My Science and Me

„Dieses Foto zeigt mich nur bedingt bei der Arbeit – eher bei großem Vergnügen: Alle zwei Jahre veranstalte ich mit zwei Kollegen, Wolfgang Schmidt und Andre Pommerin, eine öffentliche „Experimentalshow“ auf einer nahe am Institut gelegenen Freilichtbühne, meist mit über 2.000 Zuschauern. Dort versuchen wir, durch spektakuläre Experimente Faszination für Wissenschaft zu wecken, besonders für Chemie. Im Bild sieht man, wie ich Methan, die Hauptkomponente von Erdgas, in flüssiger Form bei minus 161.5 Grad Celsius brennend auf eine glatte Unterlage gieße. Die Methan-Tröpfchen verdampfen zum Teil, wenn sie auf den Untergrund treffen und „tanzen“ dann auf dem Gaspolster hin und her – wie Wassertropfen auf einer sehr heißen Herdplatte. Aus den Rückmeldungen weiß ich, dass alle Altersgruppen diese Veranstaltungen sehr genießen und sie bei Schülerinnen und Schülern durchaus auch Einfluss auf die Wahl des Studienfachs haben.“

Ferdi Schüth, Direktor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung

 

„Auf diesem Bild stehe ich vor meinem Lieblingsmessgerät, einem Photoelektronenspektrometer. In diesem Ungetüm aus Stahl werden Elektronen mithilfe von ultraviolettem Licht aus den Oberflächen der zu untersuchenden Materialien ausgelöst. In der silbernen Halbkugel wird ihre Geschwindigkeit gemessen sowie die Richtung, in die sie sich bewegen, also ihr Impuls. Damit kann ich verschiedene Eigenschaften von Materialien untersuchen, die Kollegen und ich vorher am Computer berechnet haben.

Ich weiß nicht, ob Goethe wirklich "mehr Licht" brauchte, aber ich benötige von Zeit zu Zeit nicht nur mehr Licht, sondern auch die Farben jenseits des Regenbogens. Dann fahre ich zum Experimentieren nach Hamburg, zum Elektronen-Speicherring PETRA III. Dieser Ring ist mit mehr als zwei Kilometern Umfang sozusagen die größte Lampe der Welt. Mit ihrem brillanten Röntgenlicht kann ich viel tiefer in die Materialproben blicken als das im Labor möglich ist.  Auch dort hilft mir wieder eine etwas größere, silberne Halbkugel dabei, den Impuls der ausgelösten Elektronen zu bestimmen.“

Gerhard H. Fecher, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe
 

„Man könnte meinen, dass das rötliche Licht nur aus Effekthascherei angeschaltet wurde – aber tatsächlich arbeitet meine Forschungsgruppe oft im Halbdunkeln. Meine Studentinnen und Studenten arbeiten viel mit lichtempfindlichen Molekülen. Moleküle, von denen wir denken, dass sie eine wichtige Rolle bei der Entstehung des Lebens vor über vier Milliarden Jahren gespielt haben. Und als wären die Moleküle nicht schon empfindlich genug, vertragen sie zusätzlich oft auch keinen Sauerstoff. Deswegen sieht man auf dem Foto sogenannte Anaerobenkammern oder Gloveboxen, die es uns ermöglichen, unter sauerstoffarmer Atmosphäre zu arbeiten. In diesen Kammern kann es bei uns auch ganz schön eng werden, wenn sich darin verschiedene Metallpulver, Pufferlösungen und Geräte stapeln – wir machen immer Witze, dass wir eigentlich ein ganzes Labor unter Sauerstoffausschluss betreiben müssten, mit raumstationartigen Schleusen. Aber letztlich sind die Gloveboxen dann wahrscheinlich doch etwas bequemer als die ganze Zeit mit Sauerstoffgerät im Labor herumzulaufen.
Auf der frühen Erde hatten es unsere Moleküle im Übrigen etwas leichter – da gab es keinen Sauerstoff in der Atmosphäre und auch gute Orte, um zerstörerischem Licht aus dem Weg zu gehen. Zum Beispiel in der Erdkruste am Meeresboden.“

Martina Preiner, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie
 

„Mein Lieblingsteleskop − die "100m-Schüssel“, wie wir sie liebevoll nennen − ist das zweitgrößte frei bewegliche Radioteleskop der Welt. Es steht in der Eifel, in der Nähe von Bad Münstereifel-Effelsberg, und hilft uns, den Radiohimmel und seine faszinierenden Phänomene zu beobachten und besser zu verstehen.

Mich interessieren besonders die supermassereichen Schwarzen Löcher in den Zentren entfernter Galaxien. Auch unsere Milchstraße beherbergt ein solches Schwarzes Loch mit vier Millionen Sonnenmassen. Schwarze Löcher lassen sich nicht direkt beobachten. Die enorme Gravitation verhindert, dass Information oder Licht daraus entweichen. Der Ereignishorizont ist für uns die Grenze − wir können nicht dahinter schauen. Es ist aber möglich, einen Schnappschuss des Gases zu machen, das das Schwarze Loch umströmt. Dann sieht man eine Art Schatten des Schwarzen Lochs. Das ist der Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration im Jahr 2019 erstmals gelungen – bis heute eine Sensation. Als Teil der Kollaboration durfte ich das Bild am Tag der Veröffentlichung im Kontrollraum der 100m-Schüssel erstmals einem Filmteam zeigen.
Inzwischen bin ich auf der Suche nach etwas ganz Besonderem: Schwarze Löcher im Doppelpack. Schauen wir mal, was uns die 100m-Schüssel künftig alles noch verraten wird.“

Silke Britzen, Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Radioastronomie
 

„Zugegeben, bei diesem Bild hat der Fotograf etwas getrickst, denn normalerweise ist es dunkel, wenn ich mit Mikrofonen, Lautsprechern und Laptop am Waldrand sitze und auf Fledermäuse warte. Und bis man tatsächlich eine vor die Kamera bekommt, können Stunden vergehen, daher ist diese erst nachträglich ins Bild montiert worden. Da Fledermäuse im Dunkeln aktiv sind, nutzen sie eine spezielle Möglichkeit, um sich zu orientieren, ihre Nahrung zu finden und sich miteinander auszutauschen: Ultraschall! Ungefähr zehn Mal pro Sekunde rufen sie so laut wie ein Presslufthammer, nur dass wir das nicht hören. Doch unsere Mikrofone können die Rufe für uns aufzeichnen und hörbar machen. Sie befinden sich auf dem linken Stativ. Für jeden Ruf können wir berechnen, wo sich die Fledermaus befindet, um etwa zu untersuchen, wie sie reagiert, wenn wir aus dem Lautsprecher rechts die Rufe von anderen Fledermäusen, die Echos von Beutetieren oder die Geräusche von Räubern vorspielen. Mit unserer Forschung lernen wir, wie Fledermäuse „mit den Ohren sehen“ und wie sie zusammen mit den vielen Insekten nachts im Dunklen hochkomplexe ökologische Netzwerke bilden. Nicht zuletzt möchten wir durch einen Vergleich aber auch unser eigenes Gehör besser verstehen.“

Holger Goerlitz, ehem. Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz (Alumni)

 

„Dieses Foto zeigt mich auf dem Dach unseres Instituts, zwischen Himmel und Erde. Um mich herum drehen sich Schalenanemometer und messen präzise den Wind. Sie sind Teil eines größeren Systems, mit dem wir das "Atmen der Ökosysteme" erfassen – den Austausch von CO₂, Wasser und Energie zwischen Boden, Vegetation  und Atmosphäre. Zusammen mit unseren internationalen Partnern messen wir an hunderten Standorten weltweit, wie Wetter und Klima die Ökosysteme beeinflussen und wie Klimaextreme wie Dürren oder Hitzewellen deren sensibles Gleichgewicht verändern. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz suchen wir in diesem Datenschatz nach Mustern und Antworten: Was erzählt uns die Natur über ihre Belastungsgrenzen – und über unsere gemeinsame Zukunft? Können wir mithilfe dieser Datenmengen nicht nur das Verständnis von Klimaextremen verbessern, sondern auch Frühwarnsysteme entwickeln, um ihre Auswirkungen auf Landwirtschaft, Wälder oder Wasserressourcen abzumildern?“

Markus Reichstein, Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie
 

„Das bin ich zusammen mit Apollo, einem humanoiden Roboter. Mit seinen geschickten Händen kann er Werkzeuge greifen und Objekte manipulieren. Meine Forschung dreht sich darum, wie Roboter gemeinsam mit Menschen komplexe Aufgaben bewältigen können. Dafür soll Apollo lernen, nach einem unbekannten Gegenstand zu greifen. Bisher bereitet ihm das Probleme: Hat er etwa gelernt, einen Hammer am Stiel zu greifen, klappt es nicht, wenn ich ihm das Werkzeug mit dem Kopf voran reiche. Am Rechner simuliere ich daher unzählige mögliche Griffe. Grundlage ist eine Datenbank, die ich mit Modellen von Tausenden von Gegenständen gefüttert habe – vom Hammer bis zur Spielzeugpuppe.

Als Informatikerin habe ich früher selbst viel programmiert und Experimente aufgesetzt. Heute bleibt mir dafür leider kaum noch Zeit. Aber jedes Mal, wenn meine Studierenden mir ihre Ergebnisse zeigen – wenn der Roboter ein Objekt erfolgreich greift oder eine neue Fähigkeit zeigt – spüre ich noch immer das gleiche Gefühl der Zufriedenheit wie damals, als meine eigenen Programme liefen. Es ist faszinierend zu sehen, wie weit wir in der Robotik gekommen sind – und wie viel es noch zu entdecken gibt.“

Jeannette Bohg, ehem. Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für intelligente Systeme (Alumni)
 

„Jens Frahm und sein Team haben eine Technik entwickelt, mit der sich in Echtzeit Magnetresonanztomografie (MRT)-Aufnahmen machen lassen. Die Flash2 genannte Technik basiert auf einem ausgeklügelten mathematischen Verfahren zur Bildrekonstruktion und erlaubt es, bis zu 100 Bilder pro Sekunde aufzunehmen. So können Bewegungen im Innern des Körpers in Echtzeit beobachtet werden. Für die medizinische Diagnostik ist Flash2 ein enormer Fortschritt, denn Gelenk- und Sprechbewegungen, Schluckvorgänge oder das schlagende Herz lassen sich nun direkt beobachten. Für die Entwicklung der Flash-Technik wurde Jens Frahm 2018 mit dem Europäischen Erfinderpreis ausgezeichnet.

Hinter Jens Frahm ist ein Standbild aus einem Video zu sehen, das mittels Magnetresonanztomografie (MRT) aufgenommen wurde. Es zeigt den Mund- und Rachenraum eines Hornspielers der Berliner Philharmoniker.“


Harald Rösch, Wissenschaftsredakteur der Max-Planck-Gesellschaft, Generalverwaltung
 

„Wenn das Telefon in der Woche der Nobelpreisverleihung um kurz vor 12 Uhr klingelt, dann sollte man vorgewarnt sein. Nicht nur als potenzieller Nobelpreiskandidat, sondern auch als dessen Pressereferent. An jenem sonnigen Feiertag, dem Tag der Deutschen Einheit, saß ich gerade mit meinem Sohn im Sand und versuchte, einen Tunnel in das viel zu trockene Substrat zu buddeln.
Mit dem Anruf aus Stockholm sollte sich das friedvolle Dasein schlagartig ändern. Und das für längere Zeit. Unablässig bestürmten die Medien Ferenc Krausz in den ersten Wochen nach der Bekanntgabe. Mein Chef unternahm alles Menschenmögliche, um jeder Anfrage gerecht zu werden. Nicht alles war jedoch machbar. Die mediale Welle rollte einfach zu schnell und zu hoch über uns alle hinweg. Einen kleinen Eindruck verschafft dieses Bild. Es zeigt Ferenc Krausz in einem Laserlabor seines attoworld-Teams. Kurz nach der Verleihung des Nobelpreises lässt er sich dort geduldig von dem Fotografen Stephan Höck ablichten.
Die Presseanfragen zu koordinieren, Bilder zur Verfügung zu stellen und fundierte Informationen über die jetzt nobelpreisgekrönte Attosekundenphysik zur Verfügung zu stellen, war meine Aufgabe und die einiger meiner Kolleginnen. 
Ferenc Krausz wurde übrigens zusammen mit Anne L’Huillier und Pierre Agostini für seine Pionierleistungen auf diesem Gebiet geehrt. Ihm gelang es als erster, Lichtblitze zu erzeugen, die nur Attosekunden, also Milliardstel einer milliardstel Sekunde dauern. Damit konnte man erstmals die Bewegungen von Elektronen in Atomen und Molekülen sichtbar machen.“

Thorsten Naeser, Leiter der Presseabteilung des attoworld-Teams von Nobelpreisträger Ferenc Krausz. www.attoworld.de | Max-Planck-Institut für Quantenoptik
 

“Ein Mikroskop weiterzuentwickeln sieht manchmal aus wie DJing. Ich habe dieses Mikroskop gebaut, um spezifische Regionen in lebenden Zellen zu aktivieren.“.

Dieses Foto war Teil der Social-Media-Kampagne #mymachineandme

Bruno Scocozza, ehem. Doktorand am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie

„Hier stehe ich auf einem Gerüst, das die weltweit größte Fusionsforschungsanlage „Wendelstein 7-X“ umgibt. Die Plattform befindet sich auf einer Höhe von etwa 10 Metern, was eine Vorstellung von den Dimensionen dieser 1.000 Tonnen schweren Maschine erlaubt. 

Wendelstein 7-X ist eine Forschungsanlage zur Untersuchung von extrem heißem und dünnem Wasserstoffgas, sogenanntem Plasma. Ziel ist es, der Menschheit durch die Verschmelzung der Wasserstoffkerne eine neue, saubere Energiequelle zu erschließen. Damit das heiße Plasma die Wände nicht berührt, müssen wir es in einem komplex geformten Magnetfeld einschließen, das von 70 supraleitenden Magnetfeldspulen erzeugt wird. 

An dieser Anlage in Form eines sogenannten Stellarators wurde fast 20 Jahre lang gebaut, 15 Jahre davon unter meiner Leitung. Seit 2022 ist die Anlage vollständig, erste Forschungsschritte konnten schon ab 2015 gemacht werden. Ziel unseres 400-köpfigen internationalen Teams ist es,  die Plasmatemperatur Schritt für Schritt zu steigern. In der letzten Messphase gelang es uns, die Ionen im Plasma kurzzeitig auf etwa 35 Millionen Grad Celsius zu erhitzen. Die Kunst ist es, lange Plasmapulse bei hohen Plasmatemperaturen zu schaffen. Daran arbeiten wir gerade.“

Thomas Klinger, Leiter des Bereichs Stellarator-Dynamik und -Transport am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP), Greifswald
 

„Solarzellen aus neuen Materialien wie Perowskit versprechen eine deutlich höhere Energieausbeute als herkömmliche Solarzellen aus Silizium. Sieben Kilo Perowskit könnten so viel Strom erzeugen wie 35 Tonnen Silizium, hab‘ ich mal gelesen.

Um besser zu verstehen, wie Solarzellen aus Perowskit Sonnenenergie in elektrischen Strom umwandeln, war mein Ziel, einen Blick ins Innere der Zellen zu werfen. Dafür habe ich die Solarzellen durchgebrochen, die Bruchstellen mit einem Ionenpolierer geglättet und anschließend mittels Rastersondenmikroskopie untersucht. Diese Methode kann über die Wechselwirkung einer sehr feinen Spitze, der sogenannten Sonde, mit der Probe die elektronischen Eigenschaften der einzelnen Materialschichten in der Solarzelle abbilden – und das mit einer Auflösung im Nanometerbereich. Wir konnten also auf Nanoebene Einblicke in die Solarzellen erhalten und uns dann Gedanken machen, welche Schichten wir noch weiter verbessern könnten, um mit Perowskit-Solarzellen in Zukunft noch mehr Strom zu erzeugen.

Die Funktion der Solarzelle „live“ im Rastersondenmikroskop zu verfolgen, war eine der spannendsten Erfahrungen meiner Doktorarbeit. Der Weg dahin war aber oft steinig: Viele Solarzellen sind schon während des Polierens kaputt gegangen, und die nur wenige Mikrometer kleine polierte Stelle unter dem Rastersondenmikroskop zu finden, glich manchmal der Suche nach einer Nadel im Heuhaufen.

Auf dem Bild sieht man mich am optischen Mikroskop des Ionenpolierers.“

Ilka Hermes, ehem. Doktorandin am Max-Planck-Institut für Polymerforschung
 

„Im Jahr 2020 zu Beginn der Pandemie, begann ich mit dem Aufbau meiner neuen Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts. Es war eine herausfordernde Zeit, zum einen wegen der Pandemie, aber auch, weil wir bei Null anfangen mussten. In diesen ersten Monaten war ich oft bei meinem Doktoranden im Labor, um ihm bei der Entwicklung unserer ersten „Femtosekunden-Feldoskopie“ zu helfen. Eine Femtosekunde ist der millionste Teil einer milliardstel Sekunde. Die Dimension lässt sich vielleicht so veranschaulichen: Entspräche eine Sekunde dem Weg von der Erde zur Sonne, wäre eine Femtosekunde etwa 0,15 Millimeter lang.
Wir hatten mit unzähligen Hindernissen zu kämpfen. Ich erinnere mich noch an eine bestimmte Nacht, in der es nicht so lief wie geplant. Ich saß direkt auf dem optischen Tisch und versuchte, ein kritisches Bauteil zu reparieren. Diesen Moment nutzte mein Doktorand, um ein Foto von mir zu machen. Dieses Foto wurde zu einem Symbol für diese ersten harten, aber prägenden Monate. Der Fotograf Axel Griesch hat das Bild später dann sogar reproduziert. Für mich zeigt es die Realität der Forschung: den Kampf und die Ausdauer hinter den Kulissen.
Mit unserem Femtosekundenlaser sind die Lichtblitze kurz genug, um bewegte Moleküle scharf abbilden zu können. Wenn wir es einst schaffen, die Vorgänge in Nervenzellen bei der Signalübertragung abzubilden, könnte das für die Heilung von Krankheiten wie Parkinson von Bedeutung sein.“

Hanieh Fattahi, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts
 

Das ist ein von der Natur inspirierter „Roboterhüpfer“, der –  gerade aus meinen Händen entlassen – seine ersten Hüpfer nach vorne gemacht hat.  Mich fasziniert herauszufinden, wie Tiere und Roboter es schaffen, sich auf zwei Beinen fortzubewegen.

Ich bin Biomechaniker und arbeite an der Schnittstelle von Biologie, Ingenieurwesen und Informatik. Dabei beschreibe ich Bewegungsabläufe und messe Kräfte und Gelenkbewegungen. Um mit diesem Wissen Robotern das Laufen beizubringen, müssen wir vereinfachen. Denn die tatsächlichen Bewegungsabläufe von Tieren, bei denen Skelett, Muskeln, Sehnen und Faszien miteinander interagieren, sind zu komplex.

Das Bauen und Testen macht mir besonders viel Spaß – nicht nur von Robotern, sondern auch von Hypothesen. Dabei teste ich verschiedene mechanische Designs mit einer Steuerungssoftware. Ich kann mich sehr gut mit dem berühmten Zitat von Richard Feynman identifizieren: „Was ich nicht erschaffen kann, kann ich nicht verstehen.“
Schön finde ich auch, dass wir durch unsere Forschung die Notwendigkeit von Tierversuchen verringern.“

An Mo, Max-Planck-Institut für intelligente Systeme, Stuttgart
 

Das bin ich und ‚meine‘ 9 Tauchrohr-Beobachtungssysteme in unserem Wendelstein7-X Stellarator, mit dem 25 Kameras unser 20 Millionen Grad heißes Plasma in seinem magnetischen Käfig beobachten können. Einige dieser Kameras zeigen mir mit Infrarotbildern, wo unser Plasma mit den Wandkomponenten interagiert, während andere die Teilchen zählen, die vom kühleren Plasmarand einströmen. Bei ihrer Arbeit müssen diese Kameras ein Magnetfeld von 2,5 Tesla, ca. 500 Watt Mikrowellenstrahlung und eine Arbeitsumgebung von 45 Grad ertragen. Trotzdem überfluten sie mich fleißig mit Daten und haben bisher einen Videostapel von ca. 140 TB angehäuft - etwa doppelt so viel wie die Menge an Katzenvideos auf Youtube im Jahr 2015."

Dieses Foto war Teil der Social-Media-Kampagne #mymachineandme aus dem Jahr 2018

Peter Drewelow, ehem. Postdoc am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (Alumni)
 

„Was verbindet Hillary Clinton mit Friedrich dem Großen? Das fragte ich mich 2012, als ich an einem Buch über die „Gefühlspolitik“ des preußischen Königs aus dem 18. Jahrhundert arbeitete. Schon Friedrich wollte gern Herr über die Herzen seiner Untertanen sein und sich damit seine Macht sichern. Heutige Staatsmänner und -frauen sind gefühlspolitisch noch deutlich versierter. Als Hillary Clinton 2008 um die demokratische Präsidentschaftskandidatur warb – und am Ende Barack Obama den Vortritt lassen musste – besaß sie den Ruf einer machthungrigen, eiskalt und berechnend handelnden Politikerin. Um weiblicher zu wirken, ließ sie nach der Wahlniederlage eine Träne fließen und zeigte sich emotional angefasst. Das wirkte, zumindest vorläufig …

Als Direktorin am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung habe ich mich viele Jahre mit der Geschichte der Gefühle beschäftigt, mit dem Wandel, dem Gefühlsnormen im Laufe der Zeit unterliegen. Kaltherzigkeit etwa kann ein schwerer Vorwurf sein – oder aber als Emotionslosigkeit durchaus auch positiv gewertet werden: als unvoreingenommen, sachlich oder als cool.

Mittlerweile bin ich emeritiert, forsche aber weiter und mische mich ein, nunmehr als Präsidentin der Max Weber Stiftung mit elf geisteswissenschaftlichen Forschungsinstituten in der ganzen Welt.“

Ute Frevert, ehem. Direktorin Max-Planck-Institut für Bildungsforschung (Emeritus)
 

"Das bin ich in der Vakuumkammer der Röntgentestanlage PANTER des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik. Hier arbeite ich an der Prüfung von Röntgenoptiken für Weltraumteleskope. Das geschieht in dieser Vakuumkammer, weil dort das Vakuum des Weltraums simuliert werden kann. So können wir sicherstellen, dass unsere Röntgenoptiken die Leistungsanforderungen der Mission erfüllen."

Weltweit gibt es nur eine weitere Röntgentestanlage dieser Art, die noch größer ist als PANTER, die NASA test facility in Huntsville, USA.

Dieses Foto war Teil der Social-Media-Kampagne #mymachineandme

Miranda Bradshaw, ehem. Postdoc am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (Alumni)
 

„Wir Ornithologinnen und Ornithologen am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz studieren den Gesang von Zebrafinken und wie sie diesen erlernen.

Bei Zebrafinken singen nur die Männchen. Gut drei Monate hat ein Fink ungefähr Zeit, sich seinen Gesang anzutrainieren. Dann ist seine Schulzeit vorbei, und er singt das bis dahin Gelernte fortan für den Rest seines Lebens.

Die Vögel tragen winzige Sender, die die individuellen Gesänge und die neuronale Aktivität der Gesangszentren im Gehirn aufzeichnen und an ein komplexes Aufnahmesystem übertragen, das außerhalb der Voliere steht. Die von uns entwickelte Technik ermöglicht es uns, mit einer einzigen Antenne 12 Tiere gleichzeitig zu erfassen. Wir können unsere Vögel damit sehr naturnah in großen Gruppen und noch größeren Volieren halten um sicherzustellen, dass sie ihr natürliches Verhalten zeigen. Auf diese Weise konnten mein Team und ich bereits einige Geheimnisse der neuronalen Steuerung von gelerntem Gesang und angeborenen Rufen bei Singvögeln entschlüsseln.

Auf dem Foto montiere ich gerade die Antenne in der Voliere.“

Lisa Trost, Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz
 

„Zusammen mit meiner Forschungsgruppe habe ich im Jahr 2024 einen optischen Oszillator entwickelt. Mit diesen Lichtimpulsen lassen sich Treibhausgase wie Methan detektieren. Wir wollen dadurch zur Klärung der Frage beitragen, aus welchen Quellen diese Gase in die Atmosphäre gelangen und wie sie sich dort verteilen. Das zu wissen könnte helfen, die Auswirkung dieser Gase auf das Klima genauer zu bestimmen.“

Hannieh Fattahi, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts
 

„In meiner Forschung geht es um die ganz großen Fragen: Was macht Leben aus? Wie könnte es entstanden sein? Auf der Suche nach Antworten bilden wir die Eigenschaften einer Zelle nach, indem wir möglichst ohne die Bausteine der Natur auskommen. Diese neuartige, künstliche Zelle soll alle Merkmale von Leben besitzen, insbesondere die Fähigkeit zur Teilung und zur Evolution. Denn getreu dem Motto des Physikers Richard Feynman hat man schließlich nur dann etwas komplett verstanden, wenn man es selbst erschaffen kann. Die Bauteile basteln wir beispielsweise mithilfe von RNA-Origami – einer Art Faltkunst mit Erbmaterial.

Begriffe wie  „künstliche Organismen“ rufen oft Ängste hervor. In der Synthetischen Biologie geht es aber nicht darum, wie Frankenstein irgendwelche Monster zu erschaffen. Uns interessieren in erster  Linie Zellen. So  könnten künstliche Zellen etwa eines Tages darauf programmiert werden, im menschlichen Körper medizinische Aufgaben zu erfüllen. Deshalb habe ich einige unserer Erkenntnisse bereits patentieren lassen.

Das Foto zeigt mich kurz nach meiner Ankunft als neue Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck Institut für Medizinische Forschung in Heidelberg. Das ist nun einige Jahre her. Inzwischen habe ich einen Ruf auf eine Professur an der Universität Heidelberg angenommen.

Ich bin dem Institut und der Max-Planck-Gesellschaft unglaublich dankbar für die großartige Unterstützung auf meinem Weg, aber auch für das familiäre und freundliche Umfeld, das mir sehr ans Herz gewachsen ist.“

Kerstin Göpfrich, ehem. Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Medizinische Forschung (Alumni)
 

„Das ist mein absoluter Lieblingsort: das IRAM Teleskop mit seiner beeindruckenden 30-Meter-Antenne, auf 3.000 Metern Höhe in der spanischen Sierra Nevada gelegen, direkt oberhalb von Granada. Geduldig wartet es auf eine neuen Beobachtung.

In meiner Forschung konzentriere ich mich auf die Untersuchung der physikalischen und chemischen Eigenschaften derjenigen Regionen in der Milchstraße, in denen sich neue Sterne bilden oder in Zukunft bilden werden. Besonders wichtig ist für mich die Strahlung von Molekülen, die in das sternbildende Medium eingebettet sind. Da diese Regionen sehr kalt sind, senden die Moleküle nur Strahlung mit niedriger Energie aus, deren Frequenzen typischerweise im GHz- bis THz-Bereich (Radio- oder Mikrowellenwellenlängen) liegen. Dies unterstreicht die Notwendigkeit großer Radioteleskope in möglichst großer Höhe, um diese schwache molekulare Emission aus unserer Galaxie und darüber hinaus zu erfassen.“

Dieses Foto war Teil der Social-Media-Kampagne #Mymachineandme und zeigt Frau Redaelli an der 30-Meter-Schüssel von IRAM, eines der empfindlichsten Radioteleskope der Welt in der Sierra Nevada in Spanien

Dr. Elena Redaelli, ehem. Postdoc am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (Alumni)
 

„Bei meinen Experimenten geht es um eine fundamentale Frage, die viele Astrochemiker umtreibt: Wie können in Sonnensystemen Bedingungen entstehen, unter denen sich Leben entwickeln kann? Um sie zu klären, betreibt das Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik im Keller die Laboratorien des Center of Astronomical Studies (CAS). Mit ihrer speziellen Ausstattung ermöglichen sie eine Vielfalt  an Experimenten, die weltweit einzigartig ist. Wir können dort Bedingungen simulieren, wie sie in interstellaren Wolken herrschen.

Links im Bild ist ein Teil einer Vakuumkammer zu sehen. Darin untersuchen wir unter Weltraumbedingungen bei maximal minus 268 Grad Celsius,  wie Ionen und Moleküle in Sternentstehungsregionen miteinander interagieren. Dass man im Universum eine große Zahl an organischen Molekülen – darunter Amino- und Fettsäuren – entdeckt hat, fasziniert mich besonders. Denn das alles sind Zutaten des Lebens, und die stecken in den Wolken, aus denen Sterne und Planeten geboren werden, schon drin.

Um die Moleküle aufzuspüren und zu charakterisieren nutzen wir die Spektroskopie. Mithilfe dieser Technik können wir die Fingerabdrücke von mehreren verschiedenen Molekülen nachweisen. In meiner Forschung kombiniere ich  Laborexperimente mit astronomischen Beobachtungen und theoretischen Arbeiten.“

Silvia Spezzano, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
 

Reinraum-Overall? Sitzt. Laserschutzbrille? Check. Die tägliche Arbeit am Gravitationswellen-Detektor GEO600 erfordert größte Sorgfalt und die beginnt schon beim Einkleiden für den Gang ins zentrale Labor. Denn um die hochpräzisen Messungen gekräuselter Raumzeit zu ermöglichen, müssen Verunreinigungen so gut wie nur möglich ausgeschlossen werden.

Gravitationswellen stammen von kosmischen Großereignissen bei denen Schwarze Löcher oder Neutronensterne kollidieren. Das versetzt Raum und Zeit in Schwingungen, die mit Lichtgeschwindigkeit durch das Universum reisen. Kommen die Gravitationswellen Milliarden Jahre später auf der Erde an, dehnen und stauchen sie kilometerlange Laser-Messstrecken in Detektoranlagen um den Bruchteil eines Atomkerndurchmessers. Ein internationales Netzwerk von fünf solchen Instrumenten weist seit 2015 regelmäßig Gravitationswellen-Ereignisse nach und ermöglicht so eine vollkommen neue Art der Astronomie.

Der deutsch-britische Gravitationswellen-Detektor GEO600 südlich von Hannover wird vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik und der Leibniz Universität zusammen mit internationalen Partnern betrieben. Die Anlage ist die Technologieschmiede der internationalen Gravitationswellen-Forschung. Im GEO-Projekt entwickelte und getestete Technologien werden heute in allen großen Gravitationswellen-Detektoren der Welt eingesetzt und machen sie damit noch empfindlicher für die schwachen Signale aus den Tiefen des Universums.

Benjamin Knispel, Pressereferent am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Hannover

 

Tagelang sitzen wir im Sand, uns ist heiß, der Rücken schmerzt, die Knie sowieso – und trotzdem liebe ich diese Arbeit. Im Gorongosa Nationalpark in Mosambik graben wir nach Millionen Jahre alten Fossilien. Es geht mühsam voran, Millimeter für Millimeter. Oft ist es nur ein winziger Knochensplitter, den wir freilegen. Aber manchmal taucht ganz langsam etwas Größeres auf – ein Zahn, ein Unterkiefer – und mit jedem Pinselstrich wird klar: Das hier ist etwas Besonderes. Dann ist die ganze Anstrengung vergessen. Genau das fasziniert mich: die Geduld, das Team, und dieser Moment, in dem uralte Geschichte aus dem Boden auftaucht. Und dann halte ich ein Stück dieser Geschichte in der Hand – das mir später im Labor verrät, wie diese Tiere einst lebten und was sie fraßen.

In einem anderen Projekt - in der "Wiege der Menschheit" in Südfrika -  erforschen wir, wie unsere frühen Vorfahren lebten und wovon sie sich ernährt haben. So hat uns zum Beispiel die Analyse von fossilem Zahnschmelz verraten, dass Vormenschen wie der Australopithecus vor etwa 3,5 Millionen Jahren kein oder kaum Fleisch gegessen haben. So können wir hoffentlich die momentan umstrittene These klären, ob wirklich der Fleischkonsum die Entwicklung zum modernen Menschen beeinflusst hat.


Tina Lüdecke, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Chemie
 

Während meines Studiums war es faszinierend für mich zu lernen, dass Licht ein oszillierendes elektromagnetisches Feld ist: dass es grundlegende Verbindungen zwischen so unterschiedlichen Phänomenen gibt wie etwa Haaren, die durch einen elektrisch geladenen Ballon aufgerichtet werden, kleinen Magneten, die zusammenschnappen oder Lichtstrahlen, die von Laserpointern ausgesendet werden.

Über ein Jahrzehnt habe ich mit ultrakurzen Laserpulsen im Femtosekundenbereich geforscht. Jetzt arbeite ich an einem Projekt, bei dem das diesen Pulsen zugrundeliegende elektrische Feld direkt gemessen und verstärkt wird. Mit einer Technik namens „Elektrooptische Abtastung“ kann man die Spitzen und Täler des oszillierenden elektrischen Feldes verfolgen.

Spannend ist, dass wir diese Technik einsetzen können, um bestimmte – auch gering konzentrierte – Moleküle in menschlichem Blut aufzuspüren. Das kann Hinweise auf Krankheiten liefern. Ein ultrakurzer Laserpuls regt diese Moleküle zum Schwingen an, sodass sie Licht aussenden und man sie so detektieren  kann. Gemeinsam mit unseren klinischen Partnern wollen wir mit der Technologie Krankheiten in einem früheren, leichter zu behandelnden Stadium erkennen.

Ka Fai Mak, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik
 

“Tiere haben mich schon als Kind fasziniert. Ihre Vielfalt an Formen, Bewegungen und Verhaltensweisen schien grenzenlos.

Im Studium wählte ich den Ingenieurweg. Doch als PostDoc forschte ich an Perlhühnern und Emus an einer Veterinärschule. Dort arbeiteten wir oft mit Biomechanikern und Neurowissenschaftlern zusammen. Dafür bin ich sehr dankbar, denn gemeinsam können wir die Mechanik und Steuerung zweibeiniger Roboter weiterentwickeln.

Heute konstruiere ich mit meinem Team Laufroboter, die von Laufvögeln inspiriert sind. Sie könnten mit weniger Energie auskommen als bisherige Roboter, da Tiere sich besonders effizient fortbewegen und die Natur ein großartiges Vorbild ist. Besonders stolz bin ich auf die Vielfalt unserer Ergebnisse: Roboterbeine unterschiedlich großer Tiere, Neuro-Controller und bio-inspirierte Sensoren. Wir können nun Bewegungsmuster von Laufvögeln und sogar großer Dinosaurier erklären. Und interessanterweise entdecken wir dabei auch die Grenzen biologischer „Baupläne“. In Zukunft könnten Laufroboter z.B. auf Baustellen, in der Landwirtschaft oder bei Missionen der Raumfahrt zum Einsatz kommen.

Die Komplexität der Natur beeindruckt mich bis heute.“

Von links nach rechts: Cemal Goenen, An Mo, Bernadett Kiss, Alexander Badri-Spröwitz

Alexander Badri-Spröwitz, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für intelligente Systeme, Stuttgart
 

„Der Sommer in der Arktis kann wegen der Mückenschwärme und hohen Temperaturen eine ziemliche Herausforderung darstellen. In der Hoffnung auf günstigere Bedingungen für die Feldarbeit bin ich daher 2023 erst im September nach Abisko gereist, einer Forschungsstation in der subarktischen Region im nördlichsten Schweden. Hier untersuchen wir den auftauenden Permafrostboden. In gefrorenem Zustand speichert er großen Mengen an Kohlenstoff. Taut er auf, können Mikroorganismen die organischen Bodenstoffe zersetzen und Treibhausgase werden freigesetzt. Je nach Wassersättigung im Boden kann dabei neben Kohlendioxid auch Methan gebildet werden, welches über verschiedene Transportwege in die Atmosphäre gelangen kann und dann zur Beschleunigung der Erderwärmung beiträgt.

Dieses Foto zeigt mich mit unserer Drohne. Sie ist mit Instrumenten zur Messung der Kohlendioxid- und Methan-Konzentrationen sowie zur Messung von Windgeschwindigkeit, Lufttemperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit ausgestattet. Mit dieser Drohne untersuchen wir, welche Flugstrategien sich am besten dazu eignen, den Kohlendioxid- und Methan-Austausch über einem Moor zu ermitteln. Dieses Wissen ist für das Verständnis der biogeochemischen Prozesse, die derartige Ökosysteme beeinflussen, und für die Entwicklung von Strategien zur Vorhersage des zukünftigen arktischen Klimawandels von entscheidender Bedeutung.“

Abdullah Bolek, PostDoc am Max-Planck-Institut für Biogeochemie

 

Im Kontext des Forschungsprogramms zur Geschichte der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) habe ich mich ihrer Frauen- und Geschlechtergeschichte gewidmet und dabei wissenschaftshistorisch auf zwei Gebieten gesucht: in dem Bereich, zu dem lange Zeit nur sehr wenige Frauen Zugang hatten - der Wissenschaft - und jenem, in dem die meisten von ihnen die meiste Zeit gearbeitet haben: im Büro. In der Geschichte der Wissenschaft finden sich zahlreiche Belege dafür, dass es häufig Männer waren, die forschten und Frauen diejenigen, die sie dabei als Sekretärin unterstützten, obwohl sie häufig selbst Akademikerinnen waren und damit deutlich mehr Qualifikationen einbrachten, für diese aber nicht bezahlt wurden. Ein großes Anliegen war es mir dabei, möglichst viele der unsichtbaren bzw. verdrängten Wissenschaftlerinnen sichtbar zu machen.

Dabei stand auch die Frage nach der Rolle des »Harnack-Prinzips« im Fokus, jenem MPG-eigenen Strukturprinzip, das einer exzellenten Forschungspersönlichkeit besonders große Handlungs- und Gestaltungsmöglichkeiten gewährt, das aber häufig dazu führte, dass  Wissenschaftlerinnen aus dem erlauchten Kreis der Wissenschaftlichen Mitglieder ausgeschlossen blieben. Um dies zu erforschen, habe ich mich in die Akten des Archivs versenkt, unter anderem meterweise Gremien- und Berufungsprotokolle durchgelesen, und so eindrucksvolles Beweismaterial zu Tage gebracht, das ich in meinem Buch „Hierarchien. Das Unbehagen der Geschlechter mit dem Harnack-Prinzip“ veröffentlicht habe. Wie insgesamt die Wissenschaft hinkte auch die MPG bei dem Thema Gleichstellung deutlich hinter den gesellschaftlichen Trends hinterher.

Ich wünsche der Max-Planck-Gesellschaft den Mut, den Kulturwandel, den sie seit Mitte der 1990er Jahre begonnen hat, weiter zu vollziehen. Die besten Köpfe zu finden sollte unabhängig von Geschlecht, Alter, Hautfarbe oder mögliche körperlichen Einschränkung geschehen.

Birgit Kolboske, Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte

 

Was mich am meisten fasziniert ist die Frage, wie die belebte Natur die großen globalen Stoffkreisläufe beeinflusst. Pflanzen und Böden sind beispielsweise entscheidend für den Kohlenstoffkreislauf und damit auch für das Klima.

Als Direktorin am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena versuche ich, so oft wie möglich mit meinem Team ins Gelände zu gehen. Das Foto zeigt, wie ich mit einem Handbohrer eine Holzprobe aus einem Baumstamm ziehe. Im Labor bestimmen wir mit Hilfe der Radiokarbonmethode das Alter der Kohlenstoffvorräte des Baumes. Wir wollen so wichtigen Fragen auf den Grund gehen: Wie lange wird das Kohlendioxid in der Pflanze gespeichert, nachdem sie es durch Photosynthese aus der Atmosphäre aufgenommen hat? Wieviel „atmet“ die Pflanze direkt wieder aus? Wie viel weniger Kohlendioxid wird aufgenommen, wenn der Wald von Hitze und Dürre geplagt ist, wie wir es in den letzten Sommern so oft gesehen haben? Wie sehr heizt das den Klimawandel weiter an?

Die Natur ist hochkomplex, es gibt Rückkopplungen und Anpassungsmechanismen. Wir fangen gerade erst an, die wichtigen Prozesse im Detail zu verstehen. Und gleichzeitig beobachten wir, wie der Klimawandel und die veränderte Landnutzung vieles verändern, was wir früher über Stoffkreisläufe zu wissen glaubten.

Susan Trumbore, Direktorin am Max-Planck-Institut für Biogeochemie
 

Das bin ich und HuggieBot, ein neuartiger Roboter, den ich während meiner Doktorarbeit am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme entwickelt habe. Unsere Umarmung ist interaktiv: wir reagieren auf die „Umarmungsgesten“ des anderen und die Umarmung fühlt sich wirklich gut an! Frühere Umarmungen mit HuggieBot waren relativ statisch. Der Moment, den dieses Foto zeigt, ist ein Wendepunkt. Es war die erste wirklich dynamische Umarmung, bei der der Roboter in Echtzeit auf mich reagierte, und die Interaktion fühlte sich erstaunlich natürlich an.

Es hat mich schon immer fasziniert, wie etwas so scheinbar Einfaches wie eine Umarmung so unglaublich komplex sein kann. Eine gute Umarmung erfordert subtile Koordination. Der Roboter muss sich auf die Größe, die Körperhaltung und die Vorlieben der Person einstellen. Er muss unausgesprochene Hinweise interpretieren, wie lange er die Person festhalten soll und Gesten innerhalb der Umarmung wie Reiben, Streicheln oder Drücken erkennen. Die Entwicklung eines Roboters, der diese Nuancen beherrscht, war wie die Programmierung von Umsicht und Fürsorglichkeit in ein System, das das nicht selbst fühlen, aber dennoch kommunizieren kann.
HuggieBot nutzt die visuelle Wahrnehmung, um sich an die Größe einer Person und deren Körperhaltung anzupassen. Er ist außerdem weich und warm. Er verfügt über einen aufblasbaren Torso, der mittels haptischer Wahrnehmung den Beginn und das Ende einer Umarmung sowie alle Gesten innerhalb der Umarmung erkennt. HuggieBot reagiert darauf mit einem Verhaltensalgorithmus, in den das User-Feedback aus unseren Studien eingeflossen ist. Von HuggieBot 1.0 bis 4.0 haben wir Designrichtlinien für ein angenehmes Umarmungserlebnis entwickelt.

Mich fasziniert vor allem, wie Menschen auf eine Umarmung reagieren. In meiner letzten Studie haben wir Umarmungen von Robotern mit Umarmungen durch freundliche, aber fremde Menschen nach einem stressigen Ereignis verglichen. Unsere physiologischen und verhaltensbezogenen Daten deuten darauf hin, dass die Umarmung eines Roboters ähnliche emotionale Vorteile bieten kann.
Was mich antreibt, ist die Hoffnung, dass ein Roboter eines Tages Trost spenden könnte, wenn ein Mensch nicht verfügbar ist.

Alexis E. Block, Gastwissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für intelligente Systeme, Assistant Professor an der Case Western Reserve University
 

In den tropischen Wäldern Panamas erforsche ich das Sozialverhalten von wilden Weißstamm-Nasenbären. Vor allem weibliche Nasenbären sind sehr sozial. Sie leben  mit ihren Jungen in Gruppen, während die Männchen allein unterwegs sind. Wenn ich ihnen im Wald folge, haben sie die Fähigkeit, sich plötzlich vor meinen Augen in Luft aufzulösen. Manchmal wünschte ich, ich wäre so klein wie sie und könnte ihnen genauso schnell durch die dichte Vegetation folgen.

Wälder wie diese sind dynamisch, komplex und voller Leben - perfekt, um Fragen zum Verhalten von Tieren zu stellen und zu untersuchen, wie Gruppen in einer sich ständig verändernden Umgebung zusammenbleiben. Ich bin besonders neugierig darauf, wie sich die Nasenbären einer Gruppe mit Rufen darüber verständigen, wohin sie gehen - ein wichtiger Einblick in die Evolution der Kommunikation bei sozialen Arten. 

Um das Sozialverhalten dieser Tiere untersuchen zu können, statten wir die Gruppenmitglieder mit winzigen Audiorekordern an GPS-Halsbändern aus, damit wir ihre Bewegungen und Rufe gleichzeitig verfolgen können. Anhand dieser Daten fanden wir heraus, dass sich Nasenbärengruppen oft trennen und wieder zusammenschließen und spezielle Rufe verwenden, um ihre Gruppe im dichten Unterholz zusammenzuhalten.

Emily Grout, PostDoc am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie, Konstanz
 

Mit dem Ausbruch von SARS-CoV-2 wurde unsere Forschung plötzlich für die Gesellschaft relevant: Bis dato hatten wir Ausbreitungsprozesse in neuronalen Netzwerken - also im Gehirn - oder auch in sozialen Netzwerken erforscht. Uns beschäftigen Fragen wie "Wie entwickelt das Gehirn selbständig ein Modell der Welt?", „Wie nutzt es Fehler, um daraus zu lernen?". Aber eben auch: "Wie verbreiten sich Informationen und Desinformation in sozialen Netzwerken?". Das tun wir mit Hilfe der statistischen Physik und Datenwissenschaften, denn mathematisch gesehen sind sich Nervenzellen und Menschen erstaunlich ähnlich – wenn man sie als aktive Knoten in einem Netzwerk versteht.

Diese Methoden sind sehr breit anwendbar. Sie eignen sich auch, um die Ausbreitung eines Virus zu erforschen. Daher haben wir in der Pandemie unser Wissen zu komplexen Netzwerken und nichtlinearer Dynamik genutzt, um zusammen mit Kolleginnen aus Virologie und Epidemiologie die Virusausbreitung besser zu verstehen und so zum Pandemiemanagement beizutragen.

Wir wissen nicht, welche Herausforderungen eine kommende Krise bringen wird, aber unsere Erfahrung zeigt ganz klar: Starke Grundlagenforschung ist starke Krisenprävention, wenn es auch in Zukunft Forscherinnen gibt, die alles stehen und liegen lassen können, um die nächste Krise zu bearbeiten.

Viola Priesemann, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation & Professorin für Physik, Georg August Universität Göttingen
 

Unser Laboraufbau mag auf den ersten Blick sehr kompliziert wirken, doch mit ihm können wir kleinste Veränderungen filmen, die sich innerhalb von Femtosekunden abspielen. Wir sind hier also ultraschnell unterwegs, denn das Verhältnis einer Femtosekunde zu einer Minute entspricht etwa dem einer Minute zum Alter des Universums!

Ein Bestandteil unserer „Filmkamera“ ist der optischer Tisch, der mit unzähligen Spiegeln, Linsen und anderen Komponenten bestückt ist. Der grüne Laser auf dem Bild dient zunächst dazu, all diese Bauteile präzise auszurichten. Erst dann setzen wir den großen gepulsten Laser ein. Dieser ist so leistungsstark, dass man damit auch mal Papier anzünden könnte, wenn man nicht aufpasst. Sein Strahl wird in unser zweieinhalb Meter hohes, ultraschnelles Transmissionselektronenmikroskop geleitet -  das Herzstück unseres Labors - das auf dem Bild aber nicht zu sehen ist. Dort erzeugen wir mithilfe des photoelektrischen Effekts kurze Elektronenpulse. Elektronenpulse und Lichtpulse funktionieren dann gemeinsam wie eine Highspeed-Kamera und machen ganz schnelle Dynamiken auf unseren Proben sichtbar.

Mit einem gewöhnlichen Elektronenmikroskop könnte man einzelne Atome oder die menschliche DNA sichtbar machen, aber unsere Arbeitsgruppe entwickelt lieber neue Messmethoden im Nanobereich, wie diese superschnelle Kamera, die winzig kleine Veränderungen sehen kann. Wir beide erforschen aber auch die fundamentalen Eigenschaften von Elektronen und Licht. Wir wollen sehen, wie Eigenschaften von freien Elektronen auf Photonen übertragen werden und umgekehrt, mit dem Ziel, eine Brücke zwischen der Elektronenmikroskopie und der Quantentechnologie zu schlagen.

Jasmin Kappert (links), Doktorandin und Germaine Arend, PostDoc am Max-Planck-Institut für multidisziplinäre Naturwissenschaften, Abteilung Ultraschnelle Dynamik
 

Das Werk Rosemarie Trockels „Who will be in in ´99“ stammt aus dem Jahr 1988, aus einer Zeit also, in der zwei Frauenbewegungen – die alte um 1900 und der neue Feminismus der 1970er – ihre Spuren hinterlassen hatten.  

Das Werk macht mit seiner Größe selbstbewusst auf sich aufmerksam. Jedoch: sein Material ist nicht Leinwand, sondern Wolle. Stricken und jede Art von Handarbeit mit Textilien ist eindeutig weiblich konnotiert, das geht gar nicht weiblicher. Dass Rosemarie Trockel sich dieses Klischee zu eigen macht und mit ihm spielt, ist ein unerhörtes Wagnis. Auch eine Provokation: „Hey, schaut her, ich bin eine Frau. Ich will gern „in“ sein in ´99 - wenn ich es nicht jetzt schon bin - und trotzdem traue ich mich, mich mit etwas so Weiblichem wie textiler Handarbeit zu identifizieren. Das ist wunderbar frech und selbstsicher.

Der Text ist ein Auszug aus einem Vortrag, den Ulrike Frevert im Städel Museum innerhalb der Reihe „Gastkommentar. Wissenschaft trifft Kunst“ gehalten hat. Innerhalb dieser Reihe eröffnen Experten der Max-Planck-Gesellschaft aus Lebens-, Natur- und Geisteswissenschaften individuelle Sichtweisen auf die Werke des Städel Museums.
https://www.youtube.com/watch?v=qtYoGTuyv0k
 

„Das öffentliche Recht ist in erster Linie das Recht, das Herrschaft organisiert, im Guten wie im Schlechten.

Das Bild „Horde“ von Daniel Richter bringt die Ambivalenz des öffentlichen Rechts zum Ausdruck. Es geht um den Polizeischutz des Treffens der damaligen G8 in Heiligendamm 2007. Man sieht Polizisten, aber es ist klar, dass das, was sie tun, hochproblematisch ist. Die Ambivalenz besteht darin, dass auf der einen Seite das Gewaltmonopol des Staates eine große zivilisatorische Errungenschaft ist: physische Gewalt darf nur durch staatliche Organe ausgeübt werden. Aber dieses Monopol ist wie alle Monopole hochgradig gefährlich und diese Gefahr wird in dem Bild höchst prägnant zum Ausdruck gebracht. Was in Heiligendamm geschützt wird, ist eine Weltwirtschaftsordnung, deren Destruktivität sich nur zwei Monate später erwiesen hat: die Weltwirtschaftskrise begann am 2. August 2007.

Die Krise des Euro, das Aufkommen der AfD, die erste und die zweite Trump-Administration und viele andere Phänomene sind aus den Defiziten der Weltwirtschaftsordnung zu erklären, die 2007 von diesen Polizisten noch geschützt worden ist.“

Der Text ist ein Auszug aus einem Vortrag, den Armin von Bogdandy im Städel Museum innerhalb der Reihe „Gastkommentar. Wissenschaft trifft Kunst“ im Februar 2025 gehalten hat. Innerhalb dieser Reihe eröffnen Experten der Max-Planck-Gesellschaft aus Lebens-, Natur- und Geisteswissenschaften individuelle Sichtweisen auf die Werke des Städel Museums. Link zum Video auf YouTube https://www.youtube.com/watch?v=K4PAci9rSQY.

Armin von Bogdandy, Direktor des Max-Planck-Instituts für öffentliches Recht und Völkerrecht

Meine Forschung widmet sich einer der grundlegendsten Fragen der Biologie: Wie organisieren sich ausgereifte menschliche Zellen, um Gewebe aufzubauen und zu reparieren, wenn die Entwicklung bereits abgeschlossen ist? Anders gefragt: Warum entsteht bei einer Hautverletzung wieder Haut – und nicht beispielsweise Lebergewebe – obwohl alle Zellen im Körper dieselbe genetische Information tragen?

Um diese Frage zu untersuchen, haben wir multizelluläre Organoide entwickelt, die die komplexen Zellinteraktionen in menschlichen Organen wie Leber und Bauchspeicheldrüse nachbilden. Diese Modelle erlauben es uns, in Echtzeit zu beobachten, wie Zellen zusammenarbeiten, um Gewebe zu formen. So gewinnen wir wertvolle Einblicke in die Mechanismen der Geweberegeneration unter normalen wie krankhaften Bedingungen. Unser Ziel ist es nicht nur, diese Prozesse zu verstehen, sondern auch gezielt nachzubauen – als Grundlage für Fortschritte in der Stammzellforschung und regenerativen Medizin.

Begriffe wie „Organoide“ mögen abstrakt klingen, doch letztlich handelt es sich dabei um 3D Mini-Gewebe oder Mini-Organe in einer Schale. Sie entstehen aus der Neugier heraus, die grundlegenden Prinzipien des Lebens zu verstehen – und aus dem Wunsch, neue Wege zur Reparatur geschädigter Organe zu entdecken. Und sie helfen uns, auf Tierversuche zu verzichten.

Die Erkenntnisse, die wir aus unserer Arbeit ziehen, sind nie das Werk einer Einzelperson. Ich bin meinem engagierten Team und den unterstützenden Institutionen zutiefst dankbar. Sie ermöglichen es mir, jeden Tag meiner Leidenschaft für biomedizinische Forschung nachzugehen.

Meritxell Huch, Direktorin am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik
 

So schön kann nächtliche Verhaltensforschung mit Fledermäusen vor einer Höhle in Bulgarien aussehen: Im Schein der Kopflampen entnehmen wir ganz vorsichtig Fledermäuse aus einem feinen Netz, das wir vor Einbruch der Dämmerung vor ihrer Höhle aufgestellt haben. Die Tiere fliegen diese Strecke jede Nacht und kennen sie gut. Daher sind sie eher „auf Autopilot“ unterwegs, hören nicht so genau hin, und wir haben am ehesten die Chance, sie zu fangen. Und dennoch erkennen viele der Tiere die dünnen Fäden mit ihrer Echoortung und weichen dem Netz im letzten Moment aus.

Die Artenvielfalt zu erhalten ist eines der drängendsten Probleme unserer Zeit. Daher liegt es mir am Herzen, die Tierwelt und ihre Umwelt zu verstehen und negative menschlichen Einflüsse zu minimieren. Dazu hatte ich das Vergnügen, das großartige Team der Forschungsgruppe Akustische und Funktionelle Ökologie am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz in Seewiesen zu leiten und mit ihm zusammenzuarbeiten.

An der Höhle dokumentieren wir, welche Arten wir fangen, wie viele Tiere je Art, und wie es ihnen gesundheitlich geht. Einige Tiere bekommen einen Sender oder kommen einige Tage mit in unseren Flugraum für Verhaltensbeobachtungen. Unser Ziel ist es zu verstehen, wie wir Menschen die Tiere beeinflussen, zum Beispiel durch künstliche Beleuchtung und Lärm. Dieses Verständnis hilft uns, die Tiere und ihre Biodiversität zu schützen. Denn auch unsere Nahrung und Gesundheit hängen von der Vielfalt der Natur ab.

Holger Goerlitz und seine ehem. Forschungsgruppe Akustische und Funktionelle Ökologie am MPI für Biologische Intelligenz
 

Die Teleskope des Roque-de-los-Muchachos-Observatoriums auf La Palma messen das Licht, das Supernovae oder Schwarze Löcher als Gammastrahlung aussenden. Und dafür braucht es auch uns:  Wir gehören zum Team der Elektronik und Mechanik am Max-Planck-Institut für Physik und wir verkabeln dort die Kameras und auch die Elektromotoren, die die Spiegel bewegen. Insgesamt müssen wir 16 Boxen mit 198 Spiegel verbinden. Die Teleskope, die wir dafür erklettern, sind 45 Meter hoch und ihre Spiegelfläche hat einen Durchmesser von 23 Metern.

Wir sind ein eingespieltes Team – und immer wieder fasziniert vom Anblick dieser spiegelnden Giganten in dieser Vulkanlandschaft.

Carina Schlammer, Eveline Linhardt, Miriam Modjesch, Elektronikproduktion und Elektronikentwicklung am Max-Planck-Institut für Physik
 

Wer auf sozialen Plattformen die sozialen und politischen Probleme unserer Zeit diskutiert, der unterliegt dabei  Regeln, die wenige Big Tech Unternehmen alleine und ohne demokratische Legitimation in den USA setzen. Als interdisziplinäre humanet3-Gruppe erforschen wir die Entwicklung hin zu einem Raum – oder besser vielen Räumen – die gleichberechtigte Teilhabe ermöglichen und auf das Gemeinwohl, nicht individuelles Gewinninteresse, ausgerichtet sind. Unsere Frage lautet: Wie könnte so ein „menschenzentrierter“ digitaler öffentlicher Raum aussehen?

Diese Frage diskutieren wir aus ganz unterschiedlichen Perspektiven: der Rechtstheorie, dem Europarecht, dem Wettbewerbsrecht und den Sozialwissenschaften. Wir untersuchen was technisch und gesellschaftlich im digitalen öffentlichen Raum passiert und wie das Recht auf diese Entwicklungen reagiert bzw. den Raum auch proaktiv gestaltet. Dabei analysieren wir Ist-Zustände, erkennen Missstände, finden Regelungslücken, bewerten die Konzentration von Macht, notieren deren Vakuum und entwerfen neue Lösungen. Besonders vielsprechend sind dabei Ansätze, die für mehr Vielfalt stehen – beispielsweise alternative Plattformen, deren technische und organisatorische Struktur Machtkonzentration verhindert, etwa durch Dezentralität.

Und auch wenn das Foto ästhetisch sehr ansprechend geworden ist: Die hierarchische Positionierung im (physischen) Raum spiegelt unsere Arbeit zum Glück nicht wider – wir diskutieren auf Augenhöhe unsere aktuelle Forschung aus unseren jeweiligen Disziplinen zu Macht, Kommerzialisierung und demokratischen Strukturen im digitalen öffentlichen Raum.

Von links nach rechts: Erik Tuchtfeld, Max-Planck-Institut für ausländisches öffentliches Recht und Völkerrecht; Anna Sophie Tiedeke, Max-Planck-Institut für ausländisches öffentliches Recht und Völkerrecht; Chaewon Yun, Mensch-Maschine-Zentrum, Max-Planck-Institut für Bildungsforschung; Germán Oscar Johannsen, Max-Planck-Institut für Innovation und Wettbewerb
 

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Text folgt in Kürze

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In diesem Setup trifft Biomechanik auf Science-Fiction. Was aussieht wie eine Wand aus Überwachungsaufnahmen, ist in Wirklichkeit ein synchronisiertes 3D-Bildgebungssystem, das jede noch so kleine Bewegung der Beine einer Fruchtfliege – jedes Zucken, jedes Zittern und jede Drehung – in erstaunlicher Detailgenauigkeit erfasst. Mit Hochgeschwindigkeitskameras und präziser Kalibrierung kann ich alle sechs Beine über sämtliche Gelenke und Bewegungsebenen hinweg verfolgen – fast so, als bekäme die Fliege einen Ganzkörper-Bewegungsscan. Die Fliege läuft auf einem winzigen Laufband, völlig ahnungslos, dass jeder ihrer Schritte in umfangreiche kinematische Daten umgewandelt wird. Es ist ein regelrechter Paparazzi-Moment – jede Perspektive wird erfasst, jede Bewegung dokumentiert, bis hin zur kleinsten Gelenkrotation.

Doch die eigentliche Stärke dieses Setups liegt darin, dass es uns ermöglicht, neuronale Aktivität mit Verhalten zu verknüpfen. Indem wir gezielt bestimmte Neuronen mit Licht aktivieren und in Echtzeit beobachten, wie sich die Bewegungen der Fliege verändern, können wir genau nachvollziehen, wie neuronale Schaltkreise die Motorik beeinflussen. Es ist ein bisschen so, als würde man einen digitalen Zwilling der Fortbewegung erschaffen – und ja, das ist wirklich ganz genauso cool, wie es klingt!

Neha Sapkal, Doktorandin an der IMPRS for Synapses and Circuits, Florida