Kir chhoff-In stitu t f r Physik Biop hysi k Komplexe ... · zur Unter su chung von bio lo gi -...
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Die Forschungen auf dem Gebiet der Biophysik reichen von Untersuchungen der Struktur und der Funktion kom- plexer Biosysteme bis zu Anwendungen in medizinischer Diagnostik und Therapie. Nanoskopie Neue laseroptische Verfahren zur Untersuchung von biologi- schen Makromolekül-Komplexen in ihrer natürlichen zellulären Um- gebung werden entwickelt und un- tersucht. Die gewonnenen Strukturdaten werden mit theo- retischen Modellen verglichen. Biomedizinische Optik Die Forschungen reichen von der adaptiven Optik zur Mehr- photonen-Ophthalmoskopie und aberrationsfreien Abbildung der Netzhaut. Mit Molekularbiolo- gen und Augenmedizinern wird an der Entwicklung neuer Früherkennungsverfahren von Augenerkrankungen gearbeitet. Electronic Visions Die direkte Umsetzung neuronaler Funktions- prinzipien in analoge Mi- kroelektronik mit extrem hoher Parallelität und Komplexität erlaubt die syste- matische Untersuchung bisher noch völlig unverstandener Konzepte der Informationsverarbeitung, insbesondere adaptiver Mechanismen der Selbstorganisation und der Plastizität. [siehe auch Technische Informatik: Peptid Arrays] Das Kirchhoff-Institut für Physik (KIP) trägt den Na- men eines der vielseitigsten Gelehrten des 19. Jahr- hunderts: Seine Forschungen reichen von der Ver- zweigung von Strömen über Strahlungsgesetze bis zur Spektralanalyse, dem Tor zur modernen Physik. Dieser Vielseitigkeit fühlt sich das KIP verpflichtet. Entsprechend reicht die Grundlagenforschung am KIP von tiefsten Temperaturen, bei denen sich die Quanten- eigenschaften von Atomen manifestieren, bis hin zu den höchsten heute erreichbaren, wie Sie auch kurz nach der Geburt des Universums geherrscht haben. Zahlrei- che Projekte aus den Bereichen der molekularen Bio- physik, der biomedizinischen Optik, der Oberflächen- physik, sowie der neuronalen Informationsverarbeitung runden das breitgefächerte Forschungsspektrum ab — kurz, das KIP ist ein Zentrum modernen Denkens und For- schens und eine Fundgrube für Neugierige. Überzeugen Sie sich selbst. Biophysik J. Bille, C. Cremer, K. Meier Komplexe Quantensysteme C. Enss, M. Oberthaler, A. Pucci KIP-Nordseite Foucault-Pendel am KIP Biologischer Makro- molekül-Komplex Neuronale Prozessoreinheit Das Verständnis der Dynamik von Quantensystemen mit vielen Freiheitsgraden ist von fundamentalem Interesse und die notwendige Voraussetzung, um Materie auf mikroskopischer Ebene kontrollieren zu können. Die Aktivitäten am KIP umfassen sowohl die Behandlung grundlagenphysikalischer Probleme als auch anwendungsorientierte Projekte. Materiewellendynamik Mit Quantengasen kann Materie- wellendynamik direkt beobachtet werden, wie beispielsweise Bose- Einstein-Kondensate in einem Dop- peltopfpotential. Ungeordnete Festkörper Die Quantendynamik atomarer Tunnelsysteme in amorphen Fest- körpern und kristallinen Defekt- systemen wird bei extrem tiefen Temperaturen untersucht. Physik von Nanostrukturen Mittels Spektroskopie, Elektronen- beugung und Kraftmikroskopie wer- den Wachstum und optische Eigen- schaften von Nanostrukturen unter- sucht. Quantensensoren Magnetische Mikro- kalorimeter werden für Anwendungen in der Materialanalyse, der Me- trologie, der Astrophysik und der Kern- physik entwickelt, gebaut und eingesetzt. Bose-Einstein Kondensat Silberfilm Magnetisches Mikrokalorimeter Ordnung und Unordnung Kirchhoff-Institut für Physik Universität Heidelberg
Transcript of Kir chhoff-In stitu t f r Physik Biop hysi k Komplexe ... · zur Unter su chung von bio lo gi -...
Die Forschungen auf dem Gebiet der Biophysik reichen von Untersuchungen der Struktur und der Funktion kom-plexer Biosysteme bis zu Anwendungen in medizinischer Diagnostik und Therapie.
Nanoskopie
Neue laseroptische Verfahren zur Unter su chung von bio lo gi -schen Ma kro molekül-Kom ple x en in ihrer natürlichen zellulären Um-ge bung werden entwickelt und un-tersucht. Die gewonnenen Strukturdaten werden mit theo-retischen Modellen verglichen.
Biomedizinische Optik
Die Forschungen reichen von der adaptiven Optik zur Mehr-pho tonen-Oph thal moskopie und a ber rationsfreien Ab bildung der Netz haut. Mit Molekular bio lo-gen und Augen medizinern wird
an der Entwicklung neuer Früherkennungsverfahren von Augenerkrankungen gearbeitet.
Electronic Visions
Die direkte Umsetzung neuronaler Funk tions-prin zipien in analoge Mi-kro elektronik mit ex trem hoher Parallelität und Komplexität erlaubt die syste-ma tische Untersuchung bisher noch völlig unverstandener Konzepte der In for mationsverarbeitung, insbesondere adap tiver Mechanismen der Selbstorganisation und der Plastizität.[siehe auch Technische Informatik: Peptid Arrays]
Das Kirchhoff-Institut für Physik (KIP) trägt den Na-men eines der vielseitigsten Gelehrten des 19. Jahr-hunderts: Seine Forschungen reichen von der Ver-zweigung von Strömen über Strahlungsgesetze bis zur Spektralanalyse, dem Tor zur modernen Physik. Dieser Vielseitigkeit fühlt sich das KIP verpfl ichtet.
Entsprechend reicht die Grundlagenforschung am KIP von tiefsten Temperaturen, bei denen sich die Quanten-eigenschaften von Atomen manifestieren, bis hin zu den höchsten heute erreichbaren, wie Sie auch kurz nach der Geburt des Universums geherrscht haben. Zahlrei-che Projekte aus den Bereichen der molekularen Bio-physik, der biomedizinischen Optik, der Oberfl ächen-physik, sowie der neuronalen Informationsverarbeitung
runden das breitgefächerte Forschungsspektrum ab — kurz, das KIP ist ein Zentrum modernen Denkens und For-schens und eine Fundgrube für Neugierige. Überzeugen Sie sich selbst.
BiophysikJ. Bille, C. Cremer, K. Meier
Komplexe QuantensystemeC. Enss, M. Oberthaler, A. Pucci
KIP-Nordseite
Foucault-Pendelam KIP
Biologischer Makro-molekül-Komplex
Neuronale Prozessoreinheit
Das Verständnis der Dynamik von Quantensystemen mit vielen Freiheitsgraden ist von fundamentalem Interesse und die notwendige Voraussetzung, um Ma terie auf mikroskopischer Ebene kontrollieren zu können. Die Aktivitäten am KIP umfassen sowohl die Behandlung grundlagenphysikalischer Probleme als auch anwendungsorientierte Projekte.
Materiewellendynamik
Mit Quantengasen kann Materie-wellendynamik direkt beobachtet wer den, wie beispielsweise Bose-Ein s tein- Kondensate in einem Dop-p e l topfpotential.
Ungeordnete Festkörper
Die Quantendynamik atomarer Tun nelsysteme in a mor phen Fest-körpern und kristallinen De fekt-syste men wird bei extrem tiefen Temperaturen untersucht.
Physik von Nanostrukturen
Mittels Spektroskopie, Elektronen-beugung und Kraftmikroskopie w er-d e n Wachstum und optische Ei gen -schaf ten von Nanostrukturen unter-sucht.
Quantensensoren
Magnetische Mikro-ka lo ri meter werden für An wendungen in der Ma te ri alana lyse, der Me-trologie, der Astrophysik und der Kern-physik entwickelt, gebaut und eingesetzt.
Bose-EinsteinKondensat
Silberfi lm MagnetischesMikrokalorimeter
Ordnung und Unordnung
Kirchhoff-Institut für PhysikUniversität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 22769120 Heidelberg
Geschäftsführender DirektorProf. Dr. Christian Enss
[email protected]: 06221 - 54 9860
Stellv. geschäftsführender DirektorProf. Dr. Dr. Christoph Cremer
[email protected]: 06221 - 54 9271
www.kip.uni-heidelberg.de
In der technischen Informatik werden die verschieden-sten, anwendungsorientierten Projekte in Forschung und Industrie durchgeführt, die von Mikroelektronik bis zum GRID Computing reichen.
Trigger Mikrochips
Im Bereich der Hochenergie-phy sik werden komplexe Aus-le sesysteme zur Selektion rele-van ter Daten verwendet. Die Ab bildung zeigt einen am KIP entwickelten Digitalisier-Chip mit vier Prozessoren; 70000 dieser Chips werden im Rahmen des ALICE-Experiments eingesetzt werden.
Rekonfi gurierbare Hardware
Wiederprogrammierbare Elektronikschaltungen (FPGAs) sind aus modernen Detektorsystemen und der Industrie nicht mehr wegzudenken. Die Möglichkeit, diese Systemein situ zu rekonfi gurieren, ermöglicht eine Reihe neuer Anwendungen in Forschung und Technik.
Verteiltes Rechnen – Cluster/GRID Computing
Heutige Datenmengen in Industrie und Forschung erfordern den Ein-satz von Hochleistungsrech nern. Hierfür werden am KIP selbsthei-lende, autonome Compu terfarmen
entwickelt, die auch im GRID eingesetzt werden. Die Forschung auf diesem Gebiet führte zur ersten, erfolgrei-chen Ausgründung des KIP (Certon Systems GmbH).
Peptid Arrays (M. Hausmann)
Mit selbst entwickelten Mikrochips kön-nen hochkomplexe Peptid Arrays syn-thetisiert werden, die eine neue Diagnostik ermöglichen.
Bei dem Versuch, den Menschen und seine Umwelt bis zum letzten und kleinsten Baustein zu zerlegen, trifft man auf eine Vielzahl ungeklärter Rätsel: Woher erhalten die Elementarbausteine der Welt ihre Masse? Gibt es wie in vielen Theorien vorhergesagt mehr als die uns bekann-ten drei Raumdimensionen? Was ist das Geheimnis der dunklen Materie? Das KIP ist an zwei großen, internatio-nal geführten Experimenten beteiligt, die sich mit sol-chen Fragen beschäf tigen.
Das H1-Experiment
Warum kann man die Bestandteile der Proto nen (Quarks und Gluonen), die man für den Urgrund der Materie hält, zwar sichtbar machen und sogar vermessen, aber nicht isolie-ren und als freie Teilchen darstellen? Am Deutschen Elek-tronen-Synchrotron DESY versuchen Physiker, mit dem Speicherring HERA und dem H1-Detektor das Innere der Protonen im wahrsten Sinne des Wortes auszuleuchten, um diese und andere Fragen zu beantworten.
Das ATLAS-Experiment
Am Europäischen Kernforschungszentrum CERN be rei -tet das KIP in internationaler Kollaboration das AT LAS- Ex pe riment vor, das sich der Fra ge nach dem „Ursprung der Mas se” widmet und den Ho rizont zu neuen und küh-nen Ge dan kenwelten eröffnen soll: Neue Theorien bedür-
fen der experimen-tellen Überprüfung; hier soll ATLAS eine re vo lutionäre Rolle spie len.
ElementarteilchenphysikK. Meier, H.-C. Schultz-Coulon
H1 Elektron-ProtonStreuereignis
Der ATLAS Detektor am LHC (CERN)
Technische InformatikU. Kebschull, V. Lindenstruth
CPU 3 CPU 2
CPU 0 CPU 1
Quad
Port
Memory
IMEM 0 IMEM 1
DataBuffer
IMEM 3 IMEM 2
FiFo
GRFGRF
8 ch.evt.buf8 ch.evt.buf
13
ch
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t.b
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Digital filter
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KIP
INF 227
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