Quelle: Karlsruher Institut für Technologie 28. Juni 2022.

Am 4. Juli 2012 – vor zehn Jahren – wurde am europäischen Großforschungszentrum CERN in Genf die Entdeckung des Higgs-Bosons bekannt gegeben. An dieser Entdeckung war das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit vielen wissenschaftlichen Gruppen und Technologien beteiligt – und die Forschenden des KIT beschäftigen sich auch weiterhin mit diesem Teilchen. Einblick in die laufende Forschung bietet die populärwissenschaftliche Veranstaltung „10 Jahre Higgs-Boson“ am 4. Juli 2022 ab 18:00 Uhr.

„Das Higgs-Teilchen verleiht allen anderen Teilchen ihre Masse und ist das letzte Puzzlestück, das im Standardmodell der Teilchenphysik zur Beschreibung der Materiebausteine und ihrer Wechselwirkungen noch gefehlt hatte“, sagt der Teilchenphysiker Professor Markus Klute, der mit seiner Gruppe in den USA wesentlich zur Entdeckung des Higgs-Bosons beigetragen hat. Seit dem vergangenen Jahr forscht er als Humboldt-Professor am KIT.

Beendet sei die Forschung zu dem Teilchen aber noch lange nicht, so Klute. „Wir wollen das Higgs-Teilchen besser und vor allem breit verstehen: Welche Eigenschaften hat es? Welche Prozesse unterstützt es? Wie koppelt es sich an andere Teilchen? Gibt es Teilchen, die ihm gleichen?“ Inzwischen können die Forschenden das Higgs-Boson bis in den Prozentbereich hinein vermessen. Doch es gehe noch um mehr: „Am Ende möchte ich herausfinden, wo die Grenzen unseres Verständnisses liegen“, sagt Klute.

Was aber kommt nach dem Standardmodell? „Es gibt Phänomene, die es nicht abbildet. Ein Beispiel ist die dunkle Materie, die für den Aufbau unseres Universums mit seinen Galaxien fundamental wichtig ist“, erläutert Klute. Dass es sie geben muss, zeigten Gravitationsmessungen – gesehen habe man sie jedoch noch nicht. Auch Wechselwirkungen zwischen dunkler und sichtbarer Materie seien bislang nicht nachweisbar. „Meine Hoffnung ist, dass wir durch das Higgs-Boson mehr darüber lernen können“, sagt Klute.

Markus Klute und sein Team sind in der Hochenergiephysik unterwegs. Sie designen Maschinen, die auf Lichtgeschwindigkeit gebrachte Teilchen bei der Kollision aufspüren, entwickeln die Analysewerkzeuge für die gemessenen Daten und haben den Einsatz moderner Techniken des Maschinellen Lernens in der Hochenergiephysik etabliert. Das derzeit wichtigste Projekt von Klute ist das internationale Großforschungs-Experiment Compact Muon Solenoid, kurz CMS, am Large Hadron Collider (LHC) des CERN in Genf. Der Physiker gehört zu dem Team das im Laufe der CMS-Messungen das Higgs-Boson entdeckt hat.

Populärwissenschaftliche Veranstaltung „10 Jahre Higgs-Boson“
Medien und interessierte Öffentlichkeit sind zur Veranstaltung „10 Jahre Higgs-Boson“ am 4. Juli 2022 ab 18:00 Uhr im Gerthsen-Hörsaal (Gebäude 30.21), Engesserstraße 9, am Campus Süd des KIT in Karlsruhe eingeladen. Vertreterinnen und Vertreter der Medien melden sich bitte per E-Mail an presse@kit.edu an.

Programm

• 18:00 Uhr: Begrüßung durch den Moderator Martin Besinger (SWR)
• 18:05 Uhr: Liveschaltung ans CERN und Unterhaltung mit Dr. Frank Hartmann, Institut für Experimentelle Teilchenphysik des KIT
• 18:15 Uhr: „Das Higgs-Boson: Eine Erfolgsgeschichte”, Prof. Markus Klute, Leiter des Instituts für Experimentelle Teilchenphysik des KIT
• 18:45 Uhr: Podiumsdiskussion
  mit Prof. Ulrich Husemann, Institut für Experimentelle Teilchenphysik des KIT
  Jun.-Prof. Felix Kahlhöfer, Institut für Theoretische Teilchenphysik des KIT
  Dr. Belina von Krosigk, Institut für Astroteilchenphysik des KIT
  und Prof. Anke-Susanne Müller, Leiterin des Instituts für Beschleunigerphysik und Technologie des KIT.
  Mit Fragen aus dem Publikum.

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Quelle: OHB SE.

Bremen, 17. November 2021. Europas Metropolen leiden zunehmend unter den Folgen des Klimawandels. Vor allem langanhaltende Hitzewellen stellen dabei eine Bedrohung für die Gesundheit der Bevölkerung dar. Um dieser Bedrohung zu begegnen, ist es wichtig, ihre Ursachen zu verstehen und rechtzeitig geeignete Gegenmaßnahmen zu identifizieren. Vor diesem Hintergrund fördert die EU im Programm Horizont 2020 das Projekt „Next Generation City Climate Services Using Advanced Weather Models and Emerging Data Sources“, kurz: CityCLIM. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer cloudbasierten Datenplattform, die basierend auf Daten aus Wettermodellen, Erdbeobachtung und Messungen am Boden speziell für Städte verschiedene Wetter- und Klimadienste zur Verfügung stellt. Die Umsetzung erfolgt durch ein Unternehmenskonsortium in Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen Arbeitsgruppen und vier ausgewählten europäischen Modellstädten. Die OHB System AG, ein Tochterunternehmen der Raumfahrt- und Technologiegruppe OHB SE, koordiniert das Projekt.

Hitzewellen vor allem in dicht besiedelten Gebieten ein Problem
Durch den Klimawandel treten Hitzewellen immer häufiger auf. Insbesondere in dicht besiedelten Gebieten halten sich hohe Temperaturen länger und auch nachts wird oft nur eine geringe Abkühlung erreicht. Aus diesem Grund ist die Gesundheitsbelastung durch Wärme in Städten deutlich höher als im Umland. Im Projekt CityCLIM soll deshalb speziell für Metropolregionen ein eigenes Wettervorhersagemodell entwickelt werden. Anders als übliche Vorhersagemodelle, deren Auflösung zumeist im Bereich von mehreren Kilometern liegt, soll das neue Modell eine Auflösung von einhundert mal einhundert Metern aufweisen. Zudem sollen in dem Modell Daten von Wettersatelliten mit Messwerten aus der Luft und am Boden gesammelten Informationen kombiniert werden. Als Datenquellen sollen dabei unter anderem existierende Services des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus und von der Bevölkerung selbst zur Verfügung gestellte Informationen eingebunden werden.

Wetter- und Klimadienste für die breite Öffentlichkeit
Die mit dem verbesserten Modell gemachten Berechnungen sollen der breiten Öffentlichkeit anschließend in Form von verschiedenen Wetter- und Klimadiensten zugänglich gemacht werden. Angedacht sind zudem weitere Dienste speziell für Stadtverwaltungen und andere Behörden. Durch diese soll es unter anderem möglich werden, den Effekt von stadtplanerischen Maßnahmen als Reaktion auf den Klimawandel zu untersuchen. In diesem Zusammenhang angedacht ist zum Beispiel die Analyse der Auswirkungen von Grün- und Wasserflächen auf das städtische Klima.

Umsetzung durch europäisches Konsortium
An der Umsetzung des Projektes sind mehrere europäische Unternehmen beteiligt, darunter vier aus der OHB-Gruppe: OHB System fungiert als Projektkoordinator und ist für die Aufbereitung und Bereitstellung der raumfahrtbasierten Erdbeobachtungsdaten zuständig. Die OHB Digital Connect wird ein flugzeuggestütztes System einsetzen, um die berechneten Modellvorhersagen mit Thermal-Infrarot-Messdaten zu validieren. OHB Digital Services ist für die Entwicklung der cloudbasierten Datenplattform zuständig, in der sämtliche Eingangsdaten zusammengeführt und anschließend als City Climate Services zur Verfügung gestellt werden. Die Durchführung von Service-Demonstrationen in den vier ausgewählten Modellstädten wird durch die OHB Digital Solutions aus Österreich organisiert.

Zu den weiteren industriellen und akademischen Partnern zählt unter anderem das Institut für angewandte Systemtechnik Bremen GmbH (ATB), welches gemeinsam mit OHB die technische Koordinierung des Projektes übernimmt und zudem die Entwicklung der cloudbasierten Datenplattform unterstützt. Die Firma Meteologix AG, eine Tochterfirma der Kachelmann GmbH, ist als zentraler Bestandteil des Projektes für die Entwicklung des hochaufgelösten Wettermodells und die Bereitstellung der präzisen Wettervorhersagen zuständig. Als weiterer wissenschaftlicher Partner ist die Global Change Unit der Universität Valencia beteiligt, die neuartige Verfahren der raumfahrt- und luftgestützten Datenverarbeitung einbringen wird. Ebenfalls Teil des Projektes ist das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung aus Leipzig, welches Methoden entwickeln wird, um durch die Bevölkerung erhobenen Daten einzubinden.

Vier Modellstädte als Partner
Um die in Aussicht gestellten Dienste möglichst anwendungsorientiert zu gestalten, wird das Projekt CityCLIM zudem in enger Zusammenarbeit mit vier ausgewählten Modellstädten durchgeführt. Bei diesen handelt es sich um Karlsruhe in Deutschland, die Stadt Luxemburg, Valencia in Spanien und Thessaloniki in Griechenland. Die Modellstädte tragen unter anderem dadurch zum Projekt bei, dass sie ihre spezifischen Anforderungen an die City Climate Services und die Datenplattform definieren, die Datenbereitstellung unterstützen und eine Validierung der Projektergebnisse im realen Umfeld ermöglichen.

OHB-Projektkoordinator Dr. Stephan Holsten freut sich, dass die Europäische Kommission das Projekt CityCLIM ausgewählt hat und mit fünf Millionen Euro fördert: „Wir konnten als Konsortium ein starkes Angebot unterbreiten. Gemeinsam mit der kürzlich gegründeten Climate, Infrastructure and Environment Executive Agency (CINEA) der Europäischen Kommission machen wir uns nun an die Arbeit und werden eine technische Basis für die Bekämpfung der negativen Effekte des Klimawandels in Städten schaffen. Für OHB ist das Projekt CityCLIM ein weiterer Baustein in unserer Strategie zur stärkeren Nutzung von Erdbeobachtungsdaten und der Entwicklung von anwendungsorientierten Diensten.“

Der Startschuss für das Projekt ist bereits am 1. Oktober 2021 gefallen, die Bearbeitungsphase beträgt insgesamt 36 Monate.

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