Scientific American, November 2017

Enthält wieder einige interessante Artikel. Ein paar sind schwierig aufzudröseln. Doch gehen wir der Reihe nach:

“How to make a conscious meter”.

Mit Hilfe eines Conscious Meters soll herausgefunden werden, ob ein im Koma befindlicher Patient noch denken kann. Es wurden einige Technologien ausprobiert wie das Elektroenzephalogramm (EEG). Je höher die Frequenzen, desto größer die Wahrscheinlichkeit dass Bewusstseins im Menschen vorhanden ist. Nur lässt sich dies nicht verallgemeinern.

Patienten mit Hirnverletzungen, Entzündungen, Personen, von denen man nicht weiß, ob sie eines Gedankens fähig sind, kommen für die Untersuchungen in Frage. Einige befinden sich in einem vegetativen Stadium (unresponsive wakefulness syndrome (UWS). Dann die mit minimalem Bewusstsein (minimal conscious state (MCS).

Was ist nun die neueste angewandte Technologie, um Bewusstsein aufzuspüren? Transcranial Magnetic Stimulation (TMS). In das Gehirn wird ein Stromstoß gejagt. Die Reaktion des Gehirns darauf wird mit Hilfe einer EEG-Kappe eingefangen und mit einem ZIP-Algorithmus (ähnlich wie der, mit dem ZIP-Files zustande kommen) in einen Perturbational Complexity Index umgewandelt wird. Wenn dieser 0 anzeigt, fehlt das Bewusstsein. Je höher er liegt, desto mehr kann man auf Bewusstsein schließen.

“The next big Bang”

Damit ist nicht der von vor 14 Milliarden Jahren gemeint, sondern ein Vulkanausbruch. Der Beitrag bezieht sich auf den von Mount St. Helens aus dem Jahr 1980, dem 57 Personen zum Opfer fielen. Seismologen haben sich den Vulkan vorgenommen, um besser verstehen zu können, wie es zu diesen heftigen Eruptionen kommt. Ich möchte nun nicht lang und breit darstellen, was für Mineralien zu welchen Zeitpunkten eine Rolle spielen. Nur so viel: Andesites, Dacites, Potassium, Silica sind dabei.

In 80 km Tiefe wird unter dem Mount St. Helens mit Hilfe von Meerwasser Magma erzeugt, das in einem unterirdischen Reservoir gespeichert über Verbindungskanäle in andere Speicher aufsteigt. Dort entsteht ein gewaltiger Druck, der sich irgendwann an der Erdoberfläche entlädt. Simpel.

Herauszubekommen, wann der nächste Ausbruch stattfindet, ist work in progress. Durch das Projekt Imagining Magma under St. Helens iMUSH wurde das oben erwähnte Resultat ermittelt. Leider steht in dem Artikel nur, dass man Seismometer und Bohrlöcher dazu benötigte, und ein paar Explosionen in den Bohrlöchern. Im Grunde bin ich nun genau so schlau wie vorher.

“Gone fishing”

Dies tangiert jeden, der sich einmal für das Angeln interessiert hat oder noch immer interessiert. Ich selbst war einmal im Angelsportverein “Früh Auf”, machte die Anglerprüfung, bekam den Angelschein und suchte den Abschnitt der Trave auf, den der Verein mit neuen Fischen bevölkerte. - In meinem ersten Job in Michigan bei der Dow Chemical traf ich einen deutschen Angler, der in Hamburg-Bergedorf gewohnt hatte. Mit dem zog ich dann los, um im Chippewa und im Tittabawassee Hechte zu angeln. Angelruten gab es in jedem Supermarkt und man angelte mit Blinker und künstlichen Würmern. Die Flüsse waren romantisch, sie wurden wenig frequentiert. Hin und wieder sah man zwei Männer mit einem mit Echolot ausgestatteten kleinen Motorboot und einem Kasten Bier in Flussmitte sitzen.

Zurück zum Artikel. Der Autor, ein Science Schriftsteller, bemängelt, dass Fische von der Regierung in Flüsse gesetzt werden, und dort nicht heimisch sind. Daher bestünde die Gefahr, dass die heimischen von den fremden Fischen dezimiert werden. Der Autor führte einige Beispiele auf. Was mich aussen vor lässt, sind die Namen der Fische, und ich habe keine Lust, nach ihnen zu googeln. Hier einige davon: Steelhead, Walleye (das weiss ich; Zander), Largemouth Bass (bass = barsch), Brook Trout (trout = Forelle), Rainbow Trout (Regenbogenforelle), New Hampshire Silver Trout, Miller Lake Lamprey, California Golden Trout, Yellowfin Cutthroat Trout. Einige der Fremdfische fressen Kaulquappen. Dort gibt es keine Frösche mehr. Also, Flüsse nur mit heimischen Fischen nach bevölkern.

“The radical Groundwater Storage Test”

Vor einigen Jahren wurde Kalifornien von Dürre heimgesucht und die Farmer bohrten sich gegenseitig das Wasser ab. Über diese Zeit fällt mir eine meiner Kurzgeschichten ein. Inzwischen ist die Dürre in Feuchtigkeit umgeschlagen, jedoch die Gefahr, dass die Trockenheit zurückkehrt besteht weiterhin. Obwohl Flüsse und Seen zur Zeit gut mit Wasser versorgt sind, bleibt der Stand des Grundwassers besorgniserregend; denn wenn noch mehr Grundwasser gepumpt wird, werden auch Flüsse und Seen weniger Wasser führen.

Diesem Problem wird dadurch bei gekommen, indem  man in Projekten testweise Wasser auf Äcker lenkt, in denen es versickert. Anbauflächen mit bestimmten Pflanzen haben sich als dafür nutzbar erwiesen. So wird mit hoher Intensität versucht, den Grundwasserspiegel zu erhöhen. Die Aussichten sind gut.

“Measuring Beauty”

In der Teilchenphysik werden Beauty-Hadrons gemessen, um von dort aus auf unbekannte Partikel zu schließen, die benötigt werden, um die Weltformel zu vervollständigen.

Die Standardformel mit den bisher entdeckten Teilchen und den darauf einwirkenden Kräften, beschreibt nur teilweise, wie sich das Universum aufgebaut hat.  Das Standard Modell hat Lücken. Wie wäre es sonst zu erklären, dass die Antimaterie, welche bei der Entstehung des Universums zu gleichen Teilen wie die Materie vorhanden war, verschwunden ist? Und das Higgs Boson sollte lt. Standard Model schwerer sein, als es in Wirklichkeit ist. Keine Ahnung, ob das Standard Modell nun im Physikunterricht gelehrt wird. Aber hier ist es:

Fermions:

1. Generation: Quarks (up, down)
2. Generation: Quarks (Charm, Strange)
3. Generation: Quarks (Top, Beauty)

   1. Generation: Leptons (Electron, Electron Neutrino)

   2. Generation: Leptons (Muon, Muon Neutrino)

   3. Generation: Leptons (Tau, Tau Neutrino)

Bosons:

   Photon, Gluon, Z-Boson, W-Boson, Higgs

Muss man das wissen? Vermutlich. Auf jeden Fall der Autor dieses Beitrags, der mit einem neuen Projekt, LHCb (Large Hadron Collider beauty) genannt, versucht, fehlende sub-atomare Partikel aufzuspüren. Jetzt wird es kompliziert. Es geht um Virtuelle Partikel, die von dem Physik-Theoretiker Richard Feynman in einem Diagramm dargestellt wurden. Ich lasse es dabei bleiben. Während der Autor es vielleicht ansatzweise versteht, ist bei mir Hopfen und Malz verloren.

Das Projekt LHCb läuft mit Hilfe einer kleineren Installation, die sich neben dem CERN befindet. Durch ihren Beschleuniger werden Beauty Hadronen erzeugt, die in andere Partikelarten zerfallen. Der LHCb-Detektor prüft, ob sich unbekannte unter diesen befinden, welche das Standard-Modell vervollständigen könnten.

“The War on Slime”.

Kampf dem Biofilm. Ein Zusammenschluss schädlicher Bakterien, der Patienten in Krankenhäusern dahin rafft. Er befindet sich auf medizinischen Instrumenten, Kathetern, Prothesen, künstliche Herzklappen etc. Mikroben kommunizieren miteinander, nähren sich gegenseitig und verstecken sich in einer Matrix. Docken zu viele Bazillen an, verständigen sie sich untereinander und gründen Matrix-Ableger. Es gilt nun, diese Matrix aufzubrechen, um ihre Resistenz gegen Antibiotika abzuschalten. Es laufen vielversprechende Versuche.