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Themenfelder der Initiative

Elemente

Was haben Physik und Medizin gemeinsam? Viele Formen von Krebs wären heute ohne physikalische Forschung nicht heilbar. Hessen ist in diesem Bereich Vorreiter und hat sich auch international einen Namen gemacht. Mit dem Element Kohlenstoff können Tumore behandelt werden, Hessen und Darmstadt haben es sogar bis in das Periodensystem der Elemente geschafft. Da überrascht es wenig, dass Hessen einzigartige Möglichkeiten bietet, um Beschleunigertechnik zu studieren.

  • Puzzle UniversumPuzzle Universum
    GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, C. Grau
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Puzzle Universum

Einige können sich noch an das Periodensystem aus dem Chemieunterricht erinnern. Doch woher stammen die dort erfassten Elemente? An der GSI Helmholtzzentrum für Ionenforschung in Darmstadt arbeiten Forscherteams aus aller Welt an der Beantwortung dieser Frage. Um zu verstehen, wie Elemente in Sternen und Sternexplosionen entstehen, holen sie sich das Universum ins Labor. Seit der Gründung im Jahr 1969 gelang ihnen die künstliche Erzeugung von sechs neuen Elementen. Zu Ehren dieser Errungenschaften wurden das Land Hessen und die Stadt im Periodensystem der Elemente verewigt: Unter der Ordnungszahl 108 findet man das Element Hassium, benannt nach dem lateinischen Namen Hassia für das Bundesland Hessen, auf Platz 110 findet sich das Element Darmstadtium.

Hessen ganz groß

Dank der Forschungserfolge bei der GSI konnte kürzlich eines der wichtigsten Forschungsvorhaben in der physikalischen Grundlagenforschung starten: FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) wird eine der größten Beschleunigeranlagen der Welt sein. Die einmalige Anlage kann Ionen aller natürlich vorkommenden Elemente sowie künstlich erzeugte Atomkerne fast auf Lichtgeschwindigkeit bringen. An FAIR wird eine nie dagewesene Vielfalt an Experimenten möglich sein, durch die Physiker aus aller Welt neue Einblicke in den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums erwarten. Neben Deutschland sind 15 weitere Länder Teil dieses beispiellosen Projekts. Einzigartig ist auch die Kooperation mit den Partner-Universitäten der Umgebung, in denen beispielsweise Beschleunigertechnik gelehrt wird. Die Graduiertenschule HGS-HIRe ermöglicht eine gezielte Ausbildung in den für FAIR wichtigen Fachgebieten.

Elemente helfen heilen

Strahlenforschung hilft nicht nur dabei, das Geheimnis um den Aufbau unseres Universums zu lüften. Auch neuartige Krebstherapien können mittels Ionenforschung entwickelt werden. Forscherinnen und Forscher bei der GSI konnten nachweisen, dass Ionenstrahlen ein effektives und schonendes Mittel der Tumorbekämpfung sind, und das Verfahren in die klinische Anwendung überführen. Im Gegensatz zu anderen Bestrahlungstherapien erzielen Ionenstrahlen ihre maximale Wirkung erst im Tumor. Das umliegende gesunde Gewebe bleibt verschont. Durch den innovativen Einsatz der Ionenstrahlen kann das Wachstum vieler Tumore gestoppt werden, die Erfolgsquoten liegen teilweise bei über 95 Prozent.

Implantate für kranke Knochen

Der modernen Unfallchirurgie und Orthopädie steht eine Vielzahl an Knochenersatzmaterialien und Implantaten zu Verfügung. Diese sind jedoch nicht an die besonderen Bedingungen von bestimmten Krankheiten angepasst, die zu einer deutlich schlechteren Heilung von Brüchen und anderen Defekten führen. Forscherinnen und Forscher der Universität Gießen sind federführend in einem Forschungsverbund, der neuartige Lösungen für solche Formen von Knochendefekten entwickelt.

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