Sofja Kovalevskaja-Preisträger 2006

Jens Bredenbeck

Spektroskopie

Moleküldynamik – Triebfeder von Chemie und Biologie 
Elementare Lebensprozesse, chemische Reaktionen, das Verhalten von Substanzen in unserer Umwelt – hinter all diesen Phänomenen steckt die Bewegung der Moleküle als treibende Kraft. Moleküle interagieren und ändern ihre Struktur mal langsamer, mal mit unvorstellbarer Geschwindigkeit. Jens Bredenbeck entwickelt neue Messtechniken, die mit dem Tempo der Moleküle Schritt halten können. Multidimensionale Infrarotspektroskopie nennt sich diese Methode, die mit ultrakurzen Infrarotlaserpulsen die molekularen Bewegungen misst. Dieser molekulare Bewegungsmelder soll verstehen helfen, wie sich wichtige Prozesse auf der Ebene der Moleküle in Echtzeit abspielen. Beispielsweise, wie sich Biomoleküle in die richtige Struktur falten und ihre lebenswichtigen Aufgaben erfüllen. 

Gastinstitut: Universität Frankfurt am Main, Institut für Biophysik 
Gastgeber: Prof. Dr. Josef Wachtveitl

Dr. Jens Bredenbeck,
geboren 1975 in Deutschland, studierte Chemie an der Technischen Hochschule Darmstadt, der Universität Göttingen und der Universität Zürich, wo er 2005 am Physikalisch-Chemischen Institut promoviert wurde. Derzeit forscht er am FOM-Institut für Atom- und Molekülphysik in Amsterdam.

• www.biophys.uni-frankfurt.de/~bredenbeck

Jure Demsar

Festkörperphysik

Neuer Impuls für die Entwicklung praxistauglicher Supraleiter 
Treibhausgase, Klimawandel und steigende Preise – die Folgen unseres Energieverbrauchs sind drückend. Die Vorstellung, elektrischen Strom – ganz anders als bislang – verlustfrei durch Leitungen zu transportieren, in Trafos umzuwandeln und in Motoren zu nutzen, erscheint da märchenhaft. Doch genau dies, nämlich die Supraleitfähigkeit bestimmter Materialien, ist längst Realität. Allerdings nur im Labor. Probleme mit den Materialien sowie d ie erforderlichen niedrigen Temperaturen machen es schwierig, die neuen Supraleiter in praxistaugliche Stromleiter zu verwandeln. Jure Demsar erforscht deshalb sogenannte stark korrelierte Hochtemperatur-Supraleiter. Mit Hilfe ultraschneller Laserimpulse beobachtet er in Echtzeit, wie sich Elektronen und andere Teilchen im Zustand der Supraleitfähigkeit verhalten und interagieren, und zieht Rückschlüsse auf die Optimierung des Materials. Dem Traum von verlustfreien Stromleitungen und weiteren neuen elektronischen Anwendungen könnte die Supraleiterforschung so einen Schritt näher kommen. 

Gastinstitut: Universität Konstanz, Fachbereich Physik, Moderne Optik und Photonik 
Gastgeber: Prof. Dr. Thomas Dekorsy

Dr. Jure Demsar,
geboren 1970 in Slowenien,studierte Physik an der Universität Ljubljana, wo er 2000 promoviert wurde. In Ljubljana forschte er am Jozef Stefan Institute in der Abteilung für Komplexe Materie, bevor er für zwei Jahre als Stipendiat des Los Alamos National Laboratory in den Vereinigten Staaten forschte. Demsar habilitierte sich 2005 am Jozef Stefan Institute, wo er bislang tätig war.

Felix Engel

Zellbiologie

Herzen, die sich selber heilen 
Das Herz des Menschen ist ein im wahrsten Sinne des Wortes einmaliges Organ: erwachsene Herzzellen können sich nicht mehr teilen. Sterben sie etwa durch einen Herzinfarkt ab, kann sich das Gewebe nicht mehr erneuern. Felix Engel sucht nach einem Weg, wie erwachsene Herzzellen wieder zur Teilung gebracht werden können – eine Eigenschaft, über die sie in ihrer Jugend noch verfügen, kurz nach der Geburt des Menschen aber schnell verlieren. Verantwortlich hierfür ist ein Protein, wie Felix Engel und seine Kollegen entdeckten. Blockiert man es, erlangt die Zelle wieder die Fähigkeit, sich zu teilen. Was im Tierversuch funktioniert, soll nun zur erfolgreichen Therapie am Menschen und damit als Alternative zur umstrittenen Behandlung mit Stammzellen entwickelt werden. 

Gastinstitut: Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung, Bad Nauheim
Gastgeber: Prof. Dr. Thomas Braun

Dr. Felix Engel,
geboren 1971 in Deutschland, arbeitete zuletzt am Children’s Hospital, Harvard Medical School in Boston. Engel studierte Biotechnologie an der Technischen Universität in Berlin, wo er 2001 nach externer Doktorarbeit am Max-Delbrück-Zentrum für molekulare Medizin in Berlin promoviert wurde.

Natalia Filatkina

Historische Sprachwissenschaft

Vom Kerbholz zur Datenbank 
Was bedeutete im Mittelalter die Redewendung einen blauen Mantel umhängen? Was ist ein Kerbholz, was hat es mit dem Begehen einer Straftat zu tun und wieso benutzen wir dieses Wort noch heute im gleichen Zusammenhang? Diese Fragen beantwortet Natalia Filatkina, die die Geschichte solcher formelhafter Redewendungen im Deutschen untersucht, die als sogenannte Phraseologismen in jeder Sprache allgegenwärtig und für das Verstehen unverzichtbar sind. Welche sozialen, historischen, und kulturellen Phänomene liegen den älteren Phraseologismen zugrunde? Welche Schlüsse lassen sich auf die moderne Sprache ziehen? Hierzu gibt es bislang nur fragmentarische Untersuchungen. Bei ihrer Pionierarbeit, die die Historische Sprachwissenschaft mit den internationalen Technologien der metasprachlichen Auszeichnung von Daten vereinigt, erstellt Natalia Filatkina ein elektronisches Korpus mit Texten aus dem 8. bis 17. Jahrhundert und interpretiert sie nach den modernsten linguistischen Kriterien. So entsteht eine Datenbank, die einem interdisziplinären Expertenkreis, aber auch einem breiten nicht-wissenschaftlichen Publikum ein Teil Kulturgeschichte näher bringt und neue Erkenntnisse für die Gegenwart ermöglicht. 

Gastinstitut: Universität Trier, Fachbereich Germanistik, Ältere Deutsche Philologie 
Gastgeber: Prof. Dr. Claudine Moulin

Dr. Natalia Filatkina,
geboren 1975 in der Russischen Föderation, studierte an der Staatlichen Linguistischen Universität Moskau, als DAAD-Stipendiatin an der Humboldt-Universität Berlin, an der Université du Luxembourg sowie der Universität Bamberg, wo sie 2003 promoviert wurde. Ihre Dissertation zur luxemburgischen Sprache wurde von der Université du Luxembourg mit dem Prix d’encouragement ausgezeichnet. Sie ist im Fachbereich Germanistik, Ältere deutsche Philologie der Universität Trier tätig.

Olga Holtz

Numerische Analysis

Ausweg aus dem Datendschungel 
Ob es um die Flugeigenschaften des neuen Airbus, um die Entwicklung eines neuen Aidsmedikaments oder um einen optimalen U-Bahnfahrplan für eine Millionenstadt geht – irgendwann muss eine komplizierte Rechenleistung gemeistert werden. Die Datenmengen sind äußerst groß, es geht um Millionen von Gleichungen und Unbekannten, die mit Computern gelöst werden müssen, die nur eine beschränkte Anzahl von Stellen haben, mit der sie eine Zahl darstellen können. Um das Problem mit verlässlichen und schnellen Algorithmen zu lösen, braucht man gleichermaßen Expertise über Computer wie in Mathematik. Olga Holtz arbeitet an dieser Schnittstelle von reiner und angewandter Mathematik. Sie sucht Methoden, die sowohl schnell als auch verlässlich sind – in diesem Feld der angewandten Mathematik ein oft nur schwer vereinbarer Gegensatz. Ihr Projekt, die Entwicklung einer Methode zur Matrix-Multiplikation, soll die Lösung für viele Computerberechnungen in Wissenschaft und Ingenieurwesen bringen. 

Gastinstitut: Technische Universität Berlin, Institut für Mathematik 
Gastgeber: Prof. Dr. Volker Mehrmann

Dr. Olga Holtz,
geboren 1973 in der Russischen Föderation, studierte in ihrer Heimat Angewandte Mathematik an der Staatlichen Technischen Universität Tscheljabinsk sowie an der University of Wisconsin Madison in den Vereinigten Staaten, wo sie 2000 im Fach Mathematik promoviert wurde und anschließend am Institut für Computerwissenschaften forschte. Als Humboldt-Forschungsstipendiatin war sie an der Technischen Universität Berlin, bevor sie an die University of California in Berkeley berufen wurde, wo sie zuletzt tätig war.

• www.cs.berkeley.edu/~oholtz/

Reinhard Kienberger

Elektronen-, Quantenoptik

Mit Röntgenblitzen das unfassbar Schnelle sichtbar machen 
Wer beobachten und verstehen will, wie chemische Bindungen entstehen, wie sich Elektronen in Halbleitern bewegen oder wie bei der Photosynthese Licht zu chemischer Energie wird, muss sehr schnell sein. Denn bei diesen chemischen, atomaren oder biologischen Prozessen geht es um Bruchteile von Sekunden – um sogenannte Attosekunden von der Dauer einer Trillionstel Sekunde. Reinhard Kienberger hat wesentlich zur Entwicklung von Beobachtungsverfahren beigetragen, die mit ultraschnellen und intensiven Röntgenlichtblitzen im Attosekundenbereich das bislang nicht Beobachtbare sichtbar und künftig vielleicht sogar steuerbar machen. Neuartige Laser auf der Basis ultravioletten Lichts oder von Röntgenstrahlen sowie verbesserte Strahlentherapien in der Medizin sind nur einige der möglichen künftigen Anwendungen aus dieser jungen Disziplin der Attosekundenforschung. 

Gastinstitut: Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Labor für Attosekunden- und Hochfeldphysik, Garching bei München 
Gastgeber: Prof. Dr. Ferenc Krausz

Dr. Reinhard Kienberger,
geboren 1971 in Österreich, studierte an der Technischen Universität Wien und wurde dort 2002 mit einer Arbeit zur Quantenmechanik promoviert. Danach forschte er als Stipendiat der Österreichischen Akademie der Wissenschaften an der Stanford University am Stanford Linear Accelerator Center, Menlo Park in Kalifornien. Derzeit ist er am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching tätig.

Marga Cornelia Lensen

Makromolekulare Chemie

Der Natur abgeschaut: maßgeschneiderte Hydrogele für die Medizin 
Wer bei glücklichen Babys zuerst an trockene Windeln denkt, weiß oft nicht, dass sich dieser für Eltern wie Nachwuchs erfreuliche Zustand den Segnungen der Biomaterialforschung verdankt. Denn Windeln und andere Flüssigkeiten aufnehmende Hygieneprodukte enthalten als Zaubermittel gegen Feuchtigkeit sogenannte Hydrogele. Das sind dreidimensionale Polymernetzwerke, die ein Vielfaches ihres Eigengewichts an Wasser speichern und wieder abgeben können. Abgeschaut hat sich der Mensch das Prinzip von der Natur, in der Hydrogele weit verbreitet sind, beispielsweise in Pflanzen. Aber Hydrogele haben ein viel größeres Potenzial, etwa für die Bioforschung oder die Medizin. So könnten sie Arzneien im Körper dosiert freisetzen oder als Sensoren dienen. Auch der Einsatz als künstliche Muskeln oder die Verbindung von menschlichem Gewebe mit künstlichen Implantaten sind denkbar. Erforderlich wären dafür Gele mit jeweils nanotechnisch maßgeschneiderten Eigenschaften. Um die Basis hierfür zu schaffen, erforscht Marga Cornelia Lensen, wie man die Struktur der Gele verändern kann und wie sie mit Zellen interagieren. Hierzu wird sie unter anderem mit der neuartigen und bislang meist an harten Materialen erprobten Nanoimprinttechnik Hydrogele strukturieren und als Träger für Experimente mit lebenden Zellen einsetzen. 

Gastinstitut: RWTH Aachen, Deutsches Wollinstitut
Gastgeber: Prof. Dr. Martin Möller

Dr. Marga Cornelia Lensen,
geboren 1977 in den Niederlanden,studierte Chemie an der Universität Wageningen und der Katholischen Universität Nijmegen, wo sie 2005 promoviert wurde. Als Humboldt-Forschungsstipendiatin ist sie seit Oktober 2005 an ihrem Gastinstitut an der RWTH Aachen, an dem Sie auch als Kovalevskaja-Preisträgerin arbeiten wird.

• www.dwi.rwth-aachen.de

Martin Lövden

Entwicklungspsychologie

Dem Erfolgsgeheimnis für lebenslanges Lernen auf der Spur 
Mehr denn je gilt in den alternden Gesellschaften Europas die Devise des lebenslangen Lernens. Doch während die Lernfähigkeit des jugendlichen Gehirns ausgeprägt und sehr gut erforscht ist, gibt es wenige Untersuchungen über die Gründe für die nachlassende Lernfähigkeit im Alter und wie sich ihr begegnen lässt. Martin Lövden erforscht die neurochemischen, neuroanatomischen und neurofunktionalen Bedingungen für ein erfolgreiches Lernen im Alter und die Konsequenzen für das alltägliche Leben. Hierzu benutzt er bildgebende Verfahren wie die funktionale Kernspintomographie oder die Resonanzspektroskopie, mit denen er den Gehirnen alter und junger Probanden beim Gedächtnistraining zusieht, um so dem neurologischen Erfolgsgeheimnis des Lernens und seinen Grenzen im Alter auf die Spur zu kommen. 

Gastinstitut: Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, Forschungsbereich Entwicklungspsychologie, Berlin 
Gastgeber: Prof. Dr. Ulman Lindenberger

Dr. Martin Lövden,
geboren 1972 in Schweden, studierte Psychologie an der Universität Salzburg in Österreich und in Schweden an den Universitäten Lund und Stockholm sowie Neurowissenschaften an dem Karolinska-Institut in Stockholm. Im Jahr 2002 wurde er an der Universität Stockholm promoviert. Danach forschte er an der Universität des Saarlandes in Saarbrücken. Derzeit ist er am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung in Berlin tätig.

• www.mpib-berlin.mpg.de/de/forschung/lip/index.htm

Thomas Misgeld

Neurologie

Nervenfasern: der schnelle Draht im Gehirn 
Im Nervensystem werden Informationen in Form elektrischer Impulse übertragen. Hierzu verfügt jede Nervenzelle über einen Fortsatz, den man sich in seiner Funktion wie ein Telefonkabel vorstellen kann – die Nervenfaser, auch Axon genannt. Die Axone führen durch Gehirn und Rückenmark zu den Schaltstellen der Nervenwurzeln und sind in gewisser Weise lernfähig. So können sie sich neuen Anforderungen anpassen. Wie diese Anpassungen funktionieren und wie sich Axone gegen Beschädigungen schützen, ist bislang wenig bekannt. Thomas Misgeld untersucht deshalb mit hochauflösenden Mikroskopen die Axone lebender Mäuse. Er will herausfinden, wie Nervenfasern im gesunden Organismus ernährt, angepasst und leistungsfähig gehalten werden. Aus diesen Grundlagenkenntnissen könnten neue Therapien für Krankheiten wie Multiple Sklerose oder Rückenmarksverletzungen entstehen. 

Gastinstitut: Technische Universität München, Institut für Neurowissenschaften
Gastgeber: Prof. Dr. Arthur Konnerth

Dr. Thomas Misgeld,
geboren 1971 in Deutschland, studierte Medizin an der Technischen Universität München, wo er 1999 promoviert wurde. Er forschte in der Abteilung für klinische Neuroimmunologie am Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried sowie an der Washington University in St. Louis. Zuletzt war er an der Harvard University in Cambridge tätig. 2005 erhielt er den zum ersten Mal verliehenen Wyeth Nachwuchspreis Multiple Sklerose sowie den Robert-Feulgen-Preis der Gesellschaft für Histochemie.

• www.ifn.me.tum.de/

Benjamin Schlein

Mathematische Physik

Auf der Beweissuche in der Welt der Quanten 
Als in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts Physiker neuartige Eigenschaften beobachteten, die das Licht zeigt, wenn es mit Materie in Wechselwirkung tritt, stieß die klassische Physik an ihre Grenzen. Es war die Geburtsstunde der Quantenmechanik, deren Erkenntnisse heute vielfach physikalisches Allgemeingut sind, beispielsweise dass auch Materieteilchen Welleneigenschaften zeigen, ganz so wie das Licht. Das moderne Elektronenmikroskop etwa nutzt dieses Prinzip. Einer der zentralen Pfeiler der Quantenmechanik ist die Schrödingergleichung, die bis heute in der Vorhersage von Experimenten sehr erfolgreich war. Doch wenn man makroskopische Systeme untersucht – also Systeme, die sich aus sehr vielen kleinsten Teilchen zusammensetzen – ist die Datenmenge so riesig, dass die Rechenleistung der modernsten Computer nicht ausreichen würde, um die Schrödingergleichung zu lösen. Benjamin Schlein versucht, mathematische Methoden zu entwickeln, die zur Herleitung von einfacheren Gleichungen für die Beschreibung der Dynamik von makroskopischen Systemen führen. Er will so eine solide mathematische Basis schaffen, von der aus weitere Anwendungen der Quantenmechanik beurteilt und entwickelt werden können. 

Gastinstitut: Universität München, Mathematisches Institut  
Gastgeber: Prof. Dr. Laszlo Erdös

Dr. Benjamin Schlein,
geboren 1975 in der Schweiz, studierte Theoretische Physik an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich, wo er 2002 mit einer Arbeit zur Mathematischen Physik promoviert wurde. Anschließend forschte er an der New York University, an der Stanford University, an der Harvard University in Cambridge und an der University of California in Davis.

Taolei Sun

Medizinische Biochemie

Neue körperverträgliche Materialien für die Medizin 
"Oberflächen sind eine Erfindung des Teufels", sagte der berühmte Physiker und Nobelpreisträger Wolfgang Pauli, als er erkannte, wie viel komplexer die Oberfläche von Materialien ist im Vergleich zu ihrem massiven Kern. Viele technische – auch alltägliche – Anwendungen hängen hiervon ab, vor allem aber solche der Medizin. Man denke an die Oberflächen von künstlichen Gelenken und anderen Implantaten oder an künstliche Zugänge zum Blutkreislauf des Menschen in der Intensivmedizin oder bei der Krebsbehandlung. Sie alle müssen sich mit den Oberflächen menschlichen Gewebes oder menschlicher Zellen gut vertragen. Taolei Sun erforscht biokompatible künstliche Blutgefäße und verbindet hierfür moderne Nanotechnik mit chemischer Oberflächenmodifikation. Sein Ziel sind hydrophobe polymere Oberflächen, aus denen eine neue Generation körperverträglicher Materialien entstehen kann. 

Gastinstitut: Universität Münster, Physikalisches Institut 
Gastgeber: Prof. Dr. Harald Fuchs

Dr. Taolei Sun,
geboren 1974 in China,studierte an der Universität in Wuhan und am Technischen Institut für Physik und Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking, wo er 2002 promoviert wurde und anschließend forschte. Danach arbeitete er am National Center for Nanosciences and Technology of China in Peking. Danach kam er als Humboldt-Forschungsstipendiat an das Physikalische Institut der Universität Münster, wo er nun auch als Kovalevskaja-Preisträger forschen wird.

• www.uni-muenster.de/Physik.PI/Fuchs/research/research.html