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So, 24 Okt 2021
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Wissenschaft und Technologie
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Fünfte Grundkraft? Experimente am CERN stellen physikalische Gesetze in Frage

Beauty-Quarks
© CERN
Sehr seltener Zerfall eines Beauty-Quarks unter Beteiligung eines Elektrons und Positrons, das mit dem LHCb-Detektor am LHC-Teilchenbeschleuniger am CERN beobachtet wurde.
Wissenschaftler haben am weltgrößten Teilchenbeschleuniger LHC am europäischen Kernforschungszentrum CERN ihre Ergebnisse veröffentlicht, die die physikalischen Gesetze infrage stellen könnten. Grenzwissenschaft-Aktuell berichtet:
Genf (Schweiz) - Wissenschaftler und Wissenschaftler am weltgrößten Teilchenbeschleuniger LHC am europäischen Kernforschungszentrum CERN haben erstaunliche Ergebnisse ihrer Experimente veröffentlicht. Bestätigen sich die Messungen, so stellen die Resultate physikalische Gesetze in Frage und deuten sie auf eine Physik jenseits des Standardmodells hin - etwa eine neue fundamentale Kraft.

~ grenzwissenschaft-aktuell.de
Die Entdeckung der Wissenschaftler scheint den etablierten Gesetzen der Teilchenphysik in gewisser Weise zu widersprechen.
Wie die Gruppe um Professor Nicola Serra vom Physik-Institut der Universität Zürich (UZH) und der internationalen Forschungskollaboration "LHCb", die das Large Hadron Collider beauty-Experiment betreibt, aktuell an der "Moriond-Konferenz" über elektroschwache Wechselwirkungen und vereinheitlichte Theorien sowie an einem Online-Seminar am CERN, berichtetenn, zerfallen die bei der Kollision von hochenergetischen Protonenstrahlen im Large Hadron Collider (LHC) entstehenden, sogenannten Beauty-Quarks, noch an an Ort und Stelle.

Nach den etablierten Gesetzen der Teilchenphysik - dem sogenannten Standardmodell - sollten diese Beauty-Quarks mit der gleichen Wahrscheinlichkeit in einen Endzustand mit Elektronen bzw. Myonen, den viel schwereren Geschwistern der Elektronen, zerfallen.

Seit 2014 deuten Messungen am LHC jedoch darauf hin, dass diese "Lepton-Universalität" in einigen Zerfällen verletzt werden könnte. Tatsächlich zeigen sich kleine Abweichungen vom Verhältnis der beiden Teilchensorten von der theoretischen Vorhersage.

~ grenzwissenschaft-aktuell.de
Die Ergebnisse könnten eine neue fundamentale Kraft zusätzlich zu den vier Grundkräften jenseits des Standardmodells implizieren.

Briefcase

Raffiniert: Alligatoren lassen sich freiwillig bei Eiseskälte einfrieren

In Teilen der USA zeigt sich in extrem kalten Wintern ein faszinierendes Naturschauspiel: Alligatoren frieren in den Sümpfen und Teichen ein. Was zunächst lebensfeindlich aussieht, entpuppt sich als kluge Überlebensstrategie.
eingefrorener alligator
Die Winterzeit bringt bisweilen seltene Wetterphänomene und Naturschauspiele mit sich. In Teilen der USA sorgten die eisigen Winter in den letzten Jahren regelmäßig für ganz besondere Bilder: Scharfzahnige Mäuler von Alligatoren ragen erstarrt aus vereisten Wasseroberflächen und bieten so einen bizarren Anblick.

So froren in den Jahren 2018 und 2019 die Alligatoren in den Sümpfen des Shallotte River Swamp Parks in North Carolina ein. In diesem Winter berichten amerikanische Medien von eingefrorenen Alligatoren in Seen im US-Bundesstaat Oklahoma.

Biohazard

Genetische Experimente gehen weiter: Neue RNAi-Pestizide verändern Gene von Insekten und verändern auch unser Erbgut

rnai-pestizide, gene silencing pesticides
Ein völlig neuartiges Pestizid, das nicht von Chemikern, sondern von Gentechnikern entwickelt wurde, soll "Gen-Silencing"-Agenzien auf landwirtschaftlichen Feldern verteilen - ein Experiment der Freiland-Gentechnik.

Landwirte in den USA könnten ihre Pestizid-Sprühtanks bald mit einer Substanz füllen, die als RNA-Interfering (RNAi) bekannt ist. Insekten, die dieser Substanz ausgesetzt sind, entweder indem sie direkt besprüht oder in dem sie die Pflanzen essen, auf denen sie landen und sie durch ihren Körper absorbieren, würden es eine genetische Veränderung vornehmen. Das Pestizid würde einen Prozess in den Insektenzellen auslösen, um überlebenswichtige Gene auszuschalten oder, beispielsweise solche, die zur Herstellung neuer, gesunder Zellen benötigt werden abtöten.

Zu den Bedenken, die Wissenschaftler geäußert haben, gehört die Bedrohung von Bienen und anderen Insekten, die für die Nahrungsmittelproduktion unerlässlich sind. Andere haben auf mögliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit hingewiesen, auch für einige der wichtigsten Arbeiter an vorderster Front, für Landarbeiter und ländliche Gemeinden.

Mindestens ein Produkt wurde bereits bei der Environmental Protection Agency zur Zulassung eingereicht. Aber wenn die Biden-Administration nichts unternimmt, können Unternehmen diese neuen RNAi-Pestizide auf den Markt bringen ohne eine aussagekräftige Gesundheits- oder Umweltrisikobewertungen vorzulegen.

Die Regeln der US-Umweltschutzbehörde für Pestizide wurden vor fünfzig Jahren geschrieben, lange bevor sich die Regulierungsbehörden eine Klasse von Pestiziden vorstellen konnten, die lebende Organismen genetisch verändern könnten. Am beunruhigendsten ist vielleicht, dass es nach der Freisetzung von genschädigenden Stoffen in die Umwelt keinen Säuberungsprozess gibt, wenn etwas schiefläuft. Es gibt Hinweise darauf, dass RNAi-bedingte genetische Veränderungen in manchen Fällen bis zu 80 Generationen weitergegeben werden können.

Was kann schiefgehen?

Ziemlich viel, wie wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, die in einem Bericht von Friends of the Earth zusammengefasst sind.

Brain

Marshmallow-Test: Auch Tintenfische zeigen Selbstbeherrschung

Tintenfisch Sepia
© Hans Hillwaert
Der Gewöhnliche Tintenfisch (Sepia officinalis) übt sich in Geduld, wenn es am Ende seine Leibspeise gibt.
Mit der Aussicht auf eine besonders schmackhafte Leckerei zu einem späteren Zeitpunkt verzichten die Kopffüßer auf schnelle Belohnungen

Nicht nur Menschen, Schimpansen, Raben und Papageien bestehen den sogenannten Marshmallow-Test: Auch Tintenfische sind in der Lage, für eine größere Belohnung länger zu warten, statt sofort der Versuchung einer kleineren Belohnung zu erliegen. Das geht aus einer Studie von Wissenschaftern der Universität Cambridge hervor, an der auch der österreichische Biologe Markus Böckle beteiligt war. Die Arbeit ist im im Fachjournal Proceedings of the Royal Society B erschienen.

Mit der Aussicht auf eine besonders schmackhafte Leckerei - in Form einer Garnele - nach einer Wartezeit waren die Tintenfische im Experiment in der Lage, sich bis zu zwei Minuten lang zu beherrschen und auf ein bereits vor ihnen liegendes Standard-Leckerli zu verzichten. Mit dem Experiment wollten die Studienautoren die Selbstbeherrschung und Lernfähigkeit der Kopffüßer testen, die schon in vielen früheren Studien ihre Intelligenz unter Beweis gestellt haben. Dazu brachten sie sechs erwachsenen Tintenfischen der Art Sepia officinalis bei, eine Wahl zwischen verschiedenen Beutetieren zu treffen.

Warten auf die Garnelen

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Bausteine des Lebens erstmals auf einem Asteroiden entdeckt

Auf Sott.net sind wir bereits in einigen Artikeln auf die Wahrscheinlichkeit der Mikroben-Verbreitung durch Asteroiden eingegangen. Jetzt haben Wissenschaftler erstmals Wasser und organische Stoffe auf der Oberfläche eines Asteroiden aus dem Inneren Sonnensystem nachgewiesen.
Asteroiden Itokawa
© JAXA
Aufnahme des erdnahen Asteroiden „Itokawa“ durch die japanische Sonde „Hayabusa“.
Es ist das erste Mal, dass organische Materialien, die die chemischen Vorläufer des irdischen Lebens darstellen, auf einem Asteroiden nachgewiesen werden konnten. Die Entdeckung könnte unsere Vorstellung auch davon verändern, wie sich unsere eigene Erde entwickelt hat.

~ Grenzwissenschaft-Aktuell
Die Wissenschaftler untersuchten für ihre Analyse Proben, die 2010 von der japanischen Hayabusa-Mission von dem erdnahen Asteroiden "Itokawa" entnommen wurden.
Wie das Team um Dr. Queenie Chan von der Royal Holloway University of London aktuell berichtet, gelang ihnen die Entdeckung bei der Analyse von Proben, die 2010 von der japanischen Hayabusa-Mission von dem erdnahen Asteroiden "Itokawa" entnommen und zurück zur Erde gebracht werden konnten.

Wie die Analysen zeigen, haben sich das nachweislich vom Asteroiden stammende. Wasser wie auch das organische Material im Laufe der Zeit chemisch verändert und entwickelt.

Das Studienergebnis legt demnach nahe, dass Itokawa sich über Jahrmillionen hinweg durch die Aufnahme von Wasser und organischem Material aus nicht-irdischen Quellen entwickelt hat, ähnlich wie die Erde selbst.

Obwohl der Asteroid früher einmal durch eine Phase extremer Erhitzung, Dehydration und der Beschädigung durch Kollisionen und Einschläge mit anderen Himmelskörpern beeinträchtigt wurde, hat er sich später nochmals aus Fragmenten zusammengesetzt und mit Wasser, das mit Staub und Kohlenstoff-reichen Meteoriten auf seine Oberfläche gelange, re-hydriert.

~ Grenzwissenschaft-Aktuell
Also scheint eine hohe Wahrscheinlichkeit zu bestehen, dass die Meteoriten, die am häufigsten auf die Erde treffen, regelmäßig außerirdische organische Bestandteile in das Ökosystem der Erde einschleusen.

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Neandertaler konnten menschliche Sprache hören und sprechen

Bisher war sich die Wissenschaft nicht sicher, ob der uns nahe verwandte Neandertaler die Fähigkeit zur menschlichen Sprache besaß und ob er diese verstehen konnte. Eine neue Studie legt jetzt zumindest den Schluss nahe, dass der Neandertaler zumindest physiolgisch dazu imstande gewesen sein sollte.
Schädel Mensch Neandertaler Gehör
© Mercedes Conde-Valverde / Binghamton University
3D-Rekonstruktion der Innenohrstrukturen im Schädel moderner Menschen (l.) und des Neandertalers „Amud1“ (r.).
Im Fachjournal "Nature, Ecology & Evolution" (DOI: 10.1038/s41559-021-01391-6) berichtet das Team um Mercedes Conde-Valverde von der Universidad de Alcalá und Rolf Quam von der Binghamton University, wird die Frage, ob die menschliche Form der Kommunikation, die gesprochenen Sprache, einst auch anderen Menschenarten und im speziellen unseren nächsten Verwandten, den Neandertalern, möglich und zu eigen war.
Hintergrund

Noch bei den meisten Primaten, selbst bei Schimpansen sowie bei verschiedenen frühen Menschenvorfahren wie etwa dem Australopithecus africanus waren die Innenohren noch nicht derart geformt, dass diese die Frequenzbandbreite der menschlichen Sprache besonders gut auflösen konnten. Selbst die Ohren des nun ebenfalls analysierten Homo heidelbergensis, einer Menschenart aus der mittleren Altsteinzeit, waren noch ähnlich ungeeignet zum Hören von Sprache.
~ Grenzwissenschaft-Aktuell
Die Analyse scheint die Fähigkeit des Neandertalers, das Frequenzspektrum der menschlichen Sprache gehört zu haben, nahezulegen.

Easter Egg

Alternative Energiequellen in Deutschland: Eingefroren und mit Schnee bedeckt und Kohlekraftwerke retten uns

Im Winter ist es logischerweise kalt, was dazu führen kann, dass Windräder einfrieren und somit keinen Strom liefern können. Zudem ist es ebenso im Winter häufig bedeckt, was dazu führt, dass die Solarzellen nur wenig Strom liefern können. Und schneit es auch noch im Winter - das soll ja vorkommen - dann liefern die Solarzellen überhaupt keinen Strom mehr.
solarzellen schnee
In einem Bericht von RBB wird erläutert, dass das Jahr - wie auch oben genannt - natürlichen Schwankungen unterliegt und es Zeiten gibt, wo alternative Energiequellen keinen bis kaum Strom liefern. Der Verbrauch bleibt natürlich gleich und ist im Winter noch höher, weil eben auch elektrische Heizungen betrieben werden müssen und mehr Strom für Licht benötigt wird. Und was rettet uns in dieser Zeit: Kohlekraftwerke und noch alle anderen betriebenen Kraftwerke.

Professor Schwarz von der Universität Cottbus brachte es auf den Punkt: "die gesicherte Leistung von Wind + Sonne = 0".

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Experimente zeigen erstmals wie Magnetfelder auf Körperzellen wirken: Auch extrem schwache

Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, den biologischen Magnetsinn in Zellen in Echtzeit zu beobachten und zu dokumentieren.
Dadurch eröffnen sich neue Wege, das Verständnis darüber zu verbessern, wie zahlreiche Tierarten mithilfe des Erdmagnetfeldes navigieren.
Zelle Magnetfeld
© Ikeya and Woodward, CC BY 4.0 / PNAS
Eine fluoreszierende Zelle dimmt unter Einfluss eines schwachen Magnetfeldes (Video siehe unten).
Die Beobachtungen liefern aber auch Erkenntnisse darüber, wie sich selbst schwache elektromagnetische Felder in unserer Umgebung auch auf die menschliche Gesundheit auswirken könnten.

"Es ist schon erstaunlich, wie wir in unseren Experimenten jene Verbindung sichtbar machen können, die sich ergibt, wenn sich zwei individuelle Elektronen sich auf Biologie auswirken", erläutert Professor Jonathan Woodward von der University of Tokyo, der die Untersuchungen gemeinsam mit seinem Doktoranden Noboru Ikeya durchgeführt und das Ergebnis aktuell im Fachjournal "Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America" (PNAS; DOI: 10.1073/pnas.2018043118) veröffentlicht hat.

~ Grenzwissenschaft Aktuell
Der Wissenschaft war es bisher nicht gelungen, chemische Reaktionen auf Magnetfelder im Inneren lebender Zellen zu messen, zu beobachten und abzubilden.
Die Woodward und Ikeya nun berichten, haben sie Ihre Versuche an menschlichen Gebärmutterhalskrebszellen (sog. HeLa-Zellen) durchgeführt, die oft im Labor verwendet werden. Besonders interessierten sich die Wissenschaftler für die darin beinhalteten Falvin-Moleküle und somit für eine Unterordnung von Cryptochromen die häufig vorkommen, als gut erforscht gelten, dafür bekannt sind natürlich zu fluoreszieren oder Radikalpaare zu erzeugen und in der Biologie als wichtige lichtsensible Moleküle bekannt sind.

"Werden diese Falvine durch licht angeregt, so können die entweder fluoreszieren, also natürlich aufleuchten oder Radikalpaare bilden", erläutert Woodward. "Dieser Wettbewerb bedeutet, dass die Menge der Fluoreszenz davon abhängt, wie schnell die Radikalpaare reagieren." Von ihren Experimenten erhoffte sich das Team um Woodward und Ikeya, biologische Magnetrezeption, also den biologischen Magnetsinn durch Einsatz künstlicher Magnetfelder auf die Zellumgebung (Natufluoreszenz) beobachten zu können.

Zunächst bestrahlten die Forscher die Zellen mit blauem Licht, woraufhin diese für rund 40 Sekunden fluoreszierten. Dann führten sie all vier Sekunden ein Magnetfeld über die Zellen und bestimmten dabei die sich verändernde Stärke der Fluoreszenz.

Copyright: Ikeya and Woodward, CC BY 4.0 / PNAS

~ Grenzwissenschaft Aktuell
Mehr Informationen zum Thema finden Sie auf Grenzwissenschaft Aktuell.

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Sibirien: Bis zu 50.000 Jahre altes und vollständig erhaltenes Wollnashorn aus Permafrost ausgegraben

In unserem Artikel "Schockgefrorene Mammuts und kosmische Katastrophen" haben wir den Versuch gewagt, Erklärungen für die Existenz von schockgefrorenen Mammmuts (und vielen anderen Tieren der Megafauna aus der Eiszeit) zu finden, die bis heute unter anderem in Sibirien in erstaunlich gut erhaltenem Zustand im Permafrost entdeckt werden und dabei zumeist mindesten 13.000 Jahre alt sind. Jetzt wurde in Sibirien ein weiteres extrem gut erhaltenes Exemplar dieser Megafauna entdeckt: Ein bis zu 50.000 Jahre altes und vollständig erhaltenes Wollnashorn, bei dem sogar die Genitalien und Gedärme vorhanden sind.
Wollnashorn
© Waleri Plotnikow
Sibirien: 20.000 Jahre altes und vollständig erhaltenes Wollnashorn aus Permafrost ausgegraben
In der russischen Republik Jakutien wurde ein mindestens 20.000 Jahre alter Leichnam eines Wollnashorns entdeckt. Der Körper ist durch die Konservierung im Permafrost nahezu vollständig erhalten - sogar Genitalien und Gedärme sind vorhanden.

~ de.rt.com
Dieses Wollnashorn ist besser erhalten als alle zuvor entdeckten Exemplare.

Radar

Forscher entdecken mysteriöses Signal von Proxima Centauri

Forscher von Breakthrough Listen analysieren derzeit ein Signal, das von Proxima Centauri gekommen zu sein scheint und wohl nicht natürlichen Ursprungs ist.
parkes observatorium
© CSIRO,CC BY 3.0
Das Parkes-Observatorium und die Milchstraße
Forscher im SETI-Projekt Breakthrough Listen haben ein mysteriöses Signal gefunden, das aus dem System Proxima Centauri zu kommen scheint, dem sonnennächsten Stern. Das berichtet der Guardian unter Berufung auf einen ungenannten Astronomen. Weil diese Information vorab an die Öffentlichkeit gelangte, gibt es aber wenig mehr Details und die Prüfung ist noch nicht abgeschlossen. Gegenüber zwei Wissenschaftsmagazinen haben beteiligte Wissenschaftler den Bericht aber bestätigt.

Es handelt sich demnach um ein äußerst schmalbandiges Signal bei einer Frequenz von fast genau 982 Megahertz. Nach gegenwärtigem Verständnis komme als einzige Quelle Technologie infrage, erklärte Andrew Siemion von der University of California, Berkeley, dem Scientific American.

Kommentar: Dass wir Menschen Radiofrequenzen nutzen, war vielleicht reiner Zufall und eine andere Spezies muss nicht dieser Technikrichtung folgen. Dennoch wird es andere Lebewesen geben und wir Menschen werden garantiert nicht die einzigen halbwegs intelligenten Lebewesen in einem unendlichen Universum sein. Zumal der Begriff Außerirdische immer nur auf eine rein physische Existenz hinweist, wie wir sie kennen und sehr wahrscheinlich gibt es Welten, die nicht rein physisch und für uns nicht direkt wahrnehmbar sind. Lesen Sie dazu die Online-Version (sie befindet sich noch in der Publikation) des Buches von Laura Knight-Jadczyk Höchste Fremdartigkeit, die sich sehr tiefgründig mit dem Thema Außerirdische und UFOs befasst.

Oder hören Sie sich eine frühere Radiosendung von uns an: