaurantbesitzer ein gefordertes Schutzgeld nicht bezahlt, muss er damit rechnen, dass sein Lokal verwüstet wird. Allerdings sind solche Warnungen nur selten erforderlich, denn allein die Furcht vor den Folgen lässt die Wirte bezahlen. Ein ähnlich mafiöses Verhalten wird auch bei parasitären Vögeln beobachtet, die ihre Eier in fremde Nester legen. Werfen die Wirtsvögel das Kuckucksei hinaus, nehmen die Brutparasiten Rache und zerstören das gesamte Gelege. Es ist für die Wirte also von Vorteil, lernfähig zu sein und zu…
Diese Frage hat sich eine internationale Forschergruppe um die Passauer Wissenschaftler Dr. Janet Siegmund und Prof. Dr. Sven Apel gestellt. Mit Hilfe von Magnetresonanztomographie haben sie herausgefunden, was Programmverständnis ausmacht, warum Sprachkompetenz bei der Programmierung eine wichtige Rolle spielt – und wie man Programmierausbildung sowie Programmiersprachen in Zukunft verbessern könnte.Um zu untersuchen, was beim Programmieren im Kopf vorgeht, hat ein internationales Team von Passauer, Magdeburger und amerikanischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern Programmierer während ihrer Programmierarbeit in einem Magnetresonanztomographen beobachtet. Magnetresonanztomographie misst…
Zwei umeinander rotierende supermassereiche Schwarze Löcher in einer fernen Galaxie wurden von einem internationalen Forscherteam entdeckt, zu dem auch Stefanie Komossa vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie gehört. Es ist das erste Mal, dass ein solches Paar von Schwarzen Löchern in einer „normalen“ Galaxie ohne aktiven Galaxienkern nachgewiesen werden konnte. Sie wurden dadurch sichtbar, dass sie einen ganzen Stern gerade zu dem Zeitpunkt auseinandergerissen haben, als der europäische Röntgensatellit XMM-Newton genau in ihre Richtung geblickt hat.Man nimmt an, dass die meisten…
Nanometergroße Löcher lassen sich mit Ionen in dünne Membranen schießen, allerdings verhalten sich die Ionen dabei anders als gedacht. Mit hochgeladenen Ionen lassen sich durchlöcherte Membranen herstellen, die als molekulares Sieb dienen.Wenn man Gewehrkugeln durch eine Holzplatte schießt, werden sie abgebremst. Ähnlich ergeht es Ionen, die man auf dünne Folien feuert. Doch wenn man extrem dünne Folien verwendet, die nur aus wenigen Atomlagen bestehen, sieht die Sache anders aus. Das Verhalten der Ionen hängt dann davon ab, ob sie mit…
Viren-infizierte Zellen werden von ihren Eindringlingen zur Produktion viraler Proteine gezwungen. Dazu schleusen die Viren RNA-Moleküle als Bauanleitung für die Proteine in ihren Wirt. Zur Abwehr der ungebetenen Gäste besitzen Zellen spezielle Sensoren: Bestimmte Proteine, sogenannte RIG-I like Rezeptoren (kurz RLRs) können körperfremde RNA erkennen und das angeborene Immunsystem zur Abwehr der fremden Moleküle aktivieren. „Aus in vitro Versuchen weiß man, dass die RLRs bestimmte RNA-Muster erkennen. Bisher war es aber unklar, wie RLRs – insbesondere der MDA5 Rezeptor -…
Ob Zellen in einem Zwiebelhäutchen, Pantoffeltierchen oder Blütenpollen – Jeder, der schon einmal selbst in ein Mikroskop geschaut hat, weiß, dass sich dreidimensionale Objekte meist nur in einer Ebene scharf stellen lassen. Sobald eine andere Schicht in den Blick genommen werden soll, heißt es, das Objekt neu zu fokussieren.Einem Wissenschaftlerteam um Prof. Dr. Gerhard Paulus von der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist es gelungen, ein neuartiges Mikroskopie-Verfahren zu entwickeln, mit dem sich – ganz ohne einzelne Ebenen fokussieren zu müssen – Objekte…
Mikroorganismen sind die zentralen Spieler in den globalen Stoffkreisläufen. Sie zersetzen zum Beispiel Pflanzenstreu und Humusstoffe in Böden und setzen dabei die darin gespeicherten Nährstoffe wieder für das Pflanzenwachstum frei. Wie das genau funktioniert, daran wird zwar schon seit mehr als hundert Jahren geforscht, aber geklärt ist das noch lange nicht. Erstmals konnte nun ein Team um Andreas Richter, Ökosystemforscher an der Universität Wien, die Stickstoffnutzungseffizienz von mikrobiellen Gemeinschaften messen. Aktuell erscheint dazu eine Publikation in der renommierten Zeitschrift "Nature…
Symbiose zwischen Bienenwölfen und ihren Bakterien besteht seit Millionen von Jahren. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena und der Universität Regensburg haben jetzt zusammen mit US-amerikanischen Forschern entdeckt, dass bestimmte Grabwespen die Weitergabe ihrer Symbiosebakterien von der Mutter an den Nachwuchs streng kontrollieren und keine anderen Mikroorganismen übertragen. Diese Kontrolle stabilisiert das symbiotische Schutzbündnis zwischen den ungleichen Partnern und ermöglichte das Überdauern der Lebensgemeinschaft bereits seit 68-110 Millionen Jahren.Wie wir Menschen brauchen die meisten Tiere Mikroorganismen für ihr…