Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation

Wie Regen in einem der wichtigsten Wolkentypen entstehen könnte, wird jetzt klarer

Max-Planck-Gesellschaft europaweit auf Platz fünf

Herzrhythmusstörungen gehören zu den häufigsten Todesursachen in den Industrieländern. Behandelt werden sie häufig mit Defibrillatoren, die schmerzhafte Elektroschocks auslösen. Der Physiker Stefan Luther hat einen sanfteren Weg gefunden, um die sogenannten Arrhythmien zu beenden

Vor hundert Jahren nahm das Kaiser-Wilhelm-Institut für Strömungsforschung seine Arbeit auf. Aus ihm wurde das heutige Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, das grundlegende Fragen der Physik vernetzter dynamischer Systeme erforscht und damit seiner Leidenschaft für die großen physikalischen Zusammenhäng treu geblieben ist

Während des Jahresempfangs „Prelude 2025“ in Berlin schlug Patrick Cramer eine unabhängige wissenschaftliche Chefberaterin für die Bundesregierung vor, vergleichbar mit den Chief Scientific Advisors to the Government in Kanada oder Großbritannien

Am Anfang ist das Leben äußerst empfindlich. Schon die Kräfte, die während der Entwicklung eines Embryos wirken, können die präzise Koordination bei der Formgebung gefährden. In einem interdisziplinären Team haben Matthias Häring und Fred Wolf, Wissenschaftler an der Georg-August-Universität Göttingen und am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, untersucht, wie Gewebe in einem Embryo mit mechanischen Kräften umgeht. Eine wichtige Rolle spielen dabei Mechanismen, die in der Biologie vom Hörsinn bekannt sind.

Herzrhythmusstörungen gehören zu den häufigsten Todesursachen in den Industrieländern. Behandelt werden sie häufig mit Defibrillatoren, die schmerzhafte Elektroschocks auslösen. Der Physiker Stefan Luther hat einen sanfteren Weg gefunden, um die sogenannten Arrhythmien zu beenden. Zusammen mit Industriepartnern will er die Technik jetzt in den Markt bringen.

Windräder können sich gegenseitig den Wind klauen. Denn direkt hinter einem Windrad ist die Luftströmung turbulent und enthält weniger Energie. Das wird bei der Planung von Windparks zwar bereits berücksichtigt, doch neue Erkenntnisse wie die von Claudia Brunners Team am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen könnten helfen, die Verluste weiter zu minimieren. Die Untersuchungen knüpfen an die Anfänge der Strömungsforschung in Göttingen an, die zur Gründung des Instituts vor 100 Jahren führten.

Die ersten selbstfahrenden Autos sind bereits im Einsatz. Allerdings ist bisher weder die Technik ausgereift, noch sind alle ethischen Fragen dazu geklärt. Außerdem ist es höchste Zeit, darüber nachzudenken, wie die neue Technologie künftig zu mehr Nachhaltigkeit im Verkehr beitragen kann.

Seit Beginn der Corona-Epidemie in Deutschland hat sich das Leben von Viola Priesemann ziemlich verändert: Nun forscht die Leiterin einer Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation nicht mehr nur zur Informationsverarbeitung im Gehirn, sondern auch zur Ausbreitung des Virus. Und seither gehЪren zu ihrem Alltag auch Politikberatung, Interviews und Auftritte im Fernsehen.

Wir Menschen bestehen aus Millionen Zellen, die sich miteinander koordinieren müssen. In einem interdisziplinären Team aus Entwicklungsbiologen, Hirnforschern und Physikern untersuchen wir, wie Zellen Informationen austauschen, um sich zu organisieren. Wie wir zeigen konnten, haben Zellen scharfe Ohren: Sie „hören“ mechanische Signale, um im Embryo zusammen zu arbeiten. Dabei nutzen sie die gleichen molekularen Mechanismen, die für unser Hören wichtig sind. Dieses „Zellgeflüster“ steuert die Formbildung, schützt das Gewebe vor Verformungen und ist entscheidend für erfolgreiche Entwicklung.

Wir entwickeln Modell-Agenten, deren kognitive Kapazität beschränkt werden kann und die in Gemeinwohlspielen menschenähnlich agieren. Die Erforschung ihres kollektiven Verhaltens in vernetzten Spielgeometrien soll den Weg zu prädiktiven Simulationen gesellschaftlicher Gleichgewichte und Instabilitäten ebnen. Erste Ergebnisse zeigen bemerkenswerte Universalitäten in der Bereitschaft zur Investition in Gemeingüter, abhängig vom Grad der Vernetzung der Spielgruppen. Diese Ergebnisse korrelieren gut mit Alltagserfahrungen.

Trotz zahlreicher Forschungsansätze ist immer noch nicht ganz klar, wie die einzelnen Bestandteile einer Zelle sich selbst organisieren, um eine lebende Zelle zu bilden. In der kürzlich gegründeten Abteilung Physik lebender Materie suchen wir nach neuer Physik in lebenden Systemen. Dabei überwinden wir Skalengrenzen – von einzelnen Molekülen bis hin zu makroskopischen Systemen – und decken allgemeine Prinzipien auf, die für die Entstehung und Organisation von lebender Materie sowie synthetischer, lebensähnlicher aktiver Materie entscheidend sind. 

Im Frühjahr 2020 wurde die Welt von einem Virus überrascht: SARS-CoV-2 breitete sich zügig aus und stellte jeden einzelnen vor unerwartete Herausforderungen. Wir haben in Göttingen innerhalb von Wochen wegweisende neue Erkenntnisse zur Ausbreitung und Eindämmung von COVID-19 vorgelegt: Wir haben die Ausbreitung analysiert und vorhergesagt, die Aerosolbelastung und Wirksamkeit von Masken quantifiziert und realistische Eindämmungsstrategien entworfen. All diese Erkenntnisse haben wir über Pressearbeit und Stellungnahmen der Öffentlichkeit schnellstmöglich zur Verfügung gestellt.  

Um das Verkehrsaufkommen auf unseren Straßen zu reduzieren, muss die Zahl der Passagiere je Fahrzeug erhöht werden. Dies kann durch Ride-Pooling und durch die Stärkung der Liniendienste geschehen. Mithilfe der Methoden der statistischen Physik haben wir eine Theorie solcher Systeme entwickelt, deren Vorhersagen wir durch Experimente (Pilotprojekte) bestätigen konnten. Wir haben dieses System inzwischen in die Nähe der Marktreife gebracht und streben in naher Zukunft eine kommerzielle Verwertung an mit dem Ziel, die Städte lebenswerter und das Land mobiler zu machen.