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Die Macht ist stark mit EU-finanzierten Forschungen

Mit der Veröffentlichung des nächsten Filmes aus der epischen „Star Wars“-Saga hat ein Akademiker Licht auf die aktuelle Forschungsarbeit dreier EU-finanzierter Projekte geworfen, die von jener weit, weit entfernten und von Millionen geliebten Galaxis inspiriert sind.
Die Macht ist stark mit EU-finanzierten Forschungen
Da mehrere Mitarbeiter des Redaktionsteams von CORDIS leidenschaftliche „Star Wars“-Fans und dementsprechend unglaublich aufgeregt sind in Anbetracht der Weltpremiere von „Star Wars: Episode VIII – Die letzten Jedi“ am Mittwoch, den 13. Dezember, waren wir höchst erfreut, als wir herausfanden, dass ein in EU-finanzierter Forschung aktiver Wissenschaftler unsere Aufregung teilt!

In einem kürzlich veröffentlichten Artikel hat Professor Cartsen Welsch, Leiter der Physik an der University of Liverpool in Großbritannien zusammengefasst, wie das „Star Wars“-Universum Wissenschaftler dazu inspiriert hat, mehr als nur die Macht zu nutzen, um die Grenzen der Physik verschieben – und hebt die laufende Forschung von drei EU-finanzierten Projekten hervor.

Von der Zerstörung des Todessterns zur Zerstörung von Krebs

Prof. Welsch erklärt zunächst das von der EU finanzierte Projekt OMA, bei dem tiefsitzende Krebstumore mit Protonenstrahlen bekämpft und zerstört werden. Er zieht damit einen Vergleich zu Luke Skywalkers verzweifelter, aber letztendlich erfolgreicher Mission der Zerstörung des Todessterns mithilfe eines Paars Protonentorpedos im allerersten „Star Wars“-Film.

Als Projektkoordinator von OMA erklärte Prof. Welsch, dass Protonenstrahlen positiv geladene Partikel sind, die entstehen, wenn ein Wasserstoffatom sein Elektron in einem „atomaren Zerstörer“ wie einem Zyklotron verliert. Protonen sind große Partikel, die für eine bestimmte Strecke, welche von ihrer Energie bestimmt wird, beinahe geräuschlos Gewebe durchdringen können. Sie entladen den Großteil dieser Energie dann an einem bestimmten Ort, sodass der angepeilte Tumor zerstört wird, das gesunde Gewebe jedoch verschont bleibt. Dieser spannende Vorgang wird „Bragg-Peak“ genannt und führt eine rasant zunehmende Behandlungsmethode an.

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Techniken, die benötigt werden, um die Kontrolle über die Form und die Qualität des Protonenstrahls weiter zu verbessern, sowie die Überwachung der dem Patienten verabreichten Dosis. Unter der Leitung von Forschern in Großbritannien, einer der weltweit führenden Nationen bei der Protonenstrahltherapie, hat das Projekt dank seiner Reichweite, Öffentlichkeitsarbeit und veröffentlichten Forschung bereits einige bedeutende Meilensteine erreicht.

Von Lichtschwertern zu Plasmabeschleunigern

Das Lichtschwert, die bevorzugte Waffe der Jedi und Sith, ist wohl die berühmteste Waffe in der Filmgeschichte, aber die Herstellung eines echten Lichtschwertes wäre physikalisch unmöglich. Das Problem bei Lichtschwertern ist, dass Licht nie von einer Lichtquelle ausgehen und dann nach einem Meter Entfernung plötzlich enden kann – Licht strahlt unendlich weiter, es sei denn, es trifft auf ein Hindernis.

Es gibt jedoch andere Erfindungen, die energiereiche, plasmabasierte Beschleuniger verwenden. Prof. Welsch hebt die laufende Arbeit des Projekts EUPRAXIA hervor, das Teil des Rahmenprogramms Horizont 2020 ist und dessen Ziel es ist, den weltweit ersten hochenergetischen plasmabasierten Beschleuniger herzustellen, der Strahlen in einer Qualität erzeugen kann, wie sie in industriellen Anwendungen Standard sind, und außerdem stärker und kompakter als aktuelle Beschleuniger sein soll.

Die konkrete Arbeit des Projekts besteht darin, einen Laserstrahl durch ein Plasmamedium zu führen, was eine Welle auslöst und damit die Elektronen im Plasma dazu zwingt, ein starkes elektrisches Feld zu erzeugen. Ihr Schwingen zwischen dem Querfeld einer elektromagnetischen Welle und dem Längsfeld einer Plasmawelle beschleunigt die Elektronen, wodurch ein hochwertiger Strahl erzeugt wird, für den eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten bestehen, darunter die Erfassung von Bildern ultraschneller Phänomene oder die Prüfung innovativer Materialien für die Industrie.

Forschung zu Antimaterie in Lichtgeschwindigkeit voranbringen

Schließlich geht Prof. Welsch auf ein aufregendes laufendes Forschungsprojekt zu Antimaterie ein, die in der Science Fiction seit langer Zeit als eine Substanz galt, die für den Antrieb eines Raumschiffs mit Überlichtgeschwindigkeit verwendet wurde (der Hyperantrieb in „Star Wars“ und der Warp-Antrieb aus „Star Trek“ sind die zwei berühmtesten Beispiele). In der Science Fiction wird Lichtgeschwindigkeit durch die explosive Reaktion von Materie und Antimaterie erreicht, in Wirklichkeit ist Antimaterie im Universum aber kaum verfügbar.

Aber auch wenn man nicht damit rechnen kann, dass sie die Menschheit zu den Sternen bringt, hat sie andere Nutzen, zum Beispiel im Einsatz in bildgebenden Verfahren in Krankenhäusern. Den größten Grund zur Begeisterung gibt sie aufgrund der Tatsache, dass sie das Potenzial hat, unsere Annahmen über die Natur und die Eigenschaften von Zeit und Raum neu zu definieren. Prof. Welsch beschreibt dann das EU-Projekt AVA, ein Trainingsnetzwerk, das die im Rahmen des ELENA-Projekts am Cern genutzte Anlage nutzt, was aufregende neue Experimente in der Forschung zu Antimaterie ermöglicht.

Physik in „Star Wars“

Diese aufregenden Entwicklungen, zu denen auch die laufenden Arbeiten von OMA, EUPRAXIA und AVA zählen, wurden am 27. November bei einer Konferenz in Liverpool unter dem Titel „Physics of Star Wars: Fact or Fiction?“ („Physik von Star Wars: Fakt oder Fiktion?) präsentiert, die als voller Erfolg gewertet wurde.

Prof. Welsch erklärte sein Konzept so: „Ich wählte berühmte Szenen aus den Filmen aus, die jeder sofort erkennt, und wandte Physik aus der realen Welt an, um zu erklären, welche in ihnen gezeigten Phänomene möglich und welche Fiktion sind. (...) Eine kurze Szene aus „Star Wars“ war nur die Einführung, ein Appetithäppchen, um die Teilnehmer neugierig zu machen, aber dann habe ich das, was ich gerade aus dem Film gezeigt hatte, mit der laufenden Forschung der Abteilung verbunden.“

Weitere Informationen finden Sie unter:
AVA Projektwebseite
EUPRAXIA-Projektwebseite
OMA-Projektwebseite

Quelle: Gestützt auf Projektinformationen und Medienberichte

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