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Di, 23 Mai 2017
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Wissenschaft und Technologie
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Better Earth

Nepal-Beben: Gesamter Mount Everest ruckartig verschoben - Nordwest Wanderung schlagartig umgekehrt

Höchster Berg der Erde steht jetzt drei Zentimeter weiter südwestlich

Neue Position: Der Mount Everest steht seit dem Erdbeben von Nepal an einem neuen Platz. Denn das Beben verschob den höchsten Berg der Welt um drei Zentimeter nach Südwesten, wie chinesische Geografen ermittelt haben. Der Versatz entstand, als eine Verwerfung entlang der Plattengrenze zwischen Indien und Eurasien aufriss und sich ruckartig verschob.

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© Luca Galuzzi/ CC-by-sa 2.5
Blick auf die Nordseite des Mount Everest
Das Erdbeben in Nepal am 25. April hinterließ bleibende Folgen - nicht nur bei der betroffenen Bevölkerung, sondern auch geologisch. Denn als die Verwerfung an der Plattengrenze zwischen Indien und Eurasien aufriss, schnellte der Untergrund in eine neue Position. Dadurch verschob sich unter anderem die Stadt Kathmandu um drei Meter nach Süden.


Wie sich jetzt zeigt, wirkte sich der tektonische Ruck aber auch auf den höchsten Berg der Welt aus: Der Mount Everest hat sich durch das Beben um drei Zentimeter nach Südwesten verschoben, wie chinesische Behörde für Kartografie und Geoinformation mitteilte.

Powertool

Künstliche Organe aus dem 3D-Drucker: Werden Organspenden bald überflüssig?

Von Nieren bis zu Händen, 3D Drucker schneidern auf Bestellung Knochen und rudimentäre Organe. Mit dem Aufkommen des dreidimensionalen (3D) Druckens ist auf ein steigendes Interesse an künstlichen Organen entstanden um beschädigte Teile der menschlichen Maschinerie zu ersetzen oder sogar zu erweitern oder zu verbessern.

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© Gizmodo
Diese Organe aus dem 3D-Drucker schlagen wie kleine Herzen.
New Jersey (U.S.A.). Gedruckte Organe, so wie der Prototyp eines äußeren Ohres, der von Wissenschaftlern an der Princeton University in New Jersey und der John Hopkins University in Baltimore entwickelt wurde, standen Mitte April auf der Agenda der „Inside 3D Printing“ Konferenz in New York. Jenes Ohr wurde aus einer Vielzahl der unterschiedlichsten Materialien gefertigt. In ihm binden sich Hydrogel für das Grundgerüst der Ohrmuschel mit Zellen die das Knorpelgewebe bilden und silberne Nanopartikel, welche ein Art Antenne formen. Aber diese Konstruktion ist nur eines von vielen Beispielen der steigenden Vielseitigkeit des 3D Druckens.

Multimillionen-Dollar-Industrie Bioprinting

Auf der Konferenz in New York, welche von sich selbst behauptet die größte ihrer Art zu sein, standen unzählige Objekte und Neuerungen zu Ansicht bereit. Aber es wurde auch eine Diskussionsplattform rund um den entstehenden Markt für „gedruckte“ Körperteile geboten. Der Hauptfokus liegt bisher auf aus Titan gefertigten Hüftgelenken für die totale Endoprotetik (TEP). Diese werden einzeln und maßgefertigt für den einzelnen Patienten gefertigt. Aber auch Polymer-Knochen zur Rekonstruktion beschädigter Schädel- und Fingerknochen stehen hoch im Kurs. Körperteile aus dem 3D Drucker boomen. Im letzten Jahr wurden damit etwa 537 Millionen US-Dollar erwirtschaftet. Im Vergleich zu 2013 bedeutet dies einen Anstieg von 30 Prozent. So zumindest gab Terry Wohlers, Präsident von Wohlers Associates, einer Wirtschaftsberatung aus Fort Collins, Colorado mit Spezialisierung für 3D Druck, im Vorfeld der Konferenz an.

Blue Planet

Erstaunliche Entdeckung: Die Erde hat zwei Kerne

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Der Aufbau des Erdkerns ist anders als bisher gedacht.
Als Wissenschaftler an der Universität von Illinois und der chinesischen Nanjing Universität mittels seismischer Wellen das Innere unseres Planeten untersuchten, machten sie ein mehr als nur bizarre und verwunderliche Entdeckung.

Illinois (U.S.A.). Anstatt nämlich, wie bisher angenommen und als Lehrmeinung vertreten, verfügt unsere Erde nicht über nur einen Erdkern. Denn das Innerste im Innersten unseres blauen Planten, ganz wie eine russische Matrjoschka, hat einen eigenen Kern. Obendrein scheint dieser Erdkern im Erdkern völlig anders beschaffen zu sein, als die Geologen und Forschern bisher annahmen, die von der, bis dato unbelegten Existenz, eines solchen innersten Kerns ausgingen.

Lange Zeit ging die Geologie davon aus, dass der Erdkern aus einem äußeren Mantel aus flüssigem Eisen und einem festen, zentrale Kern aus Eisenkristall bestehen würde. Zudem ging die Wissenschaft beim zentralen Erdkern von einer Nord-Süd Ausrichtung aus. Aber, so belegen die Untersuchungsergebnisse aus Illinois und Nanjing, dahinter liegt nun noch ein weiterer Kern, dessen kristalline Form eine Ost-West Ausrichtung hat. Aber dies ist nicht die einzige Besonderheit des Erdkerns im Erdkern.

Wolf

Hunde folgen unseren Blicken und registrieren subtile Signale - selbst dann, wenn nicht Futter im Spiel ist

Wo schaut mein Besitzer hin? Hunde verstehen menschliche Blicke nicht nur dann, wenn sie auf Futter oder Spielzeug hindeuten. Auch wenn wir einfach nur zur Tür blicken, registriert der Hund dieses subtile Signal, wie Forscher jetzt erstmals belegt haben. Ob Hunde diese Form der nonverbalen Kommunikation wirklich beherrschen, war bisher strittig. Das Experiment zeigt nun auch warum: Training kann dieses instinktive Lesen der Signale stören.
© freeimages
Sie folgen unserem Blick
Dass Hunde uns Menschen erstaunlich gut "lesen" können, haben schon viele Experimente belegt. So erkennen die Vierbeiner unser Lächeln als Ausdruck guter Stimmung, ziehen wertvolle Informationen aus unserer Tonlage beim Sprechen und lassen sich von unserem Gähnen anstecken. Auch Gesten verstehen sie problemlos.

Blicke "lesen" nur auf Aufforderung?

Eine Fähigkeit war jedoch bisher unklar: Ob auch dann unseren Blicken folgen, wenn sie nicht ausdrücklich dazu aufgefordert werden, beispielsweise etwas zu finden. Bisher wusste man von Primaten, Delfinen, einigen Vögeln und Wölfen, dass sie diese subtile Form der Kommunikation beherrschen. Hunde schienen aber seltsamerweise nur dann auf Blicke zu reagieren, wenn sie konkrete Hinweise auf verstecktes Futter oder Spielzeug erwarteten.

Lisa Wallis von der Veterinärmedizinischen Universität Wien und ihre Kollegen haben nun erneut überprüft, ob Hunde unsere Blicke verstehen. Sie testeten dafür das Verhalten von 145 Border Collies im Alter zwischen 6 Monaten und 14 Jahren. Wallis führte den Test durch, indem sie im Testraum mit einem interessierten Gesichtsausdruck zur Tür blickte. Dabei wurde aufgezeichnet, ob die Hunde ihrem Blick folgten.

Kommentar: Manche Tiere sind uns ähnlicher als wir es wahrhaben wollen:


Bulb

Forscher entwickeln eine Nano-Graphen-Glühlampe die so hell ist, dass man sie mit bloßem Auge sehen kann

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© Young Duck Kim/Columbia Engineering
Mit Hilfe ein Atom dicker Kohlenstofffolie haben Wissenschaftler eine extrem miniaturisierte Glühlampe entwickelt, deren Licht sogar mit dem bloßen Auge erkennbar ist. Als "Glühdraht" verwendeten sie unter anderem zwei Mikrometer breite Streifen aus dem Hochleistungsmaterial Graphen, die sie wie eine Brücke zwischen zwei Elektroden spannten. Ab einer bestimmten elektrischen Spannung erhitzt sich das Material so weit, dass es Licht aussendet.

Damit haben die Forscher um Young Duck Kim von der Columbia University in New York das Prinzip der klassischen Glühlampen extrem miniaturisiert. Leitet man Strom durch einen dünnen Metalldraht, erhitzt er sich und beginnt früher oder später zu leuchten. Auf den Mikrometermaßstab lässt sich dieses Prinzip jedoch nicht ohne Weiteres übertragen, unter anderem weil die Drähte bei derart geringen Dicken schnell durchbrennen.

Bacon

Früherer Kannibalismus vom Stamm Fore bringt Forscher zum Schutz vor Creutzfeld-Jakob

Ein neues Prion-Protein macht Mäuse resistent gegen Prionenkrankheiten. Die Entdeckung geht auf rituellen Kannibalismus in Papua-Neuguinea zurück.
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Eine natürlicherweise beim Menschen vorkommende Variante des Prionproteins, V127, schützt transgene Mäuse vor Prionenerkrankungen wie der Creutzfeld-Jakob-Krankheit (CJK). Das fanden Forscher um John Collinge vom University College London in einer aktuellen Studie heraus.

Prionenerkrankungen werden von fehlgefalteten Prionen verursacht. Diese sind infektiös und stoßen normale Prionen im Gehirn in einem lawinenartigen Prozess dazu an, sich ebenfalls umzufalten und damit selbst infektiös zu werden. Eine stets tödlich verlaufende neurodegenerative Erkrankung ist die Folge. Da die Nervenzellen die fehlgefalteten Prionen nicht mehr abbauen können, gehen sie schließlich an ihnen zugrunde. Die neue Prionenvariante, V127, ist nicht nur selbst gegen die Umfaltung immun, sondern ist auch in der Lage, normale Prionen davor schützen.

Kommentar:


Nebula

Das Elektrische Universum - Teil 2: Elektromagnetismus im Vergleich zur Gravitation

Teil 1: Elektrizität und Plasma

© Sott.net
Buch - „Erdveränderungen und die Mensch-Kosmos Verbindung. Die geheime Geschichte dieser Welt Bd. 3“

Earth Changes And The Human-Cosmic Connection

Kapitel 2: Elektromagnetismus im Vergleich zur Gravitation


Wie wir zuvor erläutert haben, ist die Gravitation laut der Mainstream Wissenschaft die dominierende Kraft, die das Verhalten der Himmelskörper steuert. Für die Wissenschaftler, die dieser gängigen Lehrmeinung folgen, sind elektromagnetische Kräfte für gewöhnlich nicht existent oder bestenfalls vernachlässigbar. Allerdings sind elektromagnetische Kräfte 1039 mal stärker als Gravitationskräfte (das bedeutet, dass Elektromagnetismus eine Sextilliarde Mal stärker ist; das ist die Ziffer 1 gefolgt von 39 Nullen), deshalb macht diese Tatsache den Elektromagnetismus faktisch zur ‘treibenden Kraft’ in unserem Universum.

Die komparative Stärke zwischen Gravitation und Elektrizität wurde im Öltröpfchen-Experiment von Robert Millikan11 illustriert, der 1923 dafür den Nobelpreisträger für Chemie erhielt (siehe Abbildung 3). Millikan demonstrierte wie ein Öltröpfchen, das nur mit einem Elektron geladen wird (mit Hilfe der Röntgen-Ionisierung), durch die elektromagnetische Kraft angehoben werden kann, wenn das Tröpfchen einem starken elektrischen Feld ausgesetzt ist.12 Deshalb kann die elektromagnetische Kraft, die auf ein einziges Elektron ausgeübt wird, die Gravitationskraft der gesamten Erde, die auf das Tröpfchen wirkt, überwinden.

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© Melvin Henkel
Abbildung 3: Schematisches Diagramm von Millikan's Experiment. Die elektrische Anziehung von einem einzigen Elektron gleicht die phänomenal schwache (relativ gesprochen) Gravitationskraft der gesamten Erde auf das Öltröpfchen aus.
Um genau zu sein, sind Milikans zerstäubte Öltröpfchen viel kleiner als Öltropfen. Normalerweise hat ein Tröpfchen einen Radius von 0.1 Mikrometer13, während ein Tropfen etwa 1000 Mikrometer (also 1 Millimeter) groß ist. Da es etwa 1021 Atome in einem Tropfen Wasser gibt14, hat ein Tröpfchen Wasser ungefähr 1017 Atome. Millikan hat uns dadurch gezeigt, dass die elektromagnetische Kraft, die durch ein einziges Elektron ausgeübt wird, dem Gewicht (das heißt der Gravitation) von 1017 Atomen entgegenwirken kann. Die Übermacht von elektromagnetischen Magnetkräften im Vergleich zur Gravitation ist sogar noch beeindruckender wenn sich die Distanz erhöht:
Die Stärke eines elektrisch erzeugten Magnetfeldes (zum Beispiel in kosmischen Birkeland-Strömen), schwächt sich umgekehrt proportional zur ersten Potenz der Distanz vom Strom ab. Sowohl elektrostatische als auch Gravitationskräfte zwischen Sternen schwächen sich umgekehrt proportional mit dem Quadrat der Entfernung ab.15
Konkret heißt das: Elektromagnetische Kräfte werden bei einer Distanz zwischen zwei Körpern durch 100 (102) geteilt, Gravitationskräfte hingegen werden bei der selben Distanz durch 10.000 (104) geteilt. Während also die Schwerkraft eine signifikante Rolle zusammen mit elektromagnetischen Kräften innerhalb von Himmelskörpern spielen könnte, ist die Gravitation bei entfernten Interaktionen zwischen Körpern (Stern-Stern, Sonne-Planet, Sonne-Komet, etc.) weitgehend vernachlässigbar und elektromagnetischen Kräfte übernehmen, mit Abstand, die Oberhand.

Kommentar: Das vollständige Buch gibt es hier auf Englisch:



Alarm Clock

Efimov-Zustand im Edelgas entdeckt

Zarte Bande zwischen drei Heliumatomen: Der Efimov-Zustand ist nun auch bei Molekülen des leichten Edelgases aufgespürt worden.
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© Universität Frankfurt
Efimov-Molekül aus drei Heliumatomen. Die drei Heliumatome bilden ein spitzwinkliges Dreieck, ihr Abstand der gelb dargestellten Quantenwolke beträgt das Hundertfache der Größe der Atome.
Will man das komplizierte Zusammenspiel von drei physikalischen Objekten beschreiben, stößt man schnell an mathematische Grenzen. Das mussten schon alle Astronomen erkennen, die versucht haben, die Umlaufbahnen von drei Himmelskörpern zu berechnen. Auch berühmte Mathematiker wie Euler, Lagrange und Poincaré haben sich an dem Dreikörperproblem die Zähne ausgebissen. Groß war deshalb die Überraschung, als 1970 der russisch Theoretiker Vitaly Efimov ein Dreikörpersystem aus der Quantenphysik präsentierte, das sich überraschend einfach berechnen ließ. Danach sollen drei Teilchen schwach gebundene Zustände bilden können, obwohl sie dazu paarweise untereinander keine Bindung eingehen können.

Was theoretisch zunächst einfach klang, hat sich für die Experimentalphysiker jedoch als eine äußerst harte Nuss erwiesen. So sollte es über dreißig Jahre dauern, bis österreichische Physiker erstmals Hinweise auf mysteriösen Quantenzustand bei extrem kalten und speziell präparierten Cäsiumatomen fanden. Seitdem haben sich immer mehr Forscher dieser exotischen Dreierbeziehung verschrieben. Jetzt haben Physiker aus Frankfurt am Main den fragilen Efimov-Zustand erstmals auch bei Edelgasmolekülen in einem Gasstrahl entdeckt.

Kommentar:


Mars

NASA-Sonde fand Glas von Meteoriteneinschlag auf dem Mars

Material entstand vermutlich bei Einschlag von Meteoriten, Forscher hoffen auf eingeschlossene Lebensspuren

© nasa/jpl-caltech/jhuapl/univ. of arizona
Nasa-Forscher haben auf Spektralaufnahmen des "Mars Reconnaissance Orbiter" Glas entdeckt, das beim Einschlag von Meteoriten entstanden sein dürfte.
Washington - US-Wissenschafter haben auf der Marsoberfläche umfangreiche Glasablagerungen entdeckt. Das Material tauchte auf Aufnahmen der Nasa-Sonde "Mars Reconnaissance Orbiter" (MRO) an den Hängen der zentralen Berge mehrerer Einschlagskrater auf. Die Forscher gehen daher davon aus, dass das Glas durch die enorme Hitze beim Aufprall von Meteoriten entstanden ist.

In den letzten Jahren konnten wissenschaftliche Untersuchungen in terrestrischem Impakt-Glas konservierte Fragmente früheren Lebens nachweisen. So entdeckten beispielsweise Peter Schultz und sein Team von der Brown University in Providence, Rhode Island, organische Moleküle und Pflanzenmaterial, die bei einem Meteoriteneinschlag vor mehreren Millionen Jahren im heutigen Argentinien in Glas eingeschlossen wurden. Der Forscher hofft nun, dass in dem Marsglas ebenso Hinweise auf früheres Leben auf dem Roten Planeten konserviert sein könnten.

In der nun im Fachjournal "Geology" veröffentlichen Studie beschreiben die Wissenschafter Kevin Cannon und Jack Mustard, ebenfalls von der Brown University, die komplexen Analysen, die hinter der aktuellen Entdeckung von Marsglas in mehreren gut erhaltenen Kratern stehen. Um unterschiedliche Mineralien und Gesteinstypen auf dem Marsboden aus der Entfernung zu identifizieren, haben die Wissenschafter die Spektren des Lichts, das von der Planetenoberfläche reflektiert und vom "MRO"-Instrument "Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars" (Crism) registriert wurde, genauer untersucht.

Ice Cube

Manipulation von Materie: Erster Wasser-Computer entwickelt und vorgestellt

Ingenieure der Stanford University haben den weltweit ersten Computer vorgestellt dessen Prozessor von mit magnetischen Nanopartikel versehenen Wassertropfen angetrieben wird. Der Prozessor funktioniert wie ein Uhrenwerk und ist in der Lage auch kompliziertere Rechenoperationen durchzuführen. Die magnetischen Partikel fließen durch ein Micro-Miniatur-Verbund von Kanälen.
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© Stanford
Techniker aus Stanford University haben den ersten mit Wasser operierenden Computer der Welt gebaut
Wasser-Prozessor kann es mit konventionellen Prozessoren aufnehmen

Der neue fluidische Computer nutzt elektromagnetische Felder um die angereicherten Wassertropfen gezielt durch ein Set bestehend aus physischen Toren zu pumpen. Dabei können logische Rechenoperationen ausgeführt werden. Eingelassen in eine Oil-Umgebung ist der Computer den Entwicklern zufolge in der Lage vergleichbare Prozesse durchzuführen, die konventionelle Computer beherrschen. Bisher würde der Wasser-Computer jedoch noch etwas mehr Zeit für die einzelnen Operationen benötigen. Das Hauptproblem bei diesem neuartigen Computer, war die perfekt funktionierende Logic, resultierend aus dem reibungslosen Synchronisations-Ablauf der Wassertropfen-Bewegung. Dabei musste vor allem das rotierende Magnetfeld entsprechend eingestellt werden, was unter anderem eine Menge Zeit beanspruchte.