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Metall Knobelei Lösung


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On 23.02.2020
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Ultimate Ears UE BOOM 3 Multimedia-Lautsprecher für Januar September Vom Wal besser fliegen lernen Vielleicht sehen Flugzeugflügel künftig aus wie die Brustflossen von Buckelwalen.

Die haben mit ihren gewellten Kanten jedenfalls viel bessere aerodynamische Eigenschaften als die heute üblichen glatten Tragflächen.

Frank Fish von der Universität West Chester Pennsylvania und seine Kollegen ermittelten einen gut acht Prozent höheren Auftrieb; gleichzeitig ist der Luftwiderstand um 32 Prozent geringer.

Zudem sinkt die Gefahr eines Strömungsabrisses, bei dem das Flugzeug unsteuerbar absackt. Die Forscher vermuten, dass die Ausbuchtungen an der Anströmkante winzig kleine Wirbel bilden, welche die vorbeiströmende Luft an den Flügel binden.

Diese Erklärung widerspricht jedoch allen bisherigen aerodynamischen Theorien. Daher kam bislang niemand auf die Idee, solch ein buckliges Profil zu untersuchen.

Fish und seine Kollegen wollen das Phänomen jetzt systematisch ergründen. Ihre Erkenntnisse könnten die Flugtechnik revolutionieren; denn bessere Strömungseigenschaften der Tragflächen sparen Treibstoff und erhöhen die Manövrierbarkeit des Flugzeugs.

T dliches Schnippen Kalifornische Wissenschaftler haben den wohl brutalsten Schläger im Tierreich ausgemacht: einen Shrimp!

Über die Stärke der Boxhiebe von Vitali Klitschko kann der Bunte Fangschreckenkrebs Odontactylus scyllarus nur lachen: Mit einer Beschleunigung von hundert Kilometern pro Sekundenquadrat schleudert er seine Fangarme mehr als hundertmal so schnell von sich — und das im Wasser.

Forscher an der Universität Berkeley Kalifornien haben die Bewegung mit einer Hoch- ää l Der Bunte Fangschreckenkrebs erzeugt durch das Wegschleudern seiner Fangarme implodierende Gasbl schen, die sein Opfer bet uben.

Wenn sie in knapp drei Millisekunden durchs Wasser sausen, bilden sie vielmehr winzige Gasbläschen, die dann jäh implodieren und so das Opfer betäuben.

Der Effekt ist bei Schiffsschrauben als Kavitation bekannt. Um die enorme Schnellkraft zu erzeugen, benutzt der Shrimp einen Klickmechanismus.

Er verhakt seine Fangarme zunächst und spannt die Muskeln bis zum Bersten an, bevor er sie entriegelt und wegschleudert.

Dabei erzeugt er mit rund Kilowatt pro Kilogramm gut mal so viel Power, wie im Ferrari von Michael Schumacher steckt.

Nature, L39 u Gewellte Anstr mkanten wie bei der Flosse eines Buckelwals verbessern die aerodynamischen Eigenschaften eines Fl gels.

Die Unterscheidung zwischen Bosonen und Fermionen ist in der Teilchenphysik so fundamental wie die zwischen Männlein und Weiblein in der Biologie.

Insofern könnte man, was Forschern des Münchner Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der Universität Mainz nun gelungen ist, als Schaffung von Transvestiten in der Teilchenwelt bezeichnen.

Bosonen haben ganzzahligen Spin Eigendrehimpuls und sind gesellig: Sie drängen sich, wenn es kalt wird, dicht zusammen oder — weniger blumig — nehmen denselben Zustand ein.

Dagegen machen sich Fermionen mit ihrem halbzahligen Spin partout nicht gemein: Jedes beharrt stets auf seinem eigenen Platz. Allerdings haben die US-Physiker Lewi Tonks und Marvin Girardeau schon vor fast vierzig Jahren einen Materiezustand vorausgesagt, in dem Bosonen sich ähnlich eigenbrötlerisch geben wie Fermionen.

Er setzt voraus, dass sich die Teilchen nur längs eindimensionaler Röhren hintereinander bewegen können. Die deutschen Forscher konnten ein solches Tonks-Girardeau-Gas nun erstMitarbeit: Gerhard Samulat mals erzeugen.

Sie zwangen die Atome eines Bose-Einstein-Kondensats — quassi eine Verbrüderungsorgie von extrem kalten Bosonen, in der sie alle ein Herz und eine Seele sind — per Laser in ein Lichtgitter aus winzigen Potenzialröhren.

Damit imitierten sie das Ausschlussprinzip der Fermionen. Die erfolgreiche Separation der Bosonen zeigte sich in der gemessenen Geschwindigkeitsverteilung der Atome nach Abschalten des Potenzials: Sie entsprach genau derjenigen, die sich für ein Tonks-Girardeau-Gas berechnen lässt.

Das farbcodierte Bild ist die berlagerung einer Aufnahme des Kitt-Peak-Observatoriums in Arizona mit einem kleineren, hoch aufgelösten Schnappschuss des Hubble-Weltraumteleskops.

Besonders filigran und komplex erscheint das innere Gewebe Was sie antreibt, ist noch unklar. Es handelt sich um das Paradebeispiel einer Starburst-Galaxie.

Nun ist auch das Erbgut des Schimpansen entziffert. Damit werden die genetischen Unterschiede zwischen ihm und dem Menschen im Detail erforschbar.

Erste Ergebnisse offenbaren überraschende Differenzen. So hoch bezifferten Genetiker die Übereinstimmung in der Erbsubstanz von Schimpanse und Mensch und betonten damit, wie nahe sich die beiden Arten stehen.

Im Juni präsentierten Molekulargenetiker und Anatomen der Wayne-State-Universität in Detroit Michigan sogar eine Studie, wonach die Reihenfolge der genetischen Buchstaben DNA-Basen bei Homo sapiens und Pan troglodytes bis zu 99,4 Prozent identisch ist.

Derek E. Wildman und seine Kollegen hatten die DNA des Menschen und Aus urheberrechtlichen Gründen können wir Ihnen die Bilder leider nicht online zeigen.

Doch schossen die Detroiter Bilderstürmer wohl über das Ziel hinaus. Wie nahe Mensch und Schimpanse verwandt sind, lässt sich an nur hundert Genen nicht wirklich klären.

Dazu muss man das vollständige Erbgut beider Arten analysieren, was erst jetzt möglich ist. Im vergangenen Dezember verkündete ein Konsortium unter Leitung von Eric Lander vom Broad Institute in Cambridge Massachusetts und Richard K.

Wilson von der Washington-Universität in St. Das gelingt aber nur verlässlich, wenn jede Base im Durchschnitt in zehn verschiedenen Fragmenten lokalisiert wurde.

Die jetzige SchimpansenAnalyse hat lediglich eine vierfache Redundanz, sodass sich viele Bruchstücke noch nicht sicher einordnen lassen.

Inzwischen haben es die Forscher mit dem entsprechenden menschlichen Chromosom 21 verglichen und können mit ersten Ergebnissen aufwarten Nature, Das merkt man freilich nicht, wenn man jeweils nur kurze DNA-Abschnitte oder einzelne Gene miteinander vergleicht.

Tatsächlich fanden die Molekulargenetiker lediglich 1,44 Prozent ausgetauschte Basen. Der Unterschied beruht vielmehr hauptsächlich auf Insertionen bei denen DNA-Abschnitte von einer Stelle im Chromosom an eine andere gewandert sind sowie Deletionen und Duplikationen Verlusten und Verdopplungen von DNA.

In all diesen Fällen ändert sich die Abfolge der Basen selbst nicht. Vorteil durch doppelte Gene Das deutsch-asiatische Konsortium spürte die beachtliche Zahl von 68 Insertionen oder Deletionen auf.

So entdeckten die Forscher, dass mehr als 80 Prozent der untersuchten funktionellen Gene auf dem Chromosom 22 des Schimpansen nicht genau dieselben Aminosäuresequenzen verschlüsseln wie ihre Gegenstücke auf dem menschlichen Chromosom Welche Konsequenzen sie für die Evolution des Menschen haben, lässt sich allerdings noch nicht beurteilen.

Auf solche Duplikationen hat sich Evan Eichler von der Case-Western-Reserve-Universität in Cleveland Ohio spezialisiert.

Er schätzt, dass rund fünf Prozent des menschlichen Genoms aus relativ jungen Kopien von DNA-Stücken bestehen, die einige tausend bis mehr als zehntausend Basenpaare lang sind.

Bei Mäusen und Ratten hingegen beträgt dieser Anteil nur ein bis zwei Prozent. Klammer- z. Nach den Arbeiten Eichlers und seines Teams gab es in der menschlichen Evolution zwei Zeitpunkte, an denen sich Duplikationen häuften: vor rund 25 Millionen Jahren, als sich Neu- und Altweltaffen schieden, und bei der Auftrennung der Linien von Schimpanse und Mensch vor sieben bis acht Millionen Jahren.

Eine Million Kopien dieser nur rund Basenpaare langen Alu-Elemente tragen wir heute in uns. Lemuren und Loris korrekt ausgetauscht; vielmehr erhält eines der Chromosomen ein Stück Erbgut doppelt, das dem anderen dafür fehlt.

Laut Eichler konzentrieren sich die Duplikationen beim Menschen auf bestimmte Stellen, an denen bereits ähnliche DNA-Sequenzen dicht nebeneinander liegen.

Dadurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit weiterer Fehlpaarungen und die Stellen ziehen Verdopplungen wie Magnete an.

Einen etwas anderen Ansatz verfolgte ein US-amerikanisches Team, das die Ergebnisse seiner Untersuchungen am Schimpansengenom ebenfalls im Dezember präsentierte.

Die Gruppen um Andrew G. Clark von der CornellUniversität in Ithaca US-Bundesstaat New York und Michele Cargill von der Firma Celera Diagnostics hatten aus ursprünglich fast 23 Genen herausgesiebt, deren Basenfolge bei Mensch, Schimpanse und Maus bekannt ist.

Mit einem statistischen Test ermittelten sie dann jene Erbfaktoren, deren Sequenz sich besonders stark verändert hat. Es handelt sich vor allem um solche, die mit der Geruchswahrnehmung und der Ernährung zusammenhängen, aber auch um Erbfaktoren, die für das Wachstum der langen Es gab in der menschlichen Evolution zwei Zeitpunkte, an denen sich Duplikationen im Genom häuften: vor rund 25 Millionen Jahren, als sich Neuund Altweltaffen schieden, und bei der Separation von Schimpanse und Mensch vor sieben bis acht Millionen Jahren.

Ins Auge stechen auch Veränderungen an drei von 21 Proteinen, die für das Hören wichtig sind. Das hatte eine Gruppe um Wolfgang Enard und Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Genetik in Leipzig schon vor zwei Jahren nachgewiesen.

Das deutschasiatische Forscherkonsortium konnte das nun bestätigen. Bei zwanzig Prozent der untersuchten Gene variierte die Expression zwischen Mensch und Schimpanse in Hirn- und Lebergewebe.

Von den über tausend Genen für olfaktorische Rezeptoren erwiesen sich mehr als 60 Prozent als defekt und funktionslos.

Dies passt zu den Arbeiten Cargills und Clarks, die ja ebenfalls eine beschleunigte Evolution bei den olfaktorischen Proteinen registriert hatten.

Noch ist das Bild verschwommen. Aber die Molekularbiologen sind ja auch erst am Anfang ihrer genetischen Vergleiche von Mensch und Schimpanse.

Nachdem die Genome beider Spezies nun fast vollständig vorliegen, dürfte es nur noch eine Frage von wenigen Jahren sein, bis im Einzelnen deutlich wird, was den Homo sapiens vom Schimpansen unterscheidet und die genetische Grundlage unseres Menschseins ist.

Henning Engeln ist promovierter Biologe und lebt als freier Wissenschaftsjournalist in Hamburg. Fisch ist teuer geworden. Zudem stammt Anchovis sowie Sardinen und deren das Angebot auf den Märkten aus im- Verwandte, extrem rar geworden ist.

Auf dem Schon seit Jahren plädieren NaturEis liegen Zackenbarsch aus der Karibik schützer und einsichtige Politiker für oder Gambas aus Bangladesh. Der Ka- verschärfte Fangquoten und die Einbeljau kommt aus dem Pazifik statt aus richtung von Meeresschutzgebieten.

So subventioniert die Europäoder Mittelmeer gefangen. Von einem anderen Drama merkt der ische Union weiterhin die Überfischung Verbraucher dagegen nichts: Der Ge- durch Steuergelder in Millionenhöhe.

Pläne zur Roten Liste. So will das italienische UmweltmiRegionen — kommt der Säuger fast nicht nisterium die artenreichen Gewässer mehr vor.

Dabei war er, wie sein Name um Ischia unter Schutz stellen. Ob es sich damit innerschon andeutet, halb der Regieeinst sehr häufig.

Fakten verbindet? Sie haben dieselHoffen lässt zube Ursache: die dem das in Überfischung der Kraft getretene Vom Aussterben bedroht: Meere.

Im Mittelmeer ist die Situa- schen unterzeichnet haben — allerdings tion noch schlimmer. Darunter leiden fehlen Griechenland, Italien, Frankreich nicht nur wir Verbraucher, sondern viel und die Türkei.

Das belegt unter anderem die neue tenkonferenz im Herbst wird über Studie eines internationalen Forscher- einen Management-Plan zum Schutz teams unter Giovanni Bearzi, Gastpro- des Gemeinen Delfins beraten.

Danach sind in der nördlichen Adria, wo dass Ökologie und Ökonomie kein GeGruppen aus fünfzig bis siebzig Delfi- gensatz seien, mag manchmal übernen einst ein häufiger Anblick waren, strapaziert werden.

Aber in der heutiheute mit viel Glück allenfalls noch ver- gen Krise der Fischerei trifft es fraglos einzelte Tiere anzutreffen. Der drasti- zu.

Muss erst der Delfin im Mittelmeer sche Rückgang beruht dabei nicht auf völlig ausgerottet sein, bis Fischereidem unabsichtlichen Beifang der Säu- wirtschaft und Politik das begreifen?

Den Preisträgern gelang eine bedeutende Verbindung zwischen Analysis und Topologie. Von Michael Joachim E s gibt keinen Nobelpreis für Mathematik.

Erst schloss die norwegische Regierung die Lücke, die Alfred Nobel gelassen hatte: Fortan soll die Niels-Henrik-AbelGedächtnisstiftung einmal im Jahr den mit 6 Millionen norwegischen Kronen Euro dotierten Abelpreis für hervorragende wissenschaftliche Leistungen im Fach Mathematik vergeben.

Während der Anlass zur Gründung dieser Stiftung der Der erste Laureat war im vergangenen Jahr Jean-Pierre Serre. In diesem Jahr nutzt die Stiftung die in den Statuten vorgesehene Möglichkeit, den Preis auf zwei oder mehrere Mathematiker aufzuteilen, die eng verwandte grundlegende Beiträge erbracht haben.

Ausgezeichnet werden Michael F. Atiyah und Isadore M. Fruchtbare Begegnung Singer, in Detroit geboren, promovierte an der Universität Chicago und kam zum Massachusetts Institute of Technology MIT , wo er nun schon seit vielen Jahren Professor ist.

Er beschäftigte sich zunächst mit der Operatortheorie, die man als eine natürliche Weiterführung und Spezialisierung der Analysis ansehen kann.

Dass Singer im Frühjahr bei einem Gastaufenthalt in Oxford auf den fünf Jahre jüngeren Michael Atiyah traf, erwies sich als Glücksfall für die Mathematik.

Atiyah, in London geboren, hatte zuvor in Cambridge studiert und gelehrt, war gerade frisch von dort nach Oxford gekommen und arbeitete eigentlich auf einem ganz anderen Gebiet als Singer.

In den ersten Jahren seiner ilä jg ä h i e s e n r g d t: Erhielten den Abelpreis für die Entdeckung und den Beweis eines Satzes, der Topologie, Geometrie und Analysis verknüpft und Brücken zur Physik sch Michael F.

Atiyah links und Isadore M. Singer rechts. Funktionen mit ähnlichen Werten sind eng benachbarte Punkte in diesem Funktionenraum. Generell lassen sich geometrische Begriffe auf Funktionenräume übertragen.

Ein besonders interessanter Spezialfall sind die linearen Differenzialoperatoren: Sie bilden eine Funktion auf ihre erste, zweite oder noch höhere Ableitung beziehungsweise auf eine Linearkombination dieser Ableitungen ab.

Ein Standardproblem der Analysis ist das Lösen einer Differenzialgleichung. In Räumen aus herkömmlichen Punkten gilt: Wenn eine lineare Abbildung auch nur einen Punkt, der nicht ohnehin der Nullpunkt ist, in den Nullpunkt überführt, dann lässt sie den ganzen SPEKTRUM DER FORSCHUNG AKTUELL Der Indexsatz von Atiyah und Singer 1 0,5 Funktioneräum e sind im Allgemeinen allerdings unendlich-dimensional und die Verhältnisse daher etwas komplizierter.

Aber es gibt keine Funktion, die für ihn unerreichbar wäre; denn jede Funktion lässt sich als zweite Ableitung einer anderen ausdrücken.

In einem unendlich-dimensionalen Funktionenraum können — im Unterschied zum endlich-dimensionalen Raum — also die Dimension des durch einen Differenzialoperator zu null gemachten Teilraums — in unserem Beispiel 2 — und diejenige des unerreichbar gewordenen Teilraums — im hier betrachteten Fall 0 — verschieden voneinander sein.

Die Differenz zwischen beiden bezeichnet man als analytischen Index des Differenzialoperators. Diese Differenz kann allerdings nur dann gebildet werden, wenn die Dimensionen der beiden Teilräume endlich sind.

Und statt Funktionen, die auf einer Linie definiert sind, kann man auch Funktionen auf komplizierteren geometrischen Objekten Mannigfaltigkeiten studieren — etwa einem Kreis oder Torus.

Auch in diesen Fällen lässt sich der analytische Index eines Differenzialoperators definieren; er ist allerdings viel schwieriger zu berechnen.

Dieser ist vergleichsweise schwer zu definieren, sodass ich es hier gar nicht versuchen möchte. Er ist aber weitaus besser berechenbar, und die Geometrie der zu Grunde liegenden Mannigfaltigkeit geht wesentlich mit ein.

Viele nützliche Eigenschaften des topologischen Index folgen direkt aus seiner Definition. Der Indexsatz von Atiyah und Singer besagt nun, dass diese beiden Indizes übereinstimmen.

Zudem enthält er die Indexformel der zwei Mathematiker, die angibt, wie man den topologischen Index aus gut verfügbaren geometrischen Daten explizit berechnen kann.

In einem solchen Fall liegen etwa die Bilder aller Punkte des dreidimensionalen Raums sämtlich auf einer zweidimensionalen Ebene oder einer eindimensionalen Geraden oder sogar im Nullpunkt.

Alle anderen Punkte sind nicht Bildpunkte der Abbildung. Über den vertrauten dreidimensionalen Raum hinaus gilt für Räume mit beliebig aber endlich vielen Dimensionen: Wenn eine lineare Abbildung in einem n-dimensionalen Raum k Dimensionen zu null macht, sind auch k Dimensionen für diese Abbildung unerreichbar.

Eine besonders abstrakte Weise, geometrische Objekte zu studieren, ist die Topologie. Atiyah hatte schon, teilweise zusammen mit Friedrich Hirzebruch aus Bonn, einige wichtige Resultate und Konzepte aus der algebraischen Geometrie in die Topologie übertragen können; und nachdem Hirzebruch den so genannten Signatursatz bewiesen hatte, lag es nahe, nach einer Aussage wie der des Indexsatzes zu suchen siehe Kasten links.

Im- und Export von Erkenntnissen Eben über solche Kenntnisse verfügte Singer. Schon ein halbes Jahr nach ihrer ersten Begegnung, also im Herbst , hatten sie ihren Indexsatz und einen Beweis dafür gefunden.

Damit war eine wichtige Brücke zwischen Topologie und Geometrie einerseits und Analysis andererseits geschlagen.

Fortan diente die Brücke dazu, Erkenntnisse aus einem Teilbereich der Mathematik in den jeweils anderen zu übertragen. Mit dem topologischen Index sich dieser Unterschied ohne kgriff auf die konkrete Form der T ken.

Ende der er Jahre gerieten diese Ergebnisse ins Blickfeld der theoretischen Physiker. Es stellte sich heraus, dass man mit ihrer Hilfe Phänomene in der Quantenphysik erklären kann, insbesondere im Bereich der Eichtheorie und der durch die Quantisierung begründeten Theorie der Anomalien.

Für Atiyah und Singer kamen diese Anwendungen zunächst völlig unerwartet. Dabei wurden verschiedene moderne Konzepte der Mathematik in die Nachbardisziplin importiert; andererseits avancierten physikalisch motivierte Themengebiete zu bedeutenden Gegenständen aktueller mathematischer Forschung.

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