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Forschen in Europa Jahresbericht 2010

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Das Forschungszentrum J�lich auf einen Blick Das Forschungszentrum J�lich betreibt interdisziplin�re Spitzenforschung und stellt sich dr�ngenden Fragen der Gegenwart. Mit seiner besonderen Expertise in der Physik, den Materialwissenschaften, der Nanotechnologie und der Informationstechnologie sowie den Biowissenschaften und der Hirnforschung entwickelt es Schl�sseltechnologien f�r morgen. Damit leistet das Forschungszentrum Beitr�ge zur L�sung gro�er gesellschaftlicher Herausforderungen in den Bereichen Gesundheit, Energie und Umwelt sowie Informationstechnologie. Das Forschungszentrum J�lich geht neue Wege in strategischen Partnerschaften mit Hochschulen, Forschungseinrichtungen und der Industrie im In- und Ausland. Mit mehr als 4 700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern geh�rt es als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft zu den gro�en interdisziplin�ren Forschungszentren Europas. Gr�ndung 11. Dezember 1956 Gesellschafter Bundesrepublik Deutschland (90 Prozent) Land Nordrhein-Westfalen (10 Prozent) Stammkapital 520 000 Euro Budget 456 Millionen Euro Fl�che 2,2 Quadratkilometer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Gesamt 4 767 Darin enthalten: Wissenschaftler/ 1 625 Wissenschaftlerinnen (davon Doktoranden/ Stipendiaten 443) Technisches Personal 1 643 Auszubildende 298 (Stichtag 31.12.2010) Gastwissenschaftler 897 aus 45 L�ndern Vorstand Prof. Dr. Achim Bachem (Vorsitzender) Dr. Ulrich Krafft (Stellvertretender Vorsitzender) Prof. Dr. Sebastian M. Schmidt (Mitglied des Vorstands) Prof. Dr.-Ing. Harald Bolt (Mitglied des Vorstands) Wissenschaftlich-Technischer Rat Prof. Dr. Ulrich Samm (Vorsitzender) Aufsichtsrat MinDirig Dr. Karl Eugen Huthmacher (Vorsitzender) Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Forschungszentrum J�lich at a Glance Forschungszentrum J�lich pursues cutting-edge interdisciplinary research addressing the pressing issues of the present. With its special expertise in physics, materials science, nanotechnology and information technology as well as biosciences and brain research, it is developing key technologies for tomorrow. Forschungszentrum J�lich thus contributes to solving the grand challenges facing society in the fields of health, energy and environment, and information technology. Forschungszentrum J�lich is also exploring new avenues in strategic partnerships with universities, research institutions and industry in Germany and abroad. With a staff of more than 4,700, J�lich - a member of the Helmholtz Association - is one of the large interdisciplinary research centres in Europe. Founded 11 December 1956 Partners Federal Republic of Germany (90 %) Federal State of North Rhine-Westphalia (10 %) Share capital EUR 520,000 Budget EUR 456 million Area 2.2 km2 Staff Total Including: Scientists (comprising PhD students/ scholarship holders 443) Technical staff Trainees (As of: 31.12.2010) Visiting scientists 897 from 45 countries Board of Directors Prof. Dr. Achim Bachem (Chairman) Dr. Ulrich Krafft (Vice-Chairman) Prof. Dr. Sebastian M. Schmidt (Member of the Board of Directors) Prof. Dr.-Ing. Harald Bolt (Member of the Board of Directors) Scientific and Technical Council Prof. Dr. Ulrich Samm (Chairman) 4,767 1,625 Supervisory Board MinDirig Dr. Karl Eugen Huthmacher (Chairman) 1,643 298 Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Jahresbericht 2010 Inhalt 17 Highlight J�licher Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen sind an entscheidenden Positionen daran beteiligt, in Europa gemeinsame Infrastrukturen f�r die Forschung aufzubauen - f�r die Umweltforschung, die Teilchenphysik, die Neutronenforschung und f�r ein Netz von Hochleistungscomputern. 25 Wissensmanagement Wissen schaffen, weitergeben, teilen und nutzen - damit tragen die Ergebnisse der J�licher Forschung dazu bei, die zentralen Aufgaben der Gegenwart zu l�sen, vom Umbau der Energieversorgung bis zur Gesundheitsforschung. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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J�lich auf einen Blick Vorwort des Vorstands Chronik Highlight: J�lich in Europa Europas Wissenschaft an der Weltspitze o Bestnoten f�r J�licher Teilchenphysik o ESS auf der Zielgeraden o Zu Wasser, zu Land und in der Luft - Daten f�r den Klimaschutz o PRACE - H�chstleistung f�r Europa 2 6 8 16 18 20 21 22 23 Wissensmanagement Unsere Leistung: Wissen Wissen schaffen Neue Erkenntnisse gewinnen und publizieren Komplizierter als gedacht - Sprachregionen im Gehirn des Menschen Neue Einblicke in Molek�le Preise Drittmittel Super Forschung dank Supercomputern Exzellente Plattformen Personal Wissen weitergeben Ausbildung mit Perspektive Wissenschaftlicher Nachwuchs Wissen teilen Wissen weltweit Wissen teilen - Daten & Fakten Einzigartig in Europa: Das Bioeconomy Science Center Exascale - tausendmal schneller rechnen J�lich Aachen Research Alliance (JARA) Wissen anwenden Wirtschaft und Gesellschaft verwerten J�licher Know-how Forschung f�r die Praxis 28 30 32 34 36 39 41 44 48 50 54 57 62 63 64 66 67 Anhang Finanzen Gremien Organigramm Kontakt 72 75 78 80 Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Vorwort des Vorstands "Europa braucht herausragende europ�ische Spitzencluster mit weltweiter Ausstrahlung." Aus der Hightech-Strategie der Bundesregierung icht nur geografisch liegt J�lich im Herzen Europas. Durch seine vielf�ltige Vernetzung mit europ�ischen Partnern und den Aufbau zentraler Forschungsinfrastrukturen gestaltet es die europ�ische Forschungslandschaft aktiv mit. Denn in einer zunehmend globalisierten Welt kann es nur gemeinsam gelingen, die gro�en Herausforderungen der Gegenwart zu bew�ltigen: Den umwelt- und klimafreundlichen Umbau der Energieversorgung beispielsweise oder die Beantwortung der dr�ngenden Fragen in den Bereichen Gesundheit und Informationstechnologie. Unsere Aufgabe sehen wir insbesondere darin, Grundlagen f�r zuk�nftige Schl�sseltechnologien zu schaffen, die zu wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Fortschritten auf diesen Feldern beitragen - weit �ber Fach- und Landesgrenzen hinaus. Gro�e Forschungsinfrastrukturen spielen eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, die wissenschaftliche und technologische Leistungsf�higkeit Europas zu erhalten und im internationalen Wettbewerb zu verbessern. Gro�e Bedeutung hat hier die Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE), in der sich Vertreter aus 20 europ�ischen Staaten mit dem Ziel zusammengeschlossen haben, eine europ�ische Supercomputer-Infrastruktur aufzubauen. Das Forschungszentrum J�lich stellt derzeit den Council Chairman und bringt die Kompetenz des J�lich Supercomputing Centres (JSC) ein. Damit ist J�lich f�hrend an der Entwicklung des Verbundes beteiligt. Das "European Strategy Forum on Research Infrastructures" (ESFRI) hat PRACE in die europ�ische "Roadmap" aufgenommen, die neue Forschungsinfrastrukturen von europ�ischem Interesse identifiziert. Das ESFRI-Projekt IAGOS zur Erforschung der Atmosph�re wird vom Forschungszentrum J�lich koordiniert. Hinzu kommen weitere europ�ische Projekte, zu denen J�licher Wissenschaftler und Wissenschaftsmanager wesentliche Beitr�ge leisten, etwa die Europ�ische Spallationsquelle ESS f�r die Neutronenforschung oder das Beschleunigerzentrum FAIR. Die zentrale Position J�lichs im europ�ischen Forschungsraum wird auch daran deutlich, dass das Forschungszentrum 2010 an elf gro�en, von der EU gef�rderten Projekten mit einer F�rdersumme von jeweils mehr als einer Million Euro beteiligt war und weitere sieben EU-Projekte koordinierte. Form follows function - was f�r gutes Design gilt, ist auch im Bereich der Wissenschaft richtig: Strukturen m�ssen dem verfolgten Zweck entsprechen. Da Forschung stets ein dynamischer Prozess ist, m�ssen sich auch die forschenden Institutionen wandeln. In J�lich haben wir daher im vergangenen Jahr einige unserer Strukturen auf neue Aufgaben ausgerichtet. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Der Vorstand des Forschungszentrums J�lich: Prof. Dr. Achim Bachem, Dr. Ulrich Krafft, Prof. Dr. Sebastian M. Schmidt und Prof. Dr.-Ing. Harald Bolt (v. l. n. r.) Das Ziel, effiziente, klima- und umweltvertr�gliche neue Energietechnologien bereitzustellen, wird nur mit einem ganzheitlichen, multidisziplin�ren Forschungsansatz zu erreichen sein. Bereits 2010 haben wir beschlossen, unsere Kapazit�ten auf diesem Forschungsfeld im neu gegr�ndeten Institut f�r Energie- und Klimaforschung (IEK) zusammenzuf�hren. Im Fokus der Forschung des neuen IEK steht die Entwicklung sauberer, sicherer und ressourcenschonender Energieumwandlungstechniken sowie die Frage, wie Spurenstoffemissionen unser Klima beeinflussen. Das Forschungszentrum J�lich versteht sich nicht nur als leistungsf�higer Tr�ger des deutschen Wissenschaftssystems, sondern sieht sich auch in der Verantwortung, dieses zu gestalten und weiterzuentwickeln. So haben wir 2010 nicht nur die J�licher Forschungsaktivit�ten zum neu formierten Schwerpunkt Bio�konomieforschung im Institut f�r Bio- und Geowissenschaften (IBG) geb�ndelt, sondern auch das europaweit einzigartige Bioeconomy Science Center (BioSC) als strukturbildendes Element der deutschen Forschungslandschaft initiiert. Neben dem IBG sind daran Institute der Heinrich-HeineUniversit�t D�sseldorf, der RWTH Aachen und der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universit�t Bonn beteiligt. Das BioSC vereint derzeit 1 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter unter einem Dach. Weitere Neustrukturierungen gab es mit dem Peter Gr�nberg Institut (PGI), das physikalische Grundlagenforschung auf dem Gebiet der elektronischen Ph�nomene und Systeme betreibt, sowie mit dem Institute of Complex Systems (ICS). Dieses erforscht mikroskopische und molekulare Prozesse, die sowohl der weichen Materie als auch lebenden Systemen zugrundeliegen. Auch das J�lich Centre for Neutron Science (JCNS), welches Instrumente unter anderem am Forschungsreaktor FRM II betreibt, erhielt 2010 einen neuen Status als eigenst�ndiges Institut. Zahlreiche dieser zentralen J�licher Themen - von der Energieforschung �ber die Bio�konomie bis zur Informationstechnologie - finden sich in den Zukunftsprojekten und Aktionslinien der "Hightech-Strategie 2020" der Bundesregierung wieder. Wie wir diese Ziele konkret angehen, stellen wir Ihnen in diesem Jahresbericht anhand zahlreicher Beispiele vor. Beim Bl�ttern werden Sie bemerken, dass sich auch der Jahresbericht ver�ndert hat: Im Vergleich zu den Vorjahren finden Sie jetzt noch mehr Daten und Fakten in tabellarischen �bersichten und Grafiken, denn zu einer strategisch angelegten Forschung geh�rt die Transparenz gegen�ber der �ffentlichkeit. Auch auf diesem Gebiet haben wir uns im Jahr 2010 weiterentwickelt. Prof. Dr. Achim Bachem (Vorstandsvorsitzender) Prof. Dr.-Ing. Harald Bolt (Mitglied des Vorstands) Dr. Ulrich Krafft Prof. Dr. Sebastian M. Schmidt (Stellvertr. Vorstandsvorsitzender) (Mitglied des Vorstands) Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Chronik April 2010 bis M�rz 2011 Elementare Kr�fte berechnet 8. April 2010 | J�licher und Bonner Wissenschaftler melden in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters", dass sie mit Hilfe einer neuen Methode und des Supercomputers JUGENE die Wechselwirkungen in Atomkernen - unter anderem des Lithiums und des Kohlenstoffs - zuverl�ssig berechnen konnten. Bis dahin war das nicht m�glich gewesen, zu komplex ist das Kr�ftespiel. Die Forscher hoffen nun, mit ihrem Rechenmodell k�nftig sogar die Eigenschaften von noch gar nicht gefundenen supergro�en Kernen vorhersagen zu k�nnen. R�ckstreurate Vulkanasche-Wolke vermessen 16. April 2010 | J�licher Atmosph�renforscher messen mit einem im Forschungszentrum stationierten LIDAR-System, wie weit sich die Aschewolke vertikal ausdehnt, die aufgrund eines Ausbruchs des isl�ndischen Vulkans Eyjafjallaj�kull �ber Europa schwebt und den Flugverkehr behindert. Das K�rzel LIDAR steht f�r LIght Detection And Ranging: Dabei wird ein Laserstrahl in den Himmel geschickt und der Anteil des Lichtes analysiert, der aus der Atmosph�re zur�ckgestreut wird. H�he Zeit Energieeffiziente Computer-Chips 18. April 2010 | In der Fachzeitschrift "Nature Materials" pr�sentieren Wissenschaftler der J�lich Aachen Research Alliance (JARA) ein neues, vorteilhaftes Schaltungskonzept f�r sogenannte Memristor-Chips, deren Widerstand programmiert werden kann und anschlie�end gespeichert bleibt. Es ebnet den Weg zu einem Computer von �bermorgen, der wenig Energie verbraucht und gleichzeitig eine sehr hohe Rechenleistung hat.

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Der Industrie pr�sentiert 19. April 2010 | In der Forschung wird es immer wichtiger, Objekte kontrolliert bewegen zu k�nnen, die nur einige Nanometer gro� sind. Ein Ger�t, das beispielsweise die Spitze eines Rastersondenmikroskops auf 0,1 Nanometer (10 millionstel Millimeter) genau steuern kann, stellte das Forschungszentrum auf der Hannover Messe, der weltweit gr��ten Industriemesse vor. (Mehr dazu in "Wissen anwenden", S. 69). Au�erdem wird eine Brennstoffzellen-Technologie pr�sentiert, die Betriebszeiten von �ber 20 000 Stunden - rund 3 Jahren - erm�glicht. Gesch�rfter Blick in Proteine 22. April 2010 | Profis k�nnen ein Foto mit niedriger Aufl�sung inzwischen digital nachsch�rfen. Das gelingt nun auch mit den manchmal verschwommenen Bildern, die durch R�ntgenbeugung gewonnen werden und den r�umlichen Aufbau von Eiwei�-Molek�len - wichtigen Bausteinen allen Lebens - zeigen. Im Fachmagazin "Nature" stellt der J�licher Forscher Gunnar Schr�der zusammen mit US-Kollegen die neu entwickelte Methode vor (siehe auch "Neue Einblicke in Molek�le", S. 32). Forscherschule eingeweiht 28. April 2010 | Vertreter aus Politik, Industrie und Wissenschaft �bergeben das neue Geb�ude der German Research School for Simulation Sciences (GRS) auf dem J�licher Campus seiner Bestimmung. Die GRS, ein Gemeinschaftsunternehmen der RWTH Aachen und des Forschungszentrums, bildet Masterstudenten und Doktoranden an den modernsten Supercomputern Europas aus. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Weltwasserstoffkonferenz 16. bis 21. Mai 2010 | 1 200 Fachteilnehmer aus 50 Nationen nahmen unter der Leitung des Chairmans Prof. Detlef Stolten vom Forschungszentrum J�lich an der WHEC (World Hydrogen Energy Conference) 2010 in der Messe Essen teil, um sich �ber die neuesten Entwicklungen rund um die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie zu informieren. Zum Programm geh�rten auch ein B�rgersonntag sowie spezielle Veranstaltungen f�r Sch�ler, Lehrer und Studenten. Zusammen zum Faktor 1 000 31. Mai 2010 | Das Forschungszentrum J�lich und die Firmen Intel und ParTec unterzeichnen den Vertrag zu einem gemeinsamen "ExaCluster Laboratory", in dem bis zum Jahr 2020 modular aufgebaute Computer - Fachsprache: Cluster - entwickelt werden, die mehr als eine Trillion Rechenoperationen pro Sekunde durchf�hren k�nnen. Damit w�rden sie 1 000-mal schneller rechnen als heutige Supercomputer. Supercomputer f�r Europa 9. Juni 2010 | Vertreter von 19 Nationen gr�nden in Barcelona mit einer feierlichen Zeremonie den Supercomputerverbund PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe). PRACE wird Supercomputer, Infrastrukturen sowie damit verbundene Dienstleistungen f�r die europ�ischen Forscher im Bereich H�chstleistungsrechnen bereitstellen. Zum ersten Vorsitzenden des Verbundes wird Prof. Achim Bachem gew�hlt, Vorstandsvorsitzender des Forschungszentrums J�lich. Den molekularen Magnetismus manipulieren Siliziumdioxid Gold 11. Juni 2010 | Physiker aus J�lich, den USA und Argentinien beschreiben im Fachmagazin "Science", wie sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molek�le mechanisch kontrollieren lassen. Die Forscher hatten erstmals experimentell eindeutig theoretische Vorhersagen �ber den "underscreened Kondo-Effekt" best�tigen k�nnen, der k�nftig wom�glich bei der Nutzung von Nanometer-kleinen Magneten f�r die Informationstechnologie bedeutsam wird. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010 Silizium Schubschraube 10

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Schneller Gewissheit 21. Juni 2010 | Inwieweit die Therapie eines Hirntumors erfolgreich war, l�sst sich mit einem innovativen diagnostischen Verfahren - FET-PET genannt - schon sieben bis zehn Tage nach der Behandlung einsch�tzen, deutlich fr�her als bisher. �ber dieses Ergebnis einer Patientenstudie berichten Wissenschaftler der J�lich Aachen Research Alliance (JARA) im "Journal of Radiation Oncology Biology Physics" (siehe auch "Wirksamkeit von Tumortherapie besser einsch�tzen", S. 65). Im Supercomputer entworfen 18. Juli 2010 | Ein internationales Team mit J�licher Forschern berichtet in der Fachzeitschrift "Nature Materials" �ber ein neues keramisches Material, dessen spezielle Eigenschaften es mit Hilfe des J�licher Supercomputers JUROPA ma�geschneidert hatte. Die Keramik soll helfen, die Frage zu kl�ren, ob Elektronen neben Masse, Ladung und Spin noch ein elektrisches Dipolmoment besitzen. Auf diese vierte Eigenschaft des Elektrons setzen zahlreiche Welttheorien, die bei Physikern popul�r sind. Wie Pflanzen reagieren 27. Juli 2010 | Im Fachjournal "PNAS" legen Wissenschaftler aus J�lich und den USA dar, dass der Wasserhaushalt von Pflanzen anders kontrolliert wird als bisher angenommen. Sie schlie�en das aus Experimenten, bei denen sie die Reaktion von Sonnenblumen-Bl�ttern einerseits auf Infrarotlicht und andererseits auf sichtbares Licht untersucht hatten. Demnach steuert ein direkter biophysikalischer Prozess, der von Photosynthese oder Sensorzellen unabh�ngig ist, die Verdunstung des Wassers �ber die verschlie�baren Poren - Spalt�ffnungen - an der Blattunterseite. Schwingende Nanor�hrchen 3. Oktober 2010 | Kohlenstoff-Nanor�hrchen gelten als m�gliches Material f�r die Informationstechnologie der Zukunft. Im Fachmagazin "Nano Letters" pr�sentieren J�licher Forscher detaillierte Untersuchungen, die helfen, die mechanischen Eigenschaften solcher R�hrchen ma�zuschneidern. Die Wissenschaftler verglichen die Schwingungszust�nde eines R�hrchens mit sechs W�nden mit denen von einwandigen R�hrchen und fanden bei den Resonanzfrequenzen Unterschiede von fast 25 Prozent. Jahresbericht 2008 | Forschungszentrum J�lich 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Kompakter Teilchenbeschleuniger 4. Oktober 2010 | Forscher aus J�lich und Belfast stellen im Fachmagazin "Physical Review Letters" eine kompakte Alternative zu riesigen Teilchenbeschleunigern vor, bei denen Protonen in kilometerlangen R�hren durch elektrische Felder auf hohe Geschwindigkeiten gebracht werden. In Simulationen auf dem J�licher Supercomputer JUROPA haben sie einen stabilen Protonenstrahl hergestellt, indem sie eine Nanometer-d�nne Kunststofffolie mit dem zirkular polarisierten Strahl eines gepulsten Lasers beschossen. "Tunnelblick" ins Molek�l 6. Oktober 2010 | "Wo fr�her nur eine verschwommene Wolke zu sehen war, treten nun die atomaren Details des Molek�ls gestochen scharf hervor", schreibt die "Frankfurter Allgemeine Zeitung" (FAZ). Die Worte gelten einer neuen Methode aus J�lich, bei der man mit Hilfe von Wasserstoff an der Spitze eines Rastertunnelmikroskops in das Innere von organischen Molek�len schauen kann (siehe auch "Neue Einblicke in Molek�le", S. 32). Komplexes Hirn 9. Oktober 2010 | Unter dem Titel "Wenn Worte Wurzeln schlagen" berichtet die FAZ �ber die Ergebnisse von J�licher Forschern. Diese hatten eine Hirnregion gleichsam unter die Lupe genommen, in der nach klassischen Vorstellungen die F�higkeit verankert ist, Laute und Worte zu bilden. Dabei fanden sie heraus, dass diese sogenannte Broca-Region nicht - wie bisher angenommen - nur aus zwei Arealen besteht, sondern aus vielen mehr (siehe auch "Komplizierter als gedacht", S. 30). Zentrum f�r Bio�konomie 21. Oktober 2010 | Mit dem Bioeconomy Science Center wird das erste Zentrum Europas gegr�ndet, das in einem integrativen Gesamtkonzept Forschung f�r eine nachhaltige Bio�konomie betreibt. Das Forschungszentrum J�lich, die Universit�ten Bonn und D�sseldorf sowie die RWTH Aachen b�ndeln darin ihre Kompetenzen, um zu einer umweltschonenden �konomie auf der Basis nachwachsender Rohstoffe beizutragen (siehe auch "Einzigartig in Europa: Das Bioeconomy Science Center", S. 62). 12 Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2008

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Bedeutsame Pflanzenvielfalt 27. Oktober 2010 | Das Fachmagazin "Nature" ver�ffentlicht die Ergebnisse eines Gro�versuchs zur Biodiversit�t, an dessen Auswertung auch J�licher Wissenschaftler beteiligt waren. �ber acht Jahre wurden auf einem vier Hektar gro�en Freilandexperiment Graslandvegetationen mit unterschiedlich ausgepr�gtem Pflanzenartenreichtum untersucht. Es zeigte sich: Wenn auch nur eine einzige Pflanzenart ausstirbt, dann gehen mit ihr oft eine ganze Menge weiterer Arten, etwa Pflanzen- und Fleischfresser, verloren. Baustart f�r Nanoelektronik-Labor 19. November 2010 | Mit dem offiziellen Spatenstich beginnt der Bau der Helmholtz Nanoelectronic Facility im Forschungszentrum J�lich. Bis 2013 wird ein modernes Reinraumzentrum mit rund 1 000 Quadratmetern Fl�che entstehen, in das eine Summe von rund 25 Millionen Euro investiert wird. In ihm sollen die Grundlagen der Elektronik von �bermorgen entwickelt werden. Millionen f�r Neutronenforschung 25. November 2010 | Das Bundesministerium f�r Bildung und Forschung f�rdert die J�licher Mitarbeit w�hrend der Planung der europ�ischen Spallationsquelle mit 6,4 Millionen Euro. Staatssekret�r Thomas Rachel �berreicht dem J�licher Vorstandsmitglied Prof. Sebastian M. Schmidt, der die deutschen Beitr�ge f�r die ESS koordiniert, den Bewilligungsbescheid. Die weltweit leistungsf�higste Neutronenquelle soll 2019 im schwedischen Lund den Betrieb aufnehmen. Festlicher Einblick 6. Dezember 2010 | Im J�licher Festvortrag zum Jahresabschluss gibt Prof. Dieter Richter im LVR-Landesmuseum Bonn Politikern, Managern und Wissenschaftlern einen Einblick in die enormen M�glichkeiten der Neutronenforschung. Unter anderem hilft sie, Materialien f�r die Computerspeicher von morgen oder f�r die Stromgewinnung aus der Abw�rme von Motoren zu entwickeln. Au�erdem tr�gt sie dazu bei, biomolekulare Vorg�nge in Zellen besser zu verstehen. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Kooperation mit China 13. Dezember 2010 | Prof. Sebastian M. Schmidt, Vorstandsmitglied des Forschungszentrums, besucht den Forschungsreaktor CARR in Fang Shan bei Peking. Dort installierten Wissenschaftler vom J�lich Centre of Neutron Science (JCNS) drei Ger�te und k�nnen im Gegenzug k�nftig f�r ihre Experimente auf diese starke Neutronenquelle zugreifen. J�lich arbeitet bereits mit einer Reihe von renommierten chinesischen Forschungseinrichtungen zusammen (siehe auch "Wissen weltweit", S. 54). Gest�rkte Neutronenforschung 17. Dezember 2010 | Das Forschungszentrum J�lich wird seinen Instrumentenpark am Garchinger Forschungsreaktor FRM II bis 2013 von f�nf auf elf wissenschaftliche Ger�te erweitern. Dies geht aus den Vertr�gen hervor, die von Repr�sentanten dreier Helmholtz-Zentren, der Technischen Universit�t M�nchen, des Freistaates Bayern und des Bundes unterzeichnet wurden. Zuk�nftig werden die beteiligten Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft rund 30,3 Millionen Euro j�hrlich f�r Neutronenforschung aufwenden. Das BMBF unterst�tzt die Zentren sowie die wissenschaftliche Infrastruktur des FRM II mit weiteren 19,8 Millionen Euro j�hrlich. Phasenwechsel in DVDs 17. Januar 2011 | Das "c't-magazin" f�r Computertechnik berichtet �ber die Erkenntnisse von Wissenschaftlern aus J�lich, Finnland und Japan, die den Prozess des Einschreibens von Daten bei DVD-RWs erforscht hatten. Das Team hatte unter anderem mit Simulationen auf dem J�licher Supercomputer JUGENE die Struktur zweier unterschiedlicher Phasen der informationstragenden DVD-Schicht aufgekl�rt und ein Modell f�r den �bergang der Phasen entwickelt (siehe auch "Super Forschung dank Supercomputern", S. 39). Fusionsforschung f�r 2035 15. Februar 2011 | Der Plasmagenerator PSI-2 nimmt seinen Betrieb auf. Das Ger�t - drei Tonnen schwer und eine Million Euro teuer - wird helfen, Materialien zu finden, die ab dem Jahr 2035 als Wandelemente den Dauerbetrieb in einem Fusionskraftwerk aushalten k�nnen. Die erste Wand der Brennkammer muss dazu rund um die Uhr der W�rmebelastung durch das 100 Millionen Grad hei�e Fusionsplasma und dem Beschuss mit Neutronen widerstehen. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Effizientere Solarmodule 18. Februar 2011 | Solarserver.de und andere Internetportale berichten �ber das Forschungsprojekt LIMA, das erstmals Silizium-D�nnschichtsolarmodule mit einem Wirkungsgrad von zehn Prozent bei einer Fl�che von �ber einem Quadratmeter erm�glicht hat. Den beteiligten Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen gelang es vor allem, das Lichtmanagement in den Solarzellen zu verbessern. Koordiniert wurde das Projekt vom Forschungszentrum J�lich. Forschung in den Wolken 21. Februar 2011 | Im britischen Exeter beginnt die Messkampagne Coalesc, bei der J�licher Forscher zusammen mit britischen Kollegen erkunden, wie Aerosole - beispielsweise Staub und Ru� - die Wolkenbildung und die Niederschlagsneigung beeinflussen. W�hrend die Coalesc-Fl�ge maximal zehn Kilometer �ber dem Boden stattfinden, f�hrt die Messkampagne Macpex Mitte M�rz in Houston, Texas, noch h�her hinaus: Zusammen mit US-Partnern untersuchen J�licher Forscher Prozesse in Zirruswolken bis in eine H�he von 18 Kilometern. Neues zur manischen Depression 25. Februar 2011 | Stern.de, �rzte-Zeitung.de und weitere Online-Medien melden, dass ein internationales Team unter der Federf�hrung von Wissenschaftlern aus J�lich, Bonn und Mannheim einen genetischen Faktor entdeckt hat, der das Risiko f�r die manisch-depressive St�rung erh�ht. Die Forscher haben damit einen Puzzlestein gefunden, um die Entstehung dieser h�ufigen neuropsychiatrischen Krankheit zu verstehen, bei der auch Umweltfaktoren eine Rolle spielen. Daten dichter speichern 18. M�rz 2011 | Das Fachmagazin "Science" ver�ffentlicht einen Bericht von Forschern aus J�lich und Halle, die ein ferroelektrisches Material mit einem hochaufl�senden Transmissionselektronenmikroskop untersucht hatten. Dabei hatten sie erstmals direkt beobachtet, dass sich die Dipole, die in dem Material die Information tragen, auch ringf�rmig anordnen k�nnen. Diese Anordnung k�nnte es erlauben, Arbeitsspeicher k�nftig deutlich dichter mit Daten zu bepacken. Jahresbericht 2009 | Forschungszentrum J�lich

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Highlight 18 Europas Wissenschaft an der Weltspitze 20 Bestnoten f�r J�licher Teilchenphysik 21 ESS auf der Zielgeraden 22 Zu Wasser, zu Land und in der Luft - Daten f�r den Klimaschutz 23 PRACE - H�chstleistung f�r Europa

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Europas Wissenschaft an der Weltspitze Die Europ�ische Union und ihre assoziierten Partnerl�nder sind mehr als eine gro�e Handelsallianz. Sie sind auch ein reger Markt- und Tauschplatz f�r exzellente Ideen aus Forschung und Entwicklung - die Triebfedern des Fortschritts. oderne Wissenschaft ben�tigt neben klugen K�pfen oft komplexe Strukturen oder gro�e Instrumente, die f�r einen einzelnen Staat kaum zu finanzieren oder im Unterhalt zu aufwendig sind. Daher unterst�tzt die Europ�ische Union den Aufbau und Betrieb gemeinsam genutzter Infrastrukturen, um Europas Forschern ein Arbeiten auf Weltniveau zu erm�glichen und die Zukunftschancen kommender Generationen zu sichern. Empfehlungen, welche Infrastrukturen in Europa gebaut und gef�rdert werden sollen, spricht das "European Strategy Forum on Research Infrastructures", kurz ESFRI, aus. Das Gremium setzt sich aus Experten der Mitgliedstaaten sowie Vertreterinnen und Vertretern der Europ�ischen Kommission zusammen, Vorsitzende ist Dr. Beatrix Vierkorn-Rudolph (BMBF). 2002 wurde ESFRI auf Initiative der Europ�ischen Kommission gegr�ndet. Seither dient das Forum als Plattform f�r die EU-L�nder zur Diskussion und Abstimmung von Projekten und Trends im Bereich der Infrastrukturen f�r Wissenschaft und Forschung. Dies sind zum Beispiel Gro�ger�te, Supercomputer, Netzarchitekturen oder auch Datenbanken und virtuelle Bibliotheken. Das Forum spielt in europ�ischen Entscheidungsprozessen eine gro�e Rolle. Es wurde vom Rat der EU mit der Entwicklung einer europ�ischen "Roadmap" f�r l�nder�bergreifende Infrastrukturprojekte beauftragt. 2006 wurde erstmals eine solche Liste vorgelegt und seither circa alle zwei Jahre an aktuelle Gegebenheiten angepasst. Zurzeit bef�rwortet das Forum 44 Vorhaben. Das Forschungszentrum J�lich ist an mehreren dieser Projekte ma�geblich beteiligt. Mit ihrem Know-how wirken J�licher Forscher und Wissenschaftsmanager wesentlich daran mit, Europa als Spitzenstandort f�r herausragende Wissenschaft zu festigen und so zu neuen L�sungen f�r die dr�ngenden Fragen der Gesellschaft beizutragen. ICOS Europa verf�gt an Land und auf hoher See �ber ein hervorragendes Messnetz f�r klimarelevante Prozesse. ICOS hat das Ziel, das bestehende Netz zu sichern und in den kommenden 10 bis 20 Jahren weiter auszubauen. Dies dient dem Klimaschutz: Nur mit Hilfe verl�sslicher Daten l�sst sich das empfindliche Zusammenspiel zwischen �kosystemen und Atmosph�re beurteilen (siehe auch S. 22). Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Am 28. Mai 2009 fiel in Br�ssel die Entscheidung, die Europ�ische Spallationsquelle im s�dschwedischen Lund zu errichten. Sie wird Wissenschaftlern aus aller Welt offenstehen, die hier mit Hilfe von Neutronen neue Einblicke in den Aufbau von komplexen Molek�len und Strukturen erhalten werden. Alleine in Europa analysieren derzeit etwa 5 000 Forscher aus Wissenschaft und Industrie ihre Proben mit Neutronen. Diese Zahl d�rfte mit Inbetriebnahme der ESS ab 2019 nochmals signifikant ansteigen (siehe auch S. 21). FAIR An FAIR sind �ber ein Dutzend L�nder beteiligt. Das Herzst�ck der Anlage wird ein Schwerionen-Ringbeschleuniger mit einem Kilometer Umfang sein. Der von J�lich konzipierte Beschleunigerring HESR an FAIR wird 575 Meter lang sein und die geplanten Experimente unter anderem mit Antiprotonen (PANDA) erm�glichen. Sie sollen neue Erkenntnisse �ber die Vorg�nge zwischen Elementarteilchen, wie etwa Quarks und Gluonen, liefern. FAIR soll 2017 den Forschungsbetrieb aufnehmen (siehe auch S. 20). Lund J�lich Darmstadt Paris PRACE F�r das Projekt PRACE haben sich 20 europ�ische L�nder zu einer einzigartigen Initiative zusammengeschlossen. Sie erm�glicht es Forschern aus den beteiligten Staaten, superschnelle Computer in den anderen L�ndern zu nutzen. Neben zahlreichen Hochleistungscomputern stehen den europ�ischen Wissenschaftlern im Rahmen von PRACE mit JUGENE und CURIE an den Standorten J�lich und Paris auch die zwei zurzeit schnellsten zivilen Rechner Europas zur Verf�gung. Bis 2015 werden weitere Supercomputer in Deutschland, Frankreich, Italien und Spanien hinzukommen (siehe auch S. 23). IAGOS Bis zu 20 Linienflugzeuge, die sowohl innerhalb Europas als auch weltweit eingesetzt werden, dienen ab 2012 auch der Wissenschaft. Hochsensible Messinstrumente sammeln umfangreiche Daten �ber chemische und physikalische Bestandteile der Luft. Dies hilft dabei, die Wechselwirkungen in der Atmosph�re besser zu verstehen und neue Ans�tze f�r den Klimaschutz zu entwickeln (siehe auch S. 22). Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Bestnoten f�r J�licher Teilchenphysik Neue Einblicke in die Struktur der Materie und die Entstehung des Universums wird das internationale Beschleunigerzentrum FAIR in Darmstadt erm�glichen. FAIR steht f�r "Facility for Antiproton and Ion Research" und ist eines der gr��ten Forschungsvorhaben in Europa und weltweit. Im Endausbau wird FAIR aus insgesamt zwei Linear- und acht Kreisbeschleunigern bestehen. Physiker und Ingenieure des Forschungszentrums J�lich konzipieren einen davon - er tr�gt den Namen HESR (High-Energy Storage Ring). nfang April 2011 rauschte es im Presse-Bl�tterwald: Forscher des US-amerikanischen Fermilab hatten Daten ver�ffentlicht, die auf die Entdeckung eines neuen Grundbausteins oder eine unbekannte Wechselwirkung der Materie hinweisen. Kollegen der Europ�ischen Organisation f�r Kernforschung CERN in Genf werten nun eine Flut eigener Messungen aus, um den Fund entweder zu best�tigen oder zu widerlegen. "Wenn sich die Entdeckung des Fermilab bewahrheitet, muss gekl�rt werden, was die Ursache ist. Daher w�re diese Entdeckung auf jeden Fall eine Be- reicherung f�r das Physikprogramm am HESR", freut sich Prof. Rudolf Maier, Direktor des J�licher Instituts f�r Kernphysik, der f�r das Konzept und das Forschungsprogramm des HESR verantwortlich ist. Die weltweite Physiker-Gemeinde teilt sich die Arbeit auf: An den gro�en Beschleunigern wie im Fermilab oder am CERN werden die fundamentalen Bausteine der Materie gesucht. An den kleineren Ringen hinterfragen die Wissenschaftler, wie genau sich die Materie formt und welche Kr�fte sie zusammenhalten. "Das sind die Hauptforschungsfelder am HESR", erkl�rt Maier. "Mit dem HESR am FAIR steht uns bald das chirurgische Skalpell der Teilchenphysik zur Verf�gung." "F�r uns ist es ein Gl�cksfall, dass die erfahrene Mannschaft des J�licher Beschleunigers COSY unter der Leitung von Prof. Rudolf Maier Verant- wortung f�r den Entwurf, Bau und Betrieb des Hochenergie-Speicherrings HESR �bernimmt", unterstreicht Dr. Horst Wenniger. Als ehemaliger Technischer Direktor des CERN begleitet er mit seinem Know-how den Aufbau von FAIR. Alle bisherigen Beitr�ge der J�licher Kollegen zum HESR-Projekt, etwa technische Entw�rfe und Berechnungen, erhielten vom internationalen "Machine Advisory Committee" unter der Leitung von Dr. Lyn Evans Bestnoten, stellt Wenniger heraus. "Dies basiert auf der langj�hrigen Erfahrung und den erfolgreichen Experimenten am J�licher COSYRing", sagt Wenniger. Er ist sich sicher, dass die J�licher Forscher und Ingenieure mit ihrem Beitrag zum FAIR-Projekt konkurrenzlose experimentelle Bedingungen f�r ein langj�hriges Forschungsprogramm schaffen. Ingenieure der J�licher Zentralabteilung Technologie (ZAT) entwerfen und bauen f�r HESR komplexe Maschinen und Detektoren, wie beispielsweise diese Vakuumkammer, die durch Hochfrequenzfelder die Energie des Ionenstrahls b�ndelt. Einige zentrale Bauteile und Detektoren werden zurzeit am J�licher Beschleuniger COSY getestet und optimiert. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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ESS auf der Zielgeraden Im s�dschwedischen Lund entsteht ein neues Gro�ger�t f�r Naturwissenschaftler aller Disziplinen: die weltweit st�rkste Neutronenquelle - die Europ�ische Spallationsquelle ESS. J�licher Forscher und Wissenschaftsmanager sind ma�geblich an der Planung und Auslegung der Anlage beteiligt. inige der bestehenden europ�ischen Neutronenquellen sind seit Jahrzehnten erfolgreich in Betrieb. Sie erm�glichen tiefe Einblicke ins Innere der Materie - in Werkstoffe f�r gro�e Konstruktionen wie Motoren oder Bauteile f�r die Raumfahrt, aber auch in die Struktur von winzigen biologischen Molek�len und in komplexe Gebilde, wie Kunststoffe oder Festplatten. M�glich wird dies durch Neutronen - das sind die ungeladenen Bausteine der Atomkerne. Sie machen Strukturen bis zu weniger als einem Milliardstel eines Meters und Bewegungen bis zu einem Milliardstel einer Millisekunde zug�nglich. Neutronenquellen dienen dazu, freie Neutronen zu gewinnen, die dann auf die zu untersuchenden Proben gelenkt werden. Mittlerweile haben einige Quellen ihre maximale Laufzeit erreicht und werden innerhalb der kommenden 10 bis 20 Jahre abgeschaltet. In den USA und Japan wurden deshalb bereits neue und moderne Neutronenquellen gebaut, die seit 2006 in Betrieb sind. Ab 2019 wird die ESS einsatzbereit und dann die leistungsst�rkste Spallations-Neutronenquelle weltweit sein. Die ESS profitiert ganz besonders von den Erkenntnissen, die J�licher Wissenschaftler heute schon an der derzeit st�rksten Neutronenquelle der Welt am Oak Ridge National Laboratory gewinnen. Hier betreiben sie ein Instrument mit der Bezeichnung "Neutronen-Spin- Echo-Spektrometer", kurz NSE, eines der international f�hrenden Neutroneninstrumente. Es gibt Einblicke in die Bewegungen von Proteinen und Polymeren und bereitet damit den Weg f�r innovative Wirkstoffe und Materialien. Zurzeit werden die bestehenden Pl�ne f�r die ESS optimiert, damit 2013 mit dem Bau begonnen werden kann. So durchlaufen alle zentralen Komponenten ein grundlegendes "Design-Update". Deutsche Forscher bringen dabei ihre Expertise in einem Verbundvorhaben ein: Neben dem Forschungszentrum J�lich, das die deutschen Beitr�ge koordiniert, sind die Helmholtz-Zentren in Berlin, Geesthacht und Dresden, das Karlsruher Institut f�r Technologie (KIT) und das Deutsche Elektronen-Synchroton (DESY) sowie die Technische Universit�t M�nchen beteiligt. Massive Unterst�tzung erhalten die Forscher dabei vom Bundesministerium f�r Bildung und Forschung (BMBF). Es f�rdert das Verbundvorhaben mit insgesamt 15 Millionen Euro. 6 Millionen Euro tragen die Partner als Eigenanteil bei. "Diese gro�e Investition zeigt die wissenschaftliche Attraktivit�t des ESS-Projekts", kommentiert Colin Carlile, CEO und Generaldirektor der ESS. "Dieser Beitrag ist h�chst willkommen, zumal in Deutschland die Neutronenforschung eine lange Tradition hat, auf der wir aufbauen wollen." Aufbau der geplanten Europ�ischen Spallationsquelle in Lund. In der Ionenquelle vorne im Bild entstehen die ProtonenPulse, die bis auf nahezu 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Im runden Geb�udeteil befindet sich das Target (engl. f�r Ziel). In diesem befindet sich ein schweres Metall, wie zum Beispiel Blei oder Quecksilber. Durch den Zusammenprall der Protonen mit den Metallatomen werden diese energetisch aufgeladen, so dass pro Kern 20 bis 30 Neutronen "abdampfen". Diese werden abgebremst und auf die zu untersuchenden Proben gelenkt. Aus der Art und Weise, wie die Neutronen dort in Wechselwirkung mit der Probe treten oder an ihr gestreut werden, l�sst sich der innere Aufbau des Probenmaterials rekonstruieren. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Zu Wasser, zu Land und in der Luft - Daten f�r den Klimaschutz In zwei einzigartigen Projekten bauen europ�ische Forscher ein fl�chendeckendes Netz aus lokalen und mobilen Messstationen f�r die Klimaforschung auf. J�licher Wissenschaftler tragen mit ihrer langj�hrigen Expertise und hochpr�zisen Analysetechnik wesentlich zu den beiden Forschungsverb�nden IAGOS und ICOS bei. as Ziel: Vorg�nge in der Atmosph�re und Austauschprozesse zwischen Meer, Boden und Luft zu erkennen und daraus Handlungsoptionen f�r den Klimaschutz zu entwickeln. IAGOS steht dabei f�r "In-service Aircraft for a Global Observing System". Die Messger�te dieser von J�lich aus koordinierten Infrastruktur werden ab 2012 an Bord von Linienflugzeugen ihren Dienst aufnehmen. Die Aufgaben: Ozon und seine Vorl�ufer aufzusp�ren beispielsweise, aber auch Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid und Stickoxide zu messen, Feinstaub und Wolkenpartikel zu analysieren oder den Wasserdampfgehalt der Atmosph�re zu pr�fen. Prof. Dr. Guy Brasseur, Direktor des Climate Service Centers (CSC) am Helmholtz- Zentrum Geesthacht, sagt: "IAGOS profitiert von der �ber 15-j�hrigen Erfahrung der Kolleginnen und Kollegen in J�lich, Deutschland und Frankreich, die w�hrend der Vorl�uferprojekte MOZAIC und CARIBIC bereits die technische Machbarkeit und Sicherheit der Systeme bewiesen haben. Die Ergebnisse zeigen, wie wertvoll diese Daten f�r die Wissenschaft und damit f�r den Klimaschutz sind." Er ist �berzeugt, dass IAGOS als weltweit einzigartiges Beobachtungssystem dazu beitragen wird, Wechselwirkungen und chemische Prozesse in der Atmosph�re besser zu verstehen. ICOS ist gewisserma�en das Erd- und See-gebundene Pendant zu IAGOS. Das K�rzel steht f�r "Integrated Carbon Observation System". Das Projekt zielt darauf ab, in den kommenden Jahrzehnten in ganz Europa und dar�ber hinaus detailliert die Quellen und Senken f�r Kohlendioxid und andere Treibhausgase zu identifizieren. Gleichzeitig wollen die Forscher herausfinden, wie dieser Kreislauf durch ver�nderte Landnutzung - oder durch bereits stattfindende Klimaver�nderungen - beeinflusst wird. "Die J�licher Expertise zum Bodenwasserhaushalt und zum Gasaustausch zwischen Atmosph�re und verschiedenen Landnutzungsformen ist ein wesentlicher Baustein von ICOS. Au�erdem profitiert ICOS von bereits vorhandenen Infrastrukturen wie TERENO*. Die beiden Langzeit-Monitoring-Plattformen erg�nzen sich in idealer Weise", sagt Dr. Werner Kutsch, Koordinator der deutschen ICOS-Beitr�ge und Spezialist f�r Spurengasfl�sse zwischen �kosystemen und Atmosph�re am Johann Heinrich von Th�nen-Institut in Braunschweig. Neben Messstationen an Land wird es auch Analyseger�te an Bord von Schiffen geben. Bisher galt das Meer als gro�e CO2 -Senke und somit als Hoffnung f�r den Klimaschutz. Neuere Messdaten lassen jedoch den Schluss zu, dass die Aufnahmekapazit�t der Ozeane f�r das klimasch�dliche CO2 rapide abnimmt. *TERENO ist ein Netzwerk von Messstationen, das sich �ber ganz Deutschland erstreckt - von der norddeutschen Tiefebene bis zu den bayerischen Alpen. Neben Klimadaten werden hier kontinuierlich, �ber einen Zeitraum von mindestens 15 Jahren hinweg, Beobachtungen zur Wasser- und Bodenqualit�t, zur Vegetation und zur biologischen Vielfalt aufgezeichnet und ausgewertet. Im Boden lagert ein Gro�teil des gebundenen Kohlenstoffs; weltweit gesch�tzte 1 600 Milliarden Tonnen. Um herauszufinden, wie schnell er umgesetzt und wieder als CO2 an die Atmosph�re abgegeben wird, �berwachen J�licher Forscher Ver�nderungen des Bodens mit unterschiedlichen Methoden - beispielsweise unterirdisch mit Sonden und Lysimetern oder �berirdisch mit Radiometern. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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PRACE - H�chstleistung f�r Europa Im Fr�hjahr 2010 gr�ndeten Deutschland und 19 weitere europ�ische Staaten die "Partnership for Advanced Computing in Europe" (PRACE): eine europ�ische Forschungsinfrastruktur f�r H�chstleistungsrechnen, die Dienste und Ressourcen auf Weltniveau anbietet. Dadurch haben alle europ�ischen Wissenschaftler unabh�ngig von ihrem Standort oder der Kapazit�t der eigenen Forschungseinrichtung Zugriff auf die Schl�sseltechnologie Supercomputing. Forscher und Wissenschaftsmanager aus J�lich sind die Architekten dieser einzigartigen Infrastruktur. �chstleistungsrechner sind heute ein unersetzliches Werkzeug f�r Wissenschaft und Industrie. Materialeigenschaften, Umweltprognosen, Flugzeugentwicklung oder Einblicke in Proteinstrukturen - die Simulationen mit leistungsstarken Supercomputern und hochspezialisierten Programmierern l�sen Fragen, die weder im Experiment noch in der Theorie allein zu bew�ltigen w�ren. Die neue europ�ische Forschungsinfrastruktur PRACE verfolgt mehrere Ziele: den europ�ischen Standort f�r Wissenschaft und Industrie zu sichern, herausragende Simulationsexperten auszubilden und energiesparende, leistungsstarke und schnellere Computersysteme sowie ein stabiles und sicheres europaweites Netz zum Datentransfer zu entwickeln. In J�lich laufen die F�den dieses europ�ischen Supercomputing-Netzwerks zusammen. Catherine Rivi�re, Direktorin der franz�sischen Organisation f�r H�chstleistungsrechnen GENCI (Grand Equipement National de Calcul Intensif), unterstreicht die zentrale Rolle J�lichs: "Mit seiner Dynamik und Energie ist das J�licher Projektmanagement der Schl�sselfaktor f�r den Erfolg von PRACE." Sie betont, wie wichtig das spezifische Know-how der Beteiligten ist: "Das J�licher Team hat eine tiefgr�ndige technologische Expertise in puncto High-Perfomance-Computing. Dies tr�gt in hohem Ma�e zur Qualit�t unserer Arbeit bei." Denn bei PRACE geht es nicht haupts�chlich darum, Rechenzeit zu verteilen. Die Spitze der Simulations- und Computerforschung schafft bei PRACE aus Rechenzeit und Zahlenwerten neue Erkenntnisse und L�sungen f�r Industrie und Wissenschaft, die der Gesellschaft zugutekommen. So helfen Supercomputer dabei, die Sicherheit von Gro�veranstaltungen zu verbessern, indem sie Fluchtwege optimieren und den Einsatz von Rettungskr�ften unterst�tzen. Auch gelingt es den Forschern mit Hilfe der gro�en Rechenleistung, die Vermehrungsmechanismen von Schweinegrippeviren aufzukl�ren oder die Architektur eines zuk�nftigen Quantencomputers zu entwerfen. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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156 230 24 495 165 098 560 278 459 781 250 672 9 339 2 792 228 012

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Wissensmanagement 26 Unsere Leistung: Wissen 28 Wissen schaffen 48 Wissen weitergeben 54 Wissen teilen 66 Wissen anwenden

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Unsere Leistung: Wissen Wissen hat einen hohen Wert: Wohlstand und Wohlergehen unserer Gesellschaft h�ngen davon ab, dass Forscherinnen und Forscher Wege finden, die zentralen Aufgaben der Gegenwart zu l�sen. So gilt es, die Energieversorgung umzubauen und nachhaltiger zu gestalten, den Klimawandel zu begrenzen und f�r die Gesundheit der Menschen in einer Gesellschaft zu sorgen, in der die Lebenserwartung stetig steigt. Daran arbeitet das Forschungszentrum J�lich gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie. issen schaffen, Wissen weitergeben, Wissen teilen und Wissen anwenden - das sind die Elemente eines effektiven Wissensmanagements im Forschungszentrum J�lich. Dazu geh�ren eine strategisch ausgerichtete Spitzenforschung, gro�es Engagement in der Ausbildung und der F�rderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, vielf�ltige und intensive Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen Einrichtungen im In- und Ausland sowie enge Kooperationen mit Unternehmen, um die gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis umzusetzen. Wissen schaffen Innerhalb und au�erhalb der Wissenschaft finden die Forschungsleistungen des Forschungszentrums J�lich gro�e Anerkennung. Ganz gleich, welche Messlatte man anlegt - J�lich schnitt auch 2010 wieder hervorragend ab. So publizierten J�licher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fast tausend wissenschaftliche Aufs�tze in hochrangigen Fachzeitschriften und warben sehr erfolgreich Drittmittel ein. Beispielsweise stiegen die F�rdermittel, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft an J�licher Wissenschaftler vergab, gegen�ber den Vorjahren noch einmal stark an, auf mehr als 36 Millionen Euro. Besonders attraktiv f�r Drittmittelgeber war 2010 die J�licher Energieforschung - eine erfreuliche Tatsache angesichts der zentralen Bedeutung dieser Forschung f�r unsere Zukunft. Die Spitzenstellung des Forschungszentrums J�lich beruht zuallererst auf den Leistungen seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. J�lich bietet ihnen eine einzigartige Forschungsinfrastruktur - etwa mit den H�chstleistungsrechnern des J�lich Supercomputing Centre oder COSY, dem Beschleuniger- und Speicherring. Sie finden aber auch hervorragende Arbeitsbedingungen vor, zu denen Mentoringprogramme f�r Frauen in F�hrungspositionen ebenso beitragen wie die Anstrengungen des Forschungszentrums, die Vereinbarkeit von Forschung und Familie zu f�rdern. Best�tigt wurden 26 26

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diese Fortentwicklungen im August 2010 mit dem Zertifikat zum Audit "berufundfamilie". Wissen weitergeben Auszubildende, Doktoranden und Nachwuchswissenschaftler sind es, die das Wissen, das sie heute erwerben, in die Zukunft tragen und daraus immer wieder Neues erschaffen. Mit Stolz blickt das Forschungszentrum J�lich auf die vergangenen 50 Jahre zur�ck, in denen junge Menschen hier eine qualifizierte Ausbildung erhielten - von den ersten Lehrlingen im Jahr 1961 bis heute, wo viele die M�glichkeiten wahrnehmen, Ausbildung und Studium zu kombinieren. Die Entwicklung dieser Dualen Studieng�nge hat das Forschungszentrum in den letzten Jahren weiter vorangetrieben. Gemeinsam mit Partnerhochschulen bietet J�lich Studienabsolventen beste Voraussetzungen f�r den Start einer wissenschaftlichen Karriere - mit Graduiertenschulen, die im Rahmen der Exzellenzinitiative gef�rdert werden, sowie in zahlreichen weiteren Graduiertenkollegs. J�ngst hinzugekommen ist im Fr�hjahr 2011 die Helmholtz-Graduiertenschule f�r Energie und Klima HITEC. Gemeinsam mit f�nf Partneruniversit�ten werden hier mit 2,4 Millionen Euro F�rdermitteln der Helmholtz-Gemeinschaft rund 225 Doktorandinnen und Doktoranden zu Energie- und Klima-Expertinnen und Experten ausgebildet. Wissen teilen Wer sein Wissen teilt, wird dadurch nicht �rmer, sondern gewinnt Kooperationspartner, die mit ihren Kompetenzen gemeinsame Vorhaben voranbringen. Das Forschungszentrum J�lich arbeitet national wie international mit zahlreichen Partnern aus Wissenschaft und Indus- trie zusammen und nimmt in Europa eine Spitzenstellung ein. 2010 war es an elf gro�en EU-Projekten (F�rdersumme jeweils mehr als eine Million Euro) beteiligt. Sieben EU-Projekte wurden von J�lich aus koordiniert. Auf nationaler Ebene zeigt die Beteiligung an einem Dutzend Sonderforschungsbereichen, wie eng das Forschungszentrum J�lich mit anderen Forschungseinrichtungen und Universit�ten vernetzt ist. Wie gut sich insbesondere die J�lich Aachen Research Alliance (JARA) weiterentwickelt, wird unter anderem an der stetig wachsenden Zahl gemeinsamer Berufungen an die RWTH Aachen und das Forschungszentrum J�lich deutlich. Weit mehr als 300 nationale und internationale Kooperationen mit Industriepartnern zeigen: In J�lich verbindet sich l�ngerfristig angelegte, erkenntnisorientierte Forschung mit praxisnaher Technologieentwicklung und innovativen Anwendungsperspektiven. Wissen anwenden Das Know-how J�lichs in entscheidenden Forschungsfeldern, wie etwa der Nanotechnologie, und die herausragende Infrastruktur und Kompetenz in Schl�sseltechnologien machen das Forschungszentrum J�lich zu einem begehrten Partner f�r die Industrie. Sei es bei der Entwicklung von Analyseverfahren f�r die Atmosph�renforschung, beim �bergang von der Mikro- zur Nanoelektronik oder bei der Erforschung effizienter Methoden der Energieumwandlung - Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums J�lich sind in vielen anwendungsnahen Forschungsfeldern gemeinsam mit gro�en wie kleinen und mittleren Unternehmen dabei, f�r die Probleme von heute und morgen L�sungen zu finden, die technisch realisierbar und wirtschaftlich umsetzbar sind. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Neue Erkenntnisse gewinnen und publizieren Wenn Wissenschaftler durch ihre Forschung zu neuen Erkenntnissen gelangen, so teilen sie diese ihren Kollegen in Fachzeitschriften mit. Insofern sind wissenschaftliche Ver�ffentlichungen der bedeutsamste Ausweis f�r die wissenschaftliche Leistung eines Forschers oder einer Forschungseinrichtung. Durch ihre Publikationen erweitern Forscherinnen und Forscher st�ndig das Fundament des Wissens, auf dem wiederum andere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit eigenen Arbeiten aufbauen k�nnen. J�licher Publikationen in den letzten vier Jahren Summe 2007 2008 2009 2010 1 907 1 725 1 720 1 834 In begutachteten Zeitschriften (davon zusammen mit Forschern anderer Einrichtungen) 1 141 (810 = 71,0 %) 1 034 (753 = 72,8 %) 1 133 (837 = 73,9 %) 1 048 (770 = 73,5 %) B�cher, sonstige Dissertationen, Publikationen Habilitationen 695 600 526 686 71 91 61 100 Die Fachzeitschriften, in denen J�licher Forscher 2010 am h�ufigsten ver�ffentlichten Impact-Faktoren sind ein Ma� daf�r, wie sehr die Fachwelt eine Zeitschrift beachtet. Je h�her der Wert, umso gr��er der Impact (engl. Wirkung, Resonanz). Die Faktoren geben an, wie h�ufig die Artikel zweier Jahrg�nge einer Zeitschrift durchschnittlich im darauf folgenden Jahr in anderen Ver�ffentlichungen zitiert wurden. Zeitschrift Physical Review B Geophysical Research Abstracts Physical Review Letters Atmospheric Chemistry and Physics NeuroImage Applied Physics Letters Journal of Applied Physics Nature Science Zahl der Publikationen 50 46 37 25 20 16 16 5 1 Impact-Faktor 3,475 Keine Angabe 7,328 4,881 5,739 3,554 2,072 34,480 29,747 Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Beispielhafte Publikationen 2010 Thema Wo Physical Review Letters 2010, 104, 142501 Nature Materials 2010, 9, 402-406 DOI 10.1103/ PhysRev Lett. 104.142501 Weitere Infos Wechselwirkungen in Atomkernen Chronik, S. 8 Energieeffiziente Computer-Chips 10.1038/ nmat2748 Chronik, S. 8 R�ntgenstruktur- Nature analyse von Pro- 2010, 464, 1218-2222 teinkristallen Mechanische Kontrolle des Magnetismus einzelner Molek�le Schwingungszust�nde von mehrwandigen KohlenstoffNanor�hrchen Neue Methode der Rastertunnelmikroskopie Neue Ein10.1038/na- blicke in Molek�le, ture08892 S. 32 10.1126/ science. 1186874 Science 2010, 328, 1370-1373 Chronik, S. 10 Nano Letters 2010, 10, 4470-4474 Physical Review Letters 2010, 105, 086103 PLoS Biol 8(9): e1000489 10.1021/ nl102305a Chronik, S. 11 10.1103/ PhysRev Lett. 105.086103 10.1371/ journal. pbio. 1000489 Neue Einblicke in Molek�le, S. 32 Struktur der Broca-Region im Gehirn Computersimulationen vom Bindungsverhalten von Peptiden an Festk�rperoberfl�chen Komplizierter als gedacht, S. 30 Super Forschung dank Supercomputern, S. 39 Angewandte Chemie 2010, 122, 9721-9724 10.1002/ ange. 20100098 Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen schaffen

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Komplizierter als gedacht - Sprachregionen im Gehirn des Menschen Neue Erkenntnisse �ber eine seit langem bekannte Struktur im Gehirn ver�ffentlichten Prof. Katrin Amunts und ihr Team im angesehenen Fachjournal PLoS Biology. Sie stellten fest, dass eines unserer Sprachzentren - die Broca-Region - weitaus komplexer aufgebaut ist als bisher angenommen. er erlebt, wie ein Kleinkind sprechen lernt, oder wer sich eine Fremdsprache aneignen will, dem wird schnell klar, wie vielschichtig Sprache ist: W�rter richtig zu verwenden und auszusprechen, sie in korrekter Grammatik und Sprachmelodie zusammenzuf�gen, gar zu reimen oder Schachtels�tze zu formulieren - das erfordert H�chstleistungen vom Gehirn. Erbracht werden sie von Strukturen, deren Aufbau Katrin Amunts und ihre Kollegen am Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin erstmals auf molekularer Ebene analysierten. Die Direktorin des Institutsbereichs "Strukturelle und funktionelle Organisation des Gehirns" nahm die sogenannte Broca-Region des Gehirns unter die Lupe. Von dieser wei� man seit Mitte des 19. Jahrhunderts, dass sie f�r das Sprechen unentbehrlich ist. Der Arzt Paul Broca hatte 1861 �ber einen Patienten berichtet, der Gesagtes zwar verstehen konnte, aber selbst nur noch "Tan" sagen konnte. Da im Gehirn dieses Patienten nach einem Schlaganfall eine Region in der vorderen linken Hirnh�lfte gesch�digt war, nahm Broca an, dass sich dort das Sprachzentrum befinden m�sse. Und zwar nur in der linken Hirnh�lfte, denn die gleiche Stelle auf der rechten Seite war unbesch�digt. Fortan galt dieses Gebiet unter der Bezeichnung Broca-Region als "motorisches" Sprachzentrum. "Es war eine wichtige Erkenntnis, dass sich eine mentale Leistung einer bestimmten Hirnregion zuordnen l�sst", sagt Amunts. "Heute wissen wir, dass wir weiter differenzieren m�ssen: Die Broca-Region besteht aus mehreren Bereichen, die sich auch funktionell, auf der molekularen Ebene, unterscheiden." Dar�ber hinaus identifizierte ihre Arbeitsgruppe mehrere Hirnareale in unmittelbarer Nachbarschaft der Broca-Region, die ebenfalls an der Produktion und Steuerung von Sprache mitwirken. Auf diese vielfach gegliederte Hirnlandschaft stie� Amunts, als sie untersuchte, wie im Gehirn die Molek�le verteilt sind, �ber die Nervenzellen sich untereinander verst�ndigen. Informationen werden von Zelle zu Zelle durch verschiedene Botenstoffe vermittelt. Dabei kann die Botschaft nur ankommen, wenn die Nervenzelle ein passendes Empf�ngermolek�l besitzt, einen Rezeptor, an den der jeweilige Botenstoff ankoppeln kann. Die J�licher Forscher markierten in d�nnen Schnitten durch Gehirne Verstorbener sechs unterschiedliche Rezeptor-Typen. Dabei stellten sie fest, dass diese sich keineswegs gleichm��ig verteilen. "Und wenn Areale sich in der Verteilung mehrerer Rezeptor-Typen unterscheiden, haben sie mit Sicherheit verschiedene Funktionen", erl�utert Amunts. Deutlich wird dieser Zusammenhang beispielsweise, wenn man den Rezeptor f�r den Botenstoff Acetylcholin betrachtet. Es findet sich links im Gehirn in ei- Die Verteilung verschiedener Rezeptoren im Gehirn ("Rezeptorarchitektur") gibt einen Einblick in die funktionellen und molekularen Organisationsprinzipien des Gehirns, da Rezeptoren eine Schl�sselrolle bei der Signal�bertragung zwischen Nervenzellen (und, wie wir heute wissen, auch zwischen Nerven- und Gliazellen) spielen. Die Abbildung zeigt einen Schnitt durch eine Hirnh�lfte in einer Hirnregion, die f�r Sprache wichtig ist. Farblich dargestellt sind die Konzentrationen eines Rezeptors f�r den Botenstoff Glutamat - je mehr rot, desto mehr Botenstoff; je mehr blau, desto weniger. Die Areale 44d und 44v geh�ren zur Broca-Region. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Prof. Katrin Amunts analysierte die Verteilung von Rezeptoren im Gehirn und fand so heraus, dass das Broca'sche Sprachzentrum viel komplexer ist als zuvor angenommen. nem Abschnitt der Broca-Region in sehr hoher Konzentration, im entsprechenden Gebiet der rechten Hirnh�lfte dagegen in geringerer. Solche Unterschiede k�nnen dazu beitragen zu verstehen, warum bei etwa 95 Prozent der Menschen die linke Hirnh�lfte die sprachdominante ist. Wenn etwa ein Schlaganfall die linke Broca-Region zerst�rt, beeintr�chtigt das die Sprache; wird dagegen die Struktur verletzt, die spiegelbildlich gegen�ber in der rechten Hirnh�lfte liegt, wirkt sich das weit geringer oder gar nicht auf den Sprachfluss aus. Die Rezeptorverteilungsmuster zeigten, dass das Broca'sche Sprachzentrum aus einer Vielzahl von Arealen bestehe, die ein hochdifferenziertes Mosaik bildeten, res�miert Prof. Karl Zilles, der an der Studie beteiligt war. F�r die Viel- zahl von Sprachfunktionen ist also eine h�chst komplexe Struktur im Gehirn zust�ndig. "Wir wissen allerdings noch nicht, welchem Mosaiksteinchen dabei welche Funktion zukommt", sagt Amunts. Dies m�sse man k�nftig an Gesunden und an Patienten mit Verfahren der funktionellen Bildgebung erforschen. Sie zeigen, wo genau das Gehirn bei welchen Aufgaben aktiv wird. Katrin Amunts und ihre Mitarbeiter analysieren derweil schon eine weitere Hirnregion, das Wernicke-Areal. Hier ist das Sprachverst�ndnis zu Hause, so steht es in den Lehrb�chern. Aber auch hier kann man davon ausgehen, dass der Zusammenhang von Struktur und Funktion viel komplizierter ist als bisher angenommen. Das Fernziel der J�licher Hirnforscher: ein dreidimensionaler Hirnatlas, der mit bis- lang ungekannter Genauigkeit zeigen soll, wie das Netzwerk interagierender Knotenpunkte im Gehirn aufgebaut ist. Bedeutsam sind die neurobiologischen Einsichten zum einen in der Medizin - etwa f�r das Verst�ndnis der Folgen von Schlaganf�llen oder auch f�r einige neurodegenerative Erkrankungen. Zum anderen liefern sie hoffnungsvolle Erkenntnisse f�r die Spracherziehung: "Die komplexen Strukturen in der Broca-Region entwickeln sich bis sp�t in die Pubert�t hinein", erl�utert Amunts. "Sprachliche F�higkeiten weiterzuentwickeln ist also auch bei Jugendlichen erfolgversprechend, die w�hrend der fr�hen Kindheit nicht optimal gef�rdert wurden." Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen schaffen

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Neue Einblicke in Molek�le Ein wichtiges Ma� f�r die Qualit�t etwa eines Fotoobjektivs oder eines Kamerasensors ist die sogenannte Aufl�sung. Sie gibt an, inwieweit diese Instrumente in der Lage sind, feinste Strukturen abzubilden. Wie sich das Aufl�sungsverm�gen eines Rastertunnelmikroskops extrem verbessern l�sst, hat ein J�licher Team um Prof. Stefan Tautz in der Zeitschrift "Physical Review Letters" beschrieben und damit in der Fachwelt f�r Aufsehen gesorgt. Ein weiterer J�licher Wissenschaftler, Dr. Gunnar Schr�der, pr�sentierte zusammen mit US-Kollegen im renommierten Magazin "Nature" eine Methode, mit der man diejenigen Bilder von Eiwei�-Molek�len gleichsam nachsch�rfen kann, f�r die nur niedrig aufgel�ste R�ntgenbeugungsdaten erh�ltlich sind. ie Erfindung des Rastertunnelmikroskops 1981 ebnete den Weg f�r die Nanotechnologie, bei der man Strukturen und Bauelemente ver�ndert und nutzt, die kleiner sind als 100 Nanometer (ein Nanometer ist ein millionstel Millimeter). Mit dem Rastertunnelmikroskop kann man einzelne Atome sichtbar machen und untersuchen. Seine d�nne Metallspitze f�hrt dazu wie die Nadel eines Plattenspielers �ber die Oberfl�che eines Materials und registriert mittels kleinster elektrischer Str�me die atomaren Unebenheiten und Unterschiede. Allerdings lie�en sich Atomstrukturen, die sich im Inneren von organischen Molek�len befanden, auf diese Weise lange Zeit nicht sichtbar machen. 2008 dann erstellten Prof. Stefan Tautz, Dr. Ruslan Temirov und seine Kollegen vom damaligen Institut f�r Biound Nanosysteme (heute Peter Gr�nberg Institut) rastertunnelmikroskopische Bilder von flachen organischen Molek�len, die weit mehr Details als �blich zeigen. Bis dahin wurde beispielsweise ein Molek�l mit dem K�rzel PTCDA, das aus sieben zusammenh�ngenden Ringen aus Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen besteht, nur als rund ein Nanometer gro�er Fleck sichtbar. Die J�licher Bilder lie�en dagegen die innere, wabenartige Struktur erkennen, die von den Ringen gebildet wird. Wasserstoff als Sensor Der entscheidende Kniff: Man muss Wasserstoff oder Deuterium, auch schwerer Wasserstoff genannt, in die Vakuumkammer des Mikroskops einbringen. Dann h�ngt sich ein Wasserstoffmolek�l an die Mikroskopspitze, folgt den Konturen der Probenoberfl�che und beeinflusst die Str�me, die �ber die Mikroskopspitze flie�en. 2010 ver�ffentlichten die J�licher Wissenschaftler neue Erkenntnisse, zu denen auch computergest�tzte Berechnungen einer Arbeitsgruppe der Universit�t Osnabr�ck beitrugen. Demnach beruht das Wirkprinzip der Methode auf der sogenannten PauliAbsto�ung, einer quantenphysikalischen Kraft zwischen Wasserstoff oder Deuterium und dem jeweiligen organischen Molek�l. "Das Wasserstoff- oder Deuteriummolek�l �bernimmt die Funktion eines Sensors und Signalwandlers", erl�utert Tautz. Die Publikation dieser Ergebnisse in den "Physical Review Letters" und im "Journal of the American Chemical Society" (JACS) erregte Aufsehen in der Dr. Ruslan Temirov (l.), Christian Weiss (m.) und Prof. Stefan Tautz haben herausgefunden, wie man mit dem Rastertunnelmikroskop die innere Struktur von organischen Molek�len sichtbar machen kann. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Strukturbilder von Proteinen, deren niedrig aufgel�ste Messdaten in einer Datenbank abgelegt sind, lassen sich mit einem neuen Rechenverfahren meist deutlich verbessern. Der J�licher Forscher Gunnar Schr�der hat es zusammen mit zwei US-Kollegen entwickelt. zu verstehen, die in Lebewesen ablaufen. Man wei�, dass schon winzige Fehler in der atomaren Architektur der Eiwei�-Molek�le die Funktion von Zellen beeintr�chtigen und beispielsweise zu Krankheiten wie Alzheimer f�hren k�nnen. "Bei der Aufgabe, aus den Messdaten ein qualitativ hochwertiges Bild der Proteinstruktur zu erhalten, handelt es sich um ein sehr komplexes Suchproblem", erl�utert Schr�der. Der Nachwuchsgruppenleiter am J�licher Institute of Complex Systems weiter: "Um die computergest�tzte Suche in die richtige Richtung zu lenken, beziehen wir hoch aufgel�ste Informationen �ber �hnliche Proteine mit ein." Wie die Wissenschaftler im Fachmagazin "Nature" berichteten, konnten sie auf diese Weise die Strukturbilder von 19 Proteinen meist deutlich verbessern, deren niedrig aufgel�ste Messdaten in einer Protein-Datenbank abgelegt waren. Inzwischen haben sie ihre Methode in das Computerprogramm CNS eingearbeitet, das weltweit von Universit�ten und Forschungseinrichtungen bei der Kristallstrukturanalyse eingesetzt wird. So betonte beispielsweise bereits eine US-Forschergruppe, die in der renommierten Fachzeitschrift "Cell" die Aufkl�rung der Struktur des Proteins Kinase C?II pr�sentierte, wie wichtig f�r ihren Erfolg die J�licher Methode war. Fachwelt: Beispielsweise berichteten die Zeitschriften "Nature Physics" und "Nature Chemistry" dar�ber; "Nature Nanotechnology" ordnete das J�licher Ergebnis gar als "research highlight" ein. In einem Artikel des Magazins "Chemistry World" wiesen Experten auf die Anwendungsm�glichkeiten der neuen Methode hin. So kann sie eingesetzt werden, um Struktur und Ladungsverteilung von flachen Molek�len zu vermessen, die als organische Halbleiter oder als Teil von k�nftigen elektronischen Bauelementen verwendet werden k�nnen. Die J�licher Forscher haben ihr Verfahren mittlerweile zum Patent angemeldet. "Die bestechende Einfachheit der Methode macht sie f�r zuk�nftige Forschung so wertvoll", ist Tautz �berzeugt. Bessere "R�ntgenbilder" von Proteinen Geht es darum, den atomaren Aufbau von Eiwei�-Molek�len - Proteinen - zu analysieren, so greifen Wissenschaftler h�ufig zur sogenannten R�ntgen- strukturanalyse. Man ben�tigt dazu Kristalle des Proteins und nutzt aus, dass R�ntgenstrahlen an den Atomen des Kristallgitters abgelenkt - Fachjargon: gebeugt - werden. Die Schwierigkeit: Insbesondere gro�e Eiwei�-Molek�le, die aus mehreren Tausend Aminos�uren aufgebaut sind, sind im Kristall in ihrer r�umlichen Anordnung recht flexibel. Daher zeichnen die gebeugten R�ntgenstrahlen ein gleichsam verschwommenes Bild vom r�umlichen Aufbau des Proteins. Der J�licher Wissenschaftler Gunnar Schr�der hat zusammen mit zwei US-Kollegen eine Methode entwickelt, dieses Bild nachzusch�rfen. Tats�chlich ist eine korrekte und m�glichst genaue Vorstellung vom Bau und der r�umlichen Anordnung von Proteinen enorm wichtig, um die Vorg�nge Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen schaffen

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Preise Prof. Dr. David DiVincenzo vom Peter Gr�nberg Institut erhielt die mit 3,5 Millionen Euro dotierte Alexander von Humboldt-Professur, die vom Bundesministerium f�r Bildung und Forschung finanziert wird. Dieser h�chstdotierte internationale Forschungspreis Deutschlands soll weltweit umworbene Wissenschaftler f�r eine langfristige Forschungst�tigkeit in Deutschland gewinnen. David DiVincenzo �bernahm die neu eingerichtete Professur der J�lich Aachen Research Alliance (JARA) und damit auch die Leitung des neugegr�ndeten Instituts f�r theoretische Quanteninformation an der RWTH Aachen sowie den Direktorenposten des Instituts f�r theoretische Nanoelektronik am Forschungszentrum J�lich. Prof. Dr. Ulf-G. Mei�ner vom Institut f�r Kernphysik wurde vom Council der American Physical Society zum Fellow der Gesellschaft ernannt. Die Gesellschaft w�rdigte damit die au�erordentlichen Verdienste Mei�ners um die Physik. Die Zahl der Fellows ist auf ein halbes Prozent der Mitglieder begrenzt. Ulf Mei�ner wurde au�erdem Mitglied der Academia Europaea. Die 1988 gegr�ndete Academia Europaea hat zum Ziel, Bildung und Forschung in Europa zu f�rdern sowie den interdisziplin�ren und internationalen Austausch in der Wissenschaft zu st�rken. Gegenw�rtig geh�ren ihr rund 2 300 Wissenschaftler an. Prof. Dr. Dr. Peter Tass vom Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin und Dr. Wassilios Mei�ner, Neurologe an der Universit�t Bordeaux, erhielten f�r ihre gemeinsamen Studien an parkinsonkranken Affen zum zweiten Mal in Folge den "Rapid Response Innovation Award". Der Preis wird von der Michael J. Fox Foundation (MJFF) f�r Forschungsarbeiten verliehen, die innerhalb weniger Jahre zu einer verbesserten Behandlung der Parkinson-Erkrankung f�hren k�nnten. Au�erdem wurde 2010 eine klinische Studie unter Leitung von Peter Tass zur Tinnitus-Therapie mit dem J�licher Neurostimulator erfolgreich durchgef�hrt. Der Neurostimulator ist durch den Lizenzpartner des Forschungszentrums, die Firma ANM Adaptive Neuromodulation GmbH, als Medizinprodukt entwickelt und zugelassen. Prof. Dr. Knut Urban vom Peter Gr�nberg Institut wurde gemeinsam mit Prof. Dr. Maximilian Haider von der CEOS GmbH, Heidelberg, und Prof. Harald Rose von der Technischen Universit�t Darmstadt mit dem renommierten Wolf-Preis f�r Physik geehrt. Die Wissenschaftler erhielten die mit 100 000 US-Dollar dotierte Auszeichnung f�r ihre Verdienste um die Weiterentwicklung der Elektronenmikroskopie. Israels Staatspr�sident Shimon Peres und Er ziehungsminister Gideon Sa'ar �berreichten den Preis in der Knesset, dem israelischen Parlament, in Jerusalem. Der Wolf-Preis wird seit 1978 an weltweit herausragende Wissenschaftler und K�nstler verliehen. Er gilt als eine der wichtigsten internationalen Auszeichnungen im Vorfeld des Nobelpreises. 1 | Erhielt die Alexander von Humboldt-Professur - Prof. Dr. David DiVincenzo 2 | Zum Fellow der American Physical Society ernannt - Prof. Dr. Ulf-G. Mei�ner 3 | Ausgezeichnet mit dem "Rapid Response Innovation Award" - Prof. Dr. Dr. Peter Tass 4 | Geehrt mit dem Wolf-Preis f�r Physik - Prof. Dr. Knut Urban Forschungszentrum J�lich | Jahresbe- richt 2010

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Weitere Preise und Auszeichnungen Name Prof. Dr. Katrin Amunts Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Dr. Sven Cichon Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Anna Dovern Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Andreas Hospach Institut f�r Energie- und Klimaforschung Dr. Anne Kunz Institut f�r Energie- und Klimaforschung Justin Lecher Institute of Complex Systems Prof. Dr. Heiner M�ller-Krumbhaar Peter Gr�nberg Institut Dr. Rolf W. Steinbrech Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. Hans Str�her Institut f�r Kernphysik Dr.-Ing. G�nter Subklew Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Prof. Dr. Karl Zilles Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Auszeichnung Editor's Choice Award der Zeitschrift "Human Brain Mapping" Wissen schaffen 35 Wilhelm-Feuerlein-Preis der Oberberg Stiftung Matthias Gottschaldt Stipendium der Christiane N�sslein-Volhard-Stiftung Young Scientist Award f�r einen Vortrag bei der "International Thermal Spray Conference & Exposition" in Singapur F�rderpreis der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft DMG NRW Young Scientist Award in Strukturbiologie, verliehen durch die NRW Forschungsschule BioStruct Ehrennadel der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) Seeger-Plakette der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG) Advanced Grant des Europ�ischen Forschungsrats (European Research Council, ERC) Ehrendoktorw�rde der Universit�t Tiflis Ehrenplakette des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) Ehrendoktorw�rde der Universit�t Rostock, Wahl zum Mitglied der Nordrhein-Westf�lischen Akademie der Wissenschaften und der K�nste Preisgekr�ntes Foto: Beim Fotowettbewerb "NanoMikro+Werkstoffe aus NRW 2010" w�hlte eine fachkundige Jury dieses Detailfoto des Nano-Spintronic-Cluster-Tools von Ralf-Uwe Limbach, Fotograf am Forschungszentrum, als eine der elf besten Abbildungen in der Kategorie "Nano" aus. Prof. Achim Bachem, dem Vorstandsvorsitzenden des Forschungszentrums J�lich, wurden bei seiner Chinareise eine Ehren-Gastprofessur der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und eine Ehrenprofessur der Shanghai-JiaotongUniversit�t verliehen. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Drittmittel Drittmittel bedeuten Vertrauen: Bund und L�nder, die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und Unternehmen investieren in die J�licher Forschung, weil sie hier mit Forschungsergebnissen rechnen, die einen nachhaltigen Nutzen f�r die Gesellschaft haben und f�r die Wirtschaft wesentliche Innovationen hervorbringen. Dass in den vergangenen Jahren die Summe der von J�licher Forschern eingeworbenen Drittmittel stetig gestiegen ist, zeigt: J�lich hat diese Erwartungen nicht entt�uscht. Forschungsf�rderung Bilanz 2010 Tausend Euro Projektf�rderung Bund Projektf�rderung L�nder DFG-F�rderung Sonstige inl�ndische Stellen Summe Inland EU Summe Europa Gesamtsumme 50 641 6 742 4 166 5 865 67 414 7 932 7 932 75 346 Forschungsf�rderung aus �ffentlichen Quellen im Inland (in Tausend Euro) 2006 2007 2008 2009* 2010 46 450 45 868 49 023 124 912 67 414 Forschungsf�rderung aus �ffentlichen Quellen im In- und Ausland (in Tausend Euro) 2006 2007 2008 2009* 2010 61 878 60 092 62 058 139 785 75 346 Kommentar: o In den Projektf�rderungen Bund sind 19 612 Tausend Euro f�r die Betriebskosten des ILL Grenoble enthalten. o Die DFG-F�rderung beinhaltet nicht DFG-Einnahmen in H�he von 95 Tausend Euro, da diese aufgrund von Privatdienstvertr�gen nicht Ertr�ge des Forschungszentrums J�lich darstellen. * 2009 war die nationale Projektf�rderung durch Mittel f�r die Installation eines PetaflopRechners stark erh�ht. Die Anzahl der DFG-gef�rderten Projekte in J�lich blieb auch 2010 mit insgesamt DFG-F�rderung (in Tausend Euro) 2006 1 048 1 330 2 813 3 297 4 166 39 auf hohem Niveau: DFG-Schwerpunkte Graduiertenkollegs DFG-Forschergruppen Sonderforschungsbereiche 12 18 6 3 2007 2008 2009 2010 Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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der Bundesregierung Besonders erfolgreich in der Einwerbung von Drittmitteln 2010: die J�licher Energieforschung Drittmittel J�licher Energieforschung gesamt (in Tausend Euro) 2007 2008 2009 2010 22 404 25 450 26 633 37 131 Beispielhafte Drittmittelprojekte aus der Energieforschung ADELHEID | Eine nachhaltige Stromversorgung f�r Autos, Flugzeuge und Boote sollen Brennstoffzellen leisten, f�r die in J�lich sogenannte Reformer entwickelt wurden. Sie erzeugen das notwendige Brenngas aus Diesel oder Kerosin. Um diese Technik weiter zur Marktreife zu bringen, forschen J�licher Wissenschaftler im Projekt ADELHEID gemeinsam mit Partnern aus der Industrie. Das Ziel sind Produktionstechniken, die auch unter �konomischen Gesichtspunkten das Potenzial zur Serienreife haben. Das Land NRW f�rdert den Verbund ab 2010 f�r drei Jahre mit 2 Millionen Euro, davon entfallen etwa 530 000 Euro auf die J�licher Forschung (N�heres siehe S. 67). BRINKS | Leistungsf�hige Brennstoffzellensysteme der 5-Kilowatt-Klasse f�r die Bordstromversorgung von Flugzeugen entwickeln J�licher Forscher im Projekt BRINKS. Die Stapel von Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen (HT-PEFC) zeichnen sich durch flexible K�hlung und eine einfache Fertigungstechnik aus. Durch modulare Bauweise lassen sie sich an unterschiedliche Anforderungen anpassen. Der Wasserstoff f�r die HT-PEFC wird mittels eines kompakten Brenngaserzeugungssystems mit autothermer Reformierung von Kerosin bereitgestellt. Das Bundesforschungsministerium f�rdert das Vorhaben mit 3,47 Millionen Euro. NASA-OTM | Energie aus Kohle gewinnen und dabei das Klima sch�tzen ist das Ziel. Im Oxyfuel-Verfahren kann eine Membran mit geringem Effizienzverlust Sauerstoff aus der Luft abtrennen, mit dem dann die Kohle verbrannt wird. Das Endprodukt ist hochkonzentriertes Kohlendioxid, das unterirdisch gelagert werden soll. Im EU-Projekt NASA-OTM werden daf�r d�nne Keramik-Membranen mit hohem Sauerstofffluss entwickelt. Beteiligt sind acht Partner aus f�nf L�ndern, Koordinator ist Dr. Wilhelm Meulenberg vom Forschungszentrum J�lich (www.nasa-otm.eu). Aus dem 7. Forschungsrahmenprogramm der EU erh�lt J�lich im Rahmen des Projekts 995 799 Euro F�rdergelder (September 2009 bis August 2012), davon im Jahr 2010 340 424 Euro. HolisTurb | Effizienz und Zuverl�ssigkeit von Flugtriebwerken k�nnen durch keramische Beschichtungen von Gasturbinen-Komponenten gesteigert werden. Im Projekt HolisTurb wird die vom Forschungszentrum J�lich gemeinsam mit dem Unternehmen Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG erarbeitete Beschichtungstechnologie weiterentwickelt und an Industriepartner transferiert. Zudem bauen J�licher Forscher Pr�fst�nde f�r Tests unter realistischen Bedingungen auf. Das Bundesministerium f�r Wirtschaft und Technologie f�rdert die Arbeiten in J�lich vom 1. Oktober 2009 bis 31. M�rz 2012 mit 720 000 Euro. Der Erdgas-Sauerstoff-Brenner des neuen Teststands f�r Gasturbinen-Bauteile eines Flugtriebwerks. Wissenschaftler des Forschungszentrums J�lich entwickelten ihn f�r den Triebwerkshersteller Rolls-Royce. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen schaffen "Der �bergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung ist ein gro�es Zukunftsthema. Die Bundesregierung setzt dabei auf die verst�rkte Nutzung erneuerbarer Energien und den effizienten Umgang mit Energie." Aus der Hightech-Strategie

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Die Berliner Gesch�ftsstelle des PtJ wurde 2010 20 Jahre alt. Gru�worte beim Festakt in Berlin sprachen der Parlamentarische Staatssekret�r im Bundesministerium f�r Bildung und Forschung, Thomas Rachel (r.), und Dr. Ulrich Krafft (m.), Stellvertretender Vorstandsvorsitzender des Forschungszentrums J�lich. Links im Bild Dr. Ulrich Schl�ter, Leiter des PtJ. Der Projekttr�ger J�lich Der Projekttr�ger J�lich (PtJ) ist einer der f�hrenden Projekttr�ger in Deutschland. Mit seinen Kompetenzen im Forschungs- und Innovationsmanagement unterst�tzt er seine Auftraggeber in Bund und L�ndern bei der Realisierung ihrer F�rderprogramme. Dar�ber hinaus fungiert er als Nationale Kontaktstelle f�r die Forschungsf�rderung der Europ�ischen Kommission. Der PtJ betreut Forschungs- und Innovationsf�rderprogramme auf den Themengebieten Biotechnologie, Energie, Werkstofftechnologien, Umwelt und Nachhaltigkeit, Meeres- und Polarforschung, Schifffahrt und Meerestechnik, Technologietransfer und Unternehmensgr�ndung sowie Regionale Technologieplattformen und Cluster. Mit rund 2 200 Vorhaben und einem F�rdervolumen von 380 Millionen Euro ist das Gesch�ftsfeld Energie der gr��te Themenbereich, gefolgt von der Biotechnologie mit 2 000 betreuten Vorhaben und einem F�rdervolumen von 242 Millionen Euro. 2010 hat der Projekttr�ger J�lich rund 1,1 Milliarden Euro F�rdermittel umgesetzt; rund 3 000 Vorhaben neu bewilligt; �ber 9 000 Vorhaben insgesamt betreut. Die Mitarbeiterzahl ist auf 540 gestiegen. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Die Computersimulation mit H�chstleistungsrechnern ist eine Schl�sseltechnologie: Darauf basieren viele neue Erkenntnisse aus nahezu allen wissenschaftlichen Disziplinen, neue Verfahren und letztlich auch neue Produkte. So ist der Einsatz von Supercomputern auch das verbindende Element zweier herausragender Ergebnisse von J�licher Wissenschaftlern im Jahr 2010: Ein Team hat die Vorg�nge detailliert entschl�sselt, die bei Speichern in DVD-Materialien stattfinden. Ein anderes hat Grundlegendes �ber das Bindungsverhalten von kleinen Eiwei�-Molek�len an Silizium-Oberfl�chen herausgefunden - eine Kombination, die f�r elektronische Bauelemente und Sensoren von �bermorgen interessant ist. igentlich unglaublich: Obwohl wiederbeschreibbare DVDs schon seit mehr als zehn Jahren auf dem Markt und l�ngst zu einem milliardenfach verkauften Massenartikel geworden sind, war bislang noch nicht vollst�ndig klar, was genau w�hrend des Schreibens von Daten vor sich geht. Das hat sich erst seit kurzem ge�ndert: Forscher aus J�lich, Finnland und Japan haben 2010 die physikalischen Grundlagen der Datenspeicherung auf DVD-RW enth�llt, nachdem ihnen im Vorjahr das Gleiche f�r die DVDRAM und die Blu-Ray Disc gelungen war. Neben experimentellen Untersuchungen am Synchrotron "Spring-8" in Japan nutzten sie intensiv Simulationen am J�licher Supercomputer JUGENE. Ihre Erkenntnisse dienen jedoch nicht nur dazu, wissenschaftliche Neugier zu befriedigen, sondern sie k�nnten auch helfen, noch leistungsf�higere Speichermaterialien zu entwickeln. Anders als bei beschreibbar DVDs (R-Medien), bei denen die Daten in die d�nne Schicht eines organischen Farbstoffs eingebrannt werden, besteht die informationstragende Schicht bei wie- derbeschreibbaren DVDs aus einer Legierung. Die digitale Information wird in definierten Arealen, die rund 100 Nanometer gro� sind, als Bit gespeichert. Die Legierung kann hier eine ungeordnete - Fachsprache: amorphe - und eine geordnete - kristalline - Struktur an- nehmen, entsprechend den Grundelementen aller Computersprachen, n�mlich der Null und der Eins. Der �bergang zwischen den beiden Phasen dauert nur einige milliardstel Sekunden und wird beim Beschreiben durch den Laserstrahl des DVD-Brenners ausgel�st. Der J�licher Supercomputer JUGENE hat einem internationalen Wissenschaftlerteam geholfen, die physikalischen Grundlagen der Datenspeicherung auf DVD und Blu-Ray Discs zu enth�llen. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen schaffen Super Forschung dank Supercomputern

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Wie ein Bit w�chst Im Falle der DVD-RW besteht die Legierung aus Antimon, Tellur, Indium und Silber. Fachleuten ist sie unter dem K�rzel AIST bekannt. Auch die sogenannten GST-Legierungen der DVD-RAM und der Blu-Ray Disc enthalten Antimon und Tellur, daneben aber Germanium. "Obwohl die Legierungsfamilien AIST und GST scheinbar sehr �hnlich sind, bestehen beim �bergang zwischen den Phasen erhebliche Unterschiede", erl�utert der J�licher Wissenschaftler Dr. Robert Jones die Forschungsergebnisse. In der AISTLegierung verl�uft der Phasen�bergang des Bits von au�en nach innen. Wenn also beispielsweise beim Wiederbeschreiben einer DVD ein amorphes Bit in ein kristallines umgewandelt wird, kristallisiert es fortschreitend vom Rand her, mit dem es an die geordnete Umgebung grenzt. Dabei ist entscheidend, dass sich das amorphe Bit durch eine kleine Bewegung des Antimon-Atoms umordnet. In einer Folge von vielen kleinen Schritten richtet sich das Gitter Atom f�r Atom neu aus und kristallisiert, ohne dass Hohlr�ume und gro�e Bewegungen notwendig sind. Letztlich haben die Antimon-Atome, angeregt durch den Laserstrahl, nur die St�rke der Bindung zu zwei benachbarten Atomen ausgetauscht. "Bindungsaustauschmodell" nennen die Forscher daher ihre Beschreibung der Vorg�nge. Dagegen bilden sich im Inneren der GST-Legierungen von DVD-RAMs oder Blu-Ray Discs spontan Kristalle, die schnell wachsen, bis das Bit ausgef�llt ist. Der schnelle �bergang l�sst sich dadurch erkl�ren, dass amorphe und kristalline Phasen aus denselben viereckigen Baueinheiten bestehen, die sich in den vorhandenen Hohlr�umen bewegen und umordnen, ohne dass dabei viele atomare Bindungen brechen. Die Strukturberechnung des amorphen AIST war die gr��te, die je in dem Forschungsbereich gemacht wurde: Rund 640 Atome wurden �ber den ver- gleichsweise langen Zeitraum von mehreren Hundert Pikosekunden simuliert. Etwa 4 000 Prozessoren des J�licher Supercomputers JUGENE waren �ber vier Monate ausgelastet, um die richtigen Modellbedingungen zu bestimmen. Grundlagen f�r Visionen W�hrend Jones und seine Kollegen mit der DVD ein Produkt gegenw�rtiger Datenverarbeitung unter die Lupe nahmen, weist die Forschung eines anderen Wissenschaftlerteams weit in die Zukunft der Informationstechnologie. Die Kombinationen von organischen Molek�len mit Halbleiter- oder Metalloberfl�chen gelten als vielversprechende Kandidaten f�r neuartige elektronische Bauelemente. Zu den Visionen z�hlen hochempfindliche Sensoren, die sogar ein einzelnes Molek�l nachweisen k�nnen, oder das Verschmelzen von Elektronik mit menschlichen Hirnfunktionen - etwa in Form von Implantaten, die Blinde wieder sehen oder Lahme mit Gedankenkraft Prothesen steuern lassen. "Doch vor solchen Anwendungen kommen die systematischen Untersuchungen der Grundlagen und das Verst�ndnis des kooperativen Zusammenwirkens anorganischer und organischer Materie", so der J�licher Physiker Dr. Michael Bachmann. Er hat zusammen mit Forschern der Universit�ten Leipzig und Lund das Bindungsverhalten von Peptiden an Siliziumoberfl�chen unter anderem auf dem J�licher Supercomputer JUROPA simuliert. Silizium ist einer der technologisch wichtigsten Halbleiter und dient in der Mikroelektronik als Tr�germaterial, w�hrend Peptide im K�rper beispielsweise als Hormone oder als Botenstoffe im Nervensystem bedeutsam sind. Das Ergebnis: Die Faltung und das Haftverhalten der simulierten Peptide h�ngen vor allem von der genauen Position einer einzelnen Aminos�ure ab. Als die Forscher die Designer-Peptide ganz real herstellten, best�tigte sich dieses Resultat. Somit k�nnte es k�nftig m�glich sein, Haftverhalten und Faltungseigenschaften von Peptiden durch Ver�nderungen einzelner Aminos�uren - Fachleute sprechen von punktueller Mutation - vorhersagbar zu steuern. Modell der Kristallisierung der Legierung AIST in einer DVD-RW. Links: Ein Laserstrahl (links, Pfeil hv) st��t die Bewegung des zentralen Antimon-Atoms an, das daraufhin eine kurze Bindung (rot fett) zu seinen Nachbarn mit einer langen Bindung (rot gestrichelt) austauscht. Dadurch �ndert sich die gr�ne Vektorsumme der drei kurzen Bindungen. Rechts: Eine Reihe solcher Prozesse f�hrt von der amorphen (oben) zur kristallinen Form (unten). Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Die Supercomputer des J�lich Supercomputing Centre (JSC) Im J�lich Supercomputing Centre arbeiten wissenschaftliche Nutzer mit den Mitarbeitern des JSC eng zusammen. Dies f�hrt zu einem fruchtbaren Einsatz des europ�ischen Supercomputerzentrums in J�lich - speziell in der Methodenentwicklung und in der wissenschaftlichen Visualisierung. Nutzerstatistik Auf JUGENE wurden in 2010 Relative Zahlen nach Nutzern 2 Milliarden Juropa Europa (DEISA und NIC) 8 % Deutschland (NIC und GRS) 57 % Prozessor-Stunden vergeben, auf JUROPA sind es knapp 125 Millionen Prozessor-Stunden (wobei die JUROPA-Prozessoren leistungsst�rker als die JUGENE-Prozessoren sind). NIC 3 % DEISA 5 % GRS 10 % NIC 47 % 35 % Forschungszentrum J�lich Begehrte Rechenzeit - �berbuchungsfaktor JUGENE JUROPA Jugene Europa (PRACE und DEISA) 37 % Deutschland (GRS und GCS) 53 % DEISA 2 % PRACE 35 % 10 % Forschungszentrum J�lich JUGENE-Forschungsfelder laufender europ�ischer Projekte (PRACE) 2010 Medizin und Lebenswissenschaften 13 Mathematik und Computerwissenschaften 3 6 Astrophysik 8 Chemie und GRS 3 % GCS 50 % Materialforschung 5 Erde und Umwelt Physikalische Grundlagenforschung 38 Die J�licher Supercomputer werden in erheblichem Umfang von Nutzern au�erhalb des Forschungszentrums in Anspruch genommen. Die Rechenzeit wird vergeben �ber das Forschungszentrum J�lich. GCS: Gauss Centre for Supercomputing (Verbund der drei nationalen H�chstleistungsrechenzentren JSC, HLRS und LRZ) NIC: John von Neumann Institute for Computing (nationales Vergabegremium, getragen von den drei Helmholtz-Zentren FZJ, DESY, GSI) GRS: German Research School for Simulation Sciences PRACE: Partnership for Advanced Computing in Europe (europ�ische HPCInfrastruktur) DEISA: Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications (europ�ische HPC-Infrastruktur, Vorl�ufer von PRACE) 27 Ingenieur- wissenschaften und Energie 2010 wurden im Rahmen des Supercomputerverbundes "Partnership for Advanced Computing in Europe" PRACE 19 europ�ische Projekte auf JUGENE gerechnet. Die meiste Rechenzeit - 38 Prozent - entfiel dabei auf die physikalische Grundlagenforschung, gefolgt vom Forschungsbereich Ingenieurwissenschaften und Energie mit 27 Prozent. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen schaffen Exzellente Plattformen

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Blick vom Probenort der Kleinwinkelstreuanlage KWS 2 zur�ck auf die Reaktorwand: Man sieht die Strecken, auf denen der Neutronenstrahl geb�ndelt wird, rechts in der KWS 2, links in der KWS 1. Weiter hinten sind die Neutronengeschwindigkeitsselektoren in der Bleiabschirmung zu sehen. An der Reaktorwand ist die Versorgung aller Instrumente mit Neutronen angezeigt. Blick in die B�ndelungsstrecke der KWS 2 w�hrend des Umbaus Ende des Jahres 2010: Man sieht das Vakuumgeh�use, welches das Neutronenleitersystem beinhaltet. Im rechten Anschlag befindet sich ein ein Meter langer Neutronenleiter, welcher �ber die Druckzylinder (rechts) hinein- und herausgefahren werden kann. Zudem f�hrt das Schlittensystem auch die magnetische F�hrung f�r die polarisierten Neutronen. Die Instrumente des J�lich Centre for Neutron Science (JCNS ) Das JCNS betreibt Instrumente der Neutronenforschung an den international f�hrenden Neutronenquellen. So b�ndelt das JCNS die Konstruktions- und Betriebsaktivit�ten der J�licher Instrumente an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) in M�nchen. Diese Instrumente werden externen Wissenschaftlern zur Verf�gung gestellt. Au�erdem betreibt das JCNS Instrumente am Institut Laue-Langevin, Grenoble, Frankreich, und an der Spallations-Neutronenquelle in Oak Ridge, USA. Vom JCNS vergebene Strahlzeit (Tage) am FRM II 2009 (KWS 2, J-NSE, DNS, SPHERES)* 75 Instandhaltung Externe Nutzer EU/Welt 252 Nutzung der JCNS Neutronenstreuinstrumente durch externe Forscher, Tage 2010 SNS 14 ILL 14 MARIA 9 DNS 23 79 KWS 1 Externe Nutzer Deutschland 180 285 Interne Nutzer SPHERES 28 J-NSE 26 7 KWS 2 11 KWS 3 Vom JCNS vergebene Strahlzeit (Tage) am FRM II 2010 (KWS 1, KWS 2, KWS 3, J-NSE, DNS, SPHERES)* 52 Instandhaltung Externe Nutzer EU/Welt 201 * KWS 1 Kleinwinkelstreuanlage 1 KWS 2 Kleinwinkelstreuanlage 2 KWS 3 Kleinwinkelstreuanlage 3 J-NSE J�lich Neutronen-Spin-Echo-Spektrometer SPHERES R�ckstreuspektrometer mit hoher Energieaufl�sung DNS Flugzeitspektrometer mit diffuser Neutronenstreuung MARIA Reflektometer f�r d�nne magnetische Schichten ILL Institut Laue-Langevin, Grenoble SNS Spallations-Neutronenquelle, Oak Ridge Externe Nutzer Deutschland 289 270 Interne Nutzer Begehrte Instrumente: Insgesamt beantragten Wissenschaftler au�erhalb des Forschungszentrums 1 192 Arbeitstage an den J�licher Instrumenten f�r Neutronenforschung. An 211 Tagen konnten tats�chlich Experimente von externen Nutzern durchgef�hrt werden. Die Messzeitvergabe f�r externe Nutzer erfolgt durch ein international besetztes Auswahlkomitee. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Mit dem ER-C betreiben das Forschungszentrum J�lich und die RWTH Aachen ein Kompetenzzentrum f�r atomar aufl�sende Elektronenmikroskopie und -spektroskopie auf international h�chstem Niveau. Zugleich ist es das erste nationale Nutzerzentrum f�r h�chstaufl�sende Elektronenmikroskopie. Das ER-C gew�hrleistet Wissenschaftlern den Zugang zu den derzeit leistungsf�higsten Elektronenmikroskopen, darunter H�chstleistungselektronenmikroskope der "Titan 80-300"-Klasse. 50 Prozent der Nutzungszeit werden Universit�ten, Forschungseinrichtungen und der Industrie zur Verf�gung gestellt. Diese Zeit wird von einem Gutachtergremium vergeben, das die Deutsche Forschungsgemeinschaft benennt. Nutzung der Titan-Instrumente 2006 ER-C (Tage) RWTH (Tage) Forschungszentrum J�lich (Tage) 38 264 68 2007 85 65 151 2008 103 70 143 2009 134 80 110 2010* 145 63 89 * Daten f�r 2010: Stand 30. November 2010 inkl. Buchungen f�r Dezember 2010 Cooler-Synchrotron COSY COSY dient als "Mikroskop" f�r die Bausteine des Atomkerns, die Protonen und Neutronen. Seit der Teilchenbeschleuniger 1993 in Betrieb ging, ist die Nutzergemeinde stetig angewachsen. Dabei wird weit mehr Strahlzeit beantragt, als das Forschungszentrum zu vergeben hat. �ber die Antr�ge der interessierten Wissenschaftler von ausl�ndischen oder inl�ndischen Universit�ten sowie von J�licher Forschern entscheidet das "Program Advisory Committee", dem international anerkannte Physiker aus den USA und Europa angeh�ren. Hervorragende Ideen sind es letztlich, die entscheiden, wer mit COSY experimentieren darf. COSY-Nutzer Jahr 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Nutzer 350 380 411 432 452 502 Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen schaffen Ernst Ruska-Centrum (ER-C)

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Personal Auszeichnung und Ansporn - das Audit "berufundfamilie" Mit einer engagierten Personalpolitik unterst�tzt das Forschungszentrum J�lich seine Besch�ftigten dabei, Beruf und Familie zu vereinbaren. Im August 2010 hat die berufundfamilie gGmbH ihm daf�r das Zertifikat zum Audit "berufundfamilie" verliehen. Es ist zum einen eine Auszeichnung daf�r, dass das Forschungszentrum schon heute ein familienfreundlicher Arbeitgeber ist. Dies wurde zuvor schon durch das Total E-Quality Pr�dikat best�tigt, das J�lich 2009 bereits zum vierten Mal erhalten hatte. Zum anderen ist das Audit Ansporn daf�r, Familienfreundlichkeit und Chancengleichheit in J�lich weiter voranzubringen. Die Projektleitung hat dabei das B�ro f�r Chancengleichheit. Drei Jahre lang steht das Forschungszentrum nun auf dem Pr�fstand. W�hrend des Auditzeitraums muss die Verwaltung definierte Ziele erf�llen. So werden o in Orientierungsgespr�chen zwischen Mitarbeitern oder Mitarbeiterinnen und F�hrungskr�ften Probleme der Vereinbarkeit von Beruf und Familie verst�rkt ber�cksichtigt; o im Rahmen der Gesundheitsf�rderung zus�tzliche Kurse angeboten, wie "Gelassen im Stress" oder "Konfliktbew�ltigung"; o mit dem E-Learning zeit- und ortsunabh�ngige Weiterbildungsma�nahmen eingef�hrt, die leichter mit Familienpflichten zu vereinbaren sind; o im Rahmen einer psychologischen Diplomarbeit famili�re Belastungssituationen mit Einfluss auf die beruflichen Verpflichtungen erfragt und analysiert; o wird im Netzwerk mit Partnerorganisationen in der Region K�ln, Bonn und Aachen ein Dual-Career-Service aufgebaut, der die Partnerinnen und Partner neu eingestellter Mitarbeiter dabei unterst�tzt, in der Region ebenfalls eine angemessene Besch�ftigung zu finden. Das Forschungszentrum J�lich nutzt das Audit "berufundfamilie" als effektives Instrument, um vorhandene Strukturen und Angebote zur Vereinbarkeit von Beruf und Familie zu �berpr�fen, neue Ma�nahmen zu entwickeln und so das Unternehmensleitbild zu verwirklichen. Das Forschungszentrum J�lich unterst�tzt die Kindertagesst�tte "Kleine F�chse", die Betreuung f�r 60 Kinder im Alter von sechs Monaten bis 14 Jahren anbietet. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Anteil Frauen in Prozent 35 30 25 20 15 10 5 0 Jahr 2007 2008 2009 2010 Frauenanteil Nachwuchs insgesamt Frauenanteil Auszubildende Frauenanteil Nachwuchswissenschaftler 36 Sch�lerinnen erlebten w�hrend des Forscherinnentags, dass auch bisher von M�nnern dominierte Wissenschaftsfelder f�r Frauen interessant sein k�nnen. Wissenschaftlerinnen aus dem Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin, dem Institut f�r Bio- und Nanosysteme und dem Institut f�r Energie und Klimaforschung gaben ihnen einen Einblick in ihre Arbeit. Personal�bersicht zum 31.12.2010 Bereich Wissenschaftliches und Technisches Personal Wissenschaftliches Personal o dav. Doktoranden/Stipendiaten* o dav. Diplomanden o dav. Professoren** W3: 40, W2: 27, W1: 2 Technisches Personal Projekttr�gerschaften Service-Personal und Administration Auszubildende & Praktikanten Gesamt Anzahl zum 31.12.2010 3 268 1 625 443 112 69 1 643 575 624 300 4 767 Frauenanteil an Personal gesamt Frauenanteil an F�hrungspositionen - gesamt Frauenanteil beim wissenschaftlichen Personal Frauenanteil in den Entgeltgruppen E12 bis E15�, sowie AT, B-, C- und W-Verg�tungen (h�herer Dienst) Die Angaben beziehen sich jeweils auf Vollzeitstellen (FTE), die tats�chliche Anzahl an Besch�ftigten liegt aufgrund von Teilzeitbesch�ftigung h�her. Die Angaben beziehen sich jeweils auf Vollzeitstellen (FTE), die tats�chliche Anzahl an Besch�ftigten liegt aufgrund von Teilzeitbesch�ftigung h�her. Frauenanteil an den Besch�ftigten des Forschungszentrums J�lich Anteil Frauen in Prozent 35 30 25 20 15 10 5 0 Jahr 2007 2008 2009 2010 * 672 Doktorandinnen und Doktoranden wurden 2010 insgesamt am Forschungszentrum J�lich betreut (kumulativ, nicht Stichtag-bezogen); hinzu kamen 49 Doktorandinnen und Doktoranden , die in Instituten der Heinrich-Heine-Universit�t D�sseldorf auf dem J�licher Campus arbeiteten, insgesamt gab es 2010 also 721 J�licher Doktorandinnen und Doktoranden . ** nur die nach dem J�licher Modell gemeinsam berufenen Professorinnen und Professoren, d. h. ohne au�erplanm��ige oder andere Professuren Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen schaffen Frauenanteil Nachwuchs

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Rufe J�licher Forscher an Hochschulen Privatdozent Dr. Michael Bachmann, Institute for Advanced Simulation, hat das Angebot angenommen, als Associate Professor of Physics an die University of Georgia in Athens (USA) zu wechseln. Dr. Reinhard Walter Carius, Institut f�r Energie- und Klimaforschung, wurde zum Professor mit dem Lehrgebiet Photovoltaik an der Fachhochschule Aachen ernannt. Prof. Evgeny Epelbaum, Institut f�r Kernphysik, hat Rufe auf eine W3-Professur f�r Theoretische Physik an die Ruhr-Universit�t Bochum erhalten. Dr. Philipp Eschenbeck, Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin, wurde zum Professor f�r Ergotherapie an der Hochschule f�r Gesundheit Bochum ernannt. J�rgen-Friedrich Hake, Institut f�r Energie- und Klimaforschung, wurde zum Professor am Fachbereich Energietechnik an der Fachhochschule Aachen ernannt. Dr. Elke Kalbe, Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin, wurde zur au�erplanm��igen Professorin an der Universit�t Bielefeld ernannt. Dr. Wilhelm Meulenberg, Institut f�r Energie- und Klimaforschung, wurde zum Adjunct Associate Professor an der University of Queensland, Australien, ernannt. Dr. Christoph Palm, Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin, wurde zum Professor an der Hochschule Regensburg f�r das Lehrgebiet "Signalund Bildverarbeitung in der Medizin" ernannt. Dr. Willem Quadakkers, Institut f�r Energie- und Klimaforschung, wurde zum Professor am Fachbereich Energietechnik an der Fachhochschule Aachen ernannt. Prof. Claus M. Schneider, Peter Gr�nberg Institut, �bernahm die erste Professur der Universit�tsallianz Metropole Ruhr (UAMR). Neben seiner T�tigkeit am Forschungszentrum J�lich lehrt und forscht Prof. Schneider damit hochschul�bergreifend an den Universit�ten Bochum, Duisburg-Essen und der TU Dortmund. Dr. Armin Seyfried, Institute for Advanced Simulation, wurde an der Bergischen Universit�t Wuppertal zum Professor f�r das Fach "Computersimulation f�r Brandschutz und Evakuierung" ernannt. Prof. N. Jon Shah, Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin, wurde zum Professor f�r "Magnetic Resonance Physics" an der Universit�t Maastricht ernannt. Dr. Achim Streit, J�lich Supercomputing Centre, hat einen Ruf auf eine Professur f�r "Verteilte und Parallele Hochleistungssysteme" und zum Direktor des Steinbuch Centre for Computing (SCC) am KIT (Karlsruhe Institute of Technology) erhalten. Dr. Bernhard Unterberg, Institut f�r Energie- und Klimaforschung, wurde zum Universit�tsprofessor nach dem J�licher Modell an der Ruhr-Universit�t Bochum f�r das Fach Fusionsforschung ernannt. PD Dr. Achim Walter, Institut f�r Biound Geowissenschaften, hat einen Ruf zum Professor f�r Kulturpflanzenwissenschaften an die ETH Z�rich, Institut f�r Pflanzenwissenschaften, angenommen. Prof. Dr. Peter Weiss-Blankenhorn, Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin, wurde zum W2-Professor f�r Kognitive Neurologie an der Universit�t zu K�ln ernannt. Prof. Dr. Felix Wolf, Institute for Advanced Simulation, wurde zum Universit�tsprofessor f�r Informatik an die RWTH Aachen berufen, wo er Lehr- und Forschungsaufgaben an der German Research School for Simulation Sciences am Standort Aachen wahrnehmen wird. Prof. N. Jon Shah lehrt in Maastricht Eine Infoveranstaltung f�r Doktoranden der German Research School for Simulation Sciences (GRS), einer gemeinsamen Einrichtung der RWTH Aachen und des Forschungszentrums J�lich, mit Managing Director Vera Kleber (l.). Prof. N. Jon Shah, Direktor am Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin des Forschungszentrums J�lich, wurde auf eine Honorarprofessur an der Universit�t Maastricht berufen. Bei der Unterzeichnung eines Kooperationsvertrages zwischen der Universit�t und dem Forschungszentrum J�lich auf dem Gebiet der bildgebenden Verfahren �berreichte ihm Universit�tspr�sident Prof. Jo Ritzen die Ernennungsurkunde. Ziel der Zusammenarbeit ist es, auf dem Gebiet der Ultrahochfeld-Magnetresonanztomografie ein europ�isches ExzellenzZentrum zu schaffen. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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In der Ausbildung zum Mathematisch-Technischen Softwareentwickler vermitteln Dozenten der Fachhochschule Aachen und des J�licher Supercomputer Centre - im Bild Prof. Paul Jansen - gemeinsam die n�tigen Kenntnisse. Gemeinsame Berufungen mit Hochschulen (Status am Forschungszentrum) aktueller Stand Berufungen 31.12.2010* Universit�t FH-Aachen HHU-D�sseldorf RWTH-Aachen Uni Bochum Uni Bonn Uni Duisburg-Essen Uni K�ln Uni M�nster Uni Wuppertal Gesamtergebnis J�licher Modell 7 10 23 3 6 1 6 1 3 60 invers 0 2 4 0 2 0 1 0 0 9 Gesamt 7 12 27 3 8 1 7 1 3 69 Neuberufungen 2010 Universit�t FH-Aachen Uni Bochum Uni Bonn Uni K�ln Uni Wuppertal Gesamtergebnis Erfasst sind nur die nach dem J�licher Modell berufenen Professorinnen und Professoren, d. h. ohne au�erplanm��ige oder andere Professuren. J�licher Modell 3 1 1 1 1 7 *nur die nach dem J�licher Modell berufenen Professorinnen und Professoren J�licher Modell: Institutsdirektoren des Forschungszentrums werden in einem gemeinsamen Berufungsverfahren auf eine Professur an einer der benachbarten Universit�ten berufen, bei gleichzeitiger Beurlaubung der/s Berufenen an der Hochschule zur Aus�bung der T�tigkeit als Institutsleiter/in im Forschungszentrum J�lich. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen schaffen

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Ausbildung mit Perspektive Seit 50 Jahren erhalten junge Menschen in J�lich eine qualifizierte Berufsausbildung. Am 1. April 1961 begann es mit den ersten 17 Lehrlingen, wie es damals hie�, in f�nf verschiedenen Berufen. Heute bietet das Forschungszentrum j�hrlich etwa 85 Ausbildungspl�tze in bis zu 25 Berufen, von denen f�nf direkt mit einem Studium kombiniert werden k�nnen. eit �ber die H�lfte aller J�licher Auszubildenden schloss im Jahr 2010 ihre Abschlusspr�fung mit einem guten und sehr guten Ergebnis ab. Damit ist der 5-Jahres-Durchschnitt des Pr�fungsergebnisses in den vergangenen Jahren weiter kontinuierlich gestiegen. Vier Auszubildende - zwei Mathematisch-Technische Softwareentwickler (MATSE), ein Biologielaborant und ein Physiklaborant - wurden Landessieger. Absolute Spitze ist der Absolvent Carsten Karbach, der seine MATSE-Pr�fung mit dem bestm�glichen Pr�fungsergebnis von 100 Prozent bestanden hat. Damit wurde er Bundessieger. Bei der "5. Nationalen Bestenehrung" in Berlin begl�ckw�nschte ihn die Bundesministerin f�r Arbeit und Soziales, Dr. Ursula von der Leyen, zu seiner Leistung. Duale Studieng�nge Berufsausbildung plus Studium - das Auch �ber den eigenen Bedarf hinaus bildet das Forschungszentrum J�lich Fachkr�fte aus - Chemielaboranten bereits seit 1962. 1. April 1961 Startschuss - 17 Lehrlinge beginnen in den Berufen Mechaniker, Radio- und Fernsehtechniker, Starkstromelektriker, Elektromechaniker und Physiklaborant. Ludwig Pley ist J�lichs erster hauptberuflicher Ausbilder. bieten die Dualen Studieng�nge. Absolventen mit dieser Doppelqualifikation sind gefragt, denn sie bef�higt zur Arbeit an der Schnittstelle zwischen wissenschaftlicher Fragestellung und technischer Umsetzung. Die intensive Verzahnung von Ausbildung und Studium soll dem zu erwartenden Fachkr�fteengpass aktiv entgegenwirken. Von 298 Auszubildenden nahm 2010 gut ein Viertel die M�glichkeit wahr, zugleich ein Studium zu absolvieren, bei den Neueinstellungen war es fast ein Drittel. Das Forschungszentrum hat aktiv an der Entwicklung des Angebotes neuer Dualer Studieng�nge im Bereich Maschinenbau, Elektrotechnik und Physik mitgewirkt. Beteiligt waren au�erdem die Fachhochschule Aachen, die Berufskollegs J�lich und D�ren sowie die IHK Aachen. Einen besonderen Beitrag f�r die Region leistet die Berufsausbildung im Forschungszentrum J�lich mit Kooperationen, die kleinere und mittelst�ndische Unternehmen bei der Ausbildung unterst�tzen. Dazu geh�ren Grundausbildungen, spezielle Fachkurse sowie Pr�fungsvorbereitungen f�r Auszubildende in 21 Partnerfirmen. 1. Januar 1965 Physikausbildungslabor eingerichtet 1. Januar 1970 Elektroausbildungsbereich eingerichtet 1. April 1964 Dieter Litterscheidt wird Leiter der Lehrlingsausbildung (bis 30. April 2003). Auf dem Gel�nde des ehemaligen Bundesbahnausbesserungswerks (BAW) wird eine Mechanik-Lehrwerkstatt eingerichtet. 48 1. April 1967 Chemieausbildungslabor eingerichtet 1970 Zehn hauptberufliche Ausbilder bilden in J�lich aus. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Ausbildungspl�tze - Neueinstellungen 2010 23 inkl. Studium Chemie 2 Elektroberufe 13 inkl. Duales Studium 2 Metallbearbeitende Berufe 12 inkl. Duales Studium 2 Techn. Zeichner 2 Kaufm�nnische Berufe 11 inkl. Duales Studium 2 Math.-Techn. Ass. 21 inkl. Studium 21 Sonstige 4 Summe 86 inkl. Studium 29 Laborantenberuf (34 Prozent) Wissen weitergeben Nimmt alle H�rden: Carsten Karbach bestand die MATSE-Pr�fung als Bundessieger und strebt jetzt den Master in Technomathematik an. Duale Studieng�nge - eine �bersicht Gesamtdauer Bachelor of Scientific Programming + Mathematisch-Technischer Softwareentwickler (MATSE), IHK 3 Jahre IHK-Pr�fung nach 3 Jahren nach 3 Jahren nach 2,5 Jahren nach 2,5 Jahren nach 3 Jahren BachelorAbschluss nach 6 Semestern nach 8 Semestern nach 8 Semestern nach 8 Semestern nach 7 Semestern Bachelor of Science oder Bachelor of Engineering + Chemielaborant, IHK 4 Jahre Bachelor of Engineering Maschinenbau + Industriemechaniker, IHK Bachelor of Engineering Elektrotechnik + Elektroniker f�r Betriebstechnik, IHK Bachelor of Arts in Business Administration + Kauffrau/Kaufmann f�r B�rokommunikation, IHK 4 Jahre 4 Jahre 3,5 Jahre 1998 Duales Studium - Start des neuen Konzepts einer Kombination von Ausbildung und Fachhochschulstudium. 23. M�rz 2011 "Gouden Spatel 2010" - Aufgrund ihrer Bachelor-Arbeit ist Stefanie Klein, Absolventin des Dualen Studiengangs, nominiert. 1988 MONALISA-Ausbildungskonzept wird entwickelt und seit 1991 extern vertrieben. 1997 erhielt es den Initiativpreis Aus- und Weiterbildung der Otto-Wolff-von-Amerongen-Stiftung. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich 16. Februar 2011 "Barkeeper" - Erster Platz und Inspiring Award in Kooperation mit dem Berufskolleg f�r Technik in D�ren beim Nanoline-Wettbewerb f�r eine Cocktailmischanlage. 49

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Wissenschaftlicher Nachwuchs Beste Voraussetzungen f�r die Promotion - Graduiertenschulen und -kollegs Die Doktorarbeit ist die erste gro�e selbstst�ndige wissenschaftliche Leistung eines jungen Forschers. Doch Selbstst�ndigkeit muss nicht bedeuten, sich als Einzelk�mpfer mit seinem Promotionsprojekt herumzuschlagen. Graduiertenschulen und -kollegs bieten Nachwuchsforschern ein strukturiertes Programm, das sie mit Kursen, Workshops und Seminaren bei der Arbeit unterst�tzt. Die Anforderungen der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) f�r die F�rderung eines solchen Kollegs sind hoch: Ein thematisch fokussiertes Forschungsprogramm, Originalit�t und hohe wissenschaftliche Qualit�t auf internationalem Niveau sowie ein �berzeugendes Qualifizierungskonzept. An neun DFG-gef�rderten Kollegs verschiedener Partneruniversit�ten wirkt das Forschungszentrum J�lich mit. Zu diesen geh�rt das internationale Graduiertenkolleg "Schizophrenia and Autism", an dem die J�lich Aachener Forschungsallianz JARA-BRAIN seit 2006 f�hrend beteiligt ist. Partner ist die University of Pennsylvania. Im Juli 2010 wurde nach einer erfolgreichen Evaluierung eine weitere Finanzierung �ber 4 Millionen Euro f�r die kommenden viereinhalb Jahre gew�hrt. Noch h�her liegen die H�rden f�r die F�rderung von Graduiertenschulen im Rahmen der Exzellenzinitiative. Sie sollen herausragenden Doktorandinnen und Doktoranden optimale Bedingungen bieten und dazu beitragen, dass exzellente, international wettbewerbsf�hige Standorte in Deutschland an Profil gewinnen. Bundesweit wurden in der ersten F�rderphase 39 Graduiertenschulen bewilligt, davon gleich zwei mit J�licher Beteiligung: das "Aachen Institute for Advanced Study in Computational Engineering Science" (AICES) und die "Bonn-Cologne Graduate School". Der J�licher Exzellenzpreis Mit Hilfe von Enzymen lassen sich Grundbausteine f�r Medikamente herstellen - die Biologin Dr. D�rte Glocke hat daf�r w�hrend ihrer Doktorarbeit eine Art Baukasten f�r Pharmazeuten entwickelt. Der junge Physiker Dr. Sebastian Feste ging aktuellen Fragen der Nanoelektronik auf den Grund. So erforschte er, wie man mit mechanisch verspanntem Silizium die Leistung bestimmter Computer-Bauelemente steigern kann. Die beiden erhielten f�r ihre Arbeiten den mit je 5 000 Euro dotierten Exzellenzpreis 2010, mit dem das Forschungszentrum J�lich seine f�higsten jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auszeichnet, die auch nach internationalen Ma�st�ben zu den besten ihres Jahrgangs geh�ren. �berreicht wurden die Preise im Juni 2010 bei der Abschlussfeier f�r die J�licher Doktoranden, die unter dem Motto stand "JUDocs - Karriere made in J�lich". D�rte Glocke betont den Wert interdisziplin�rer Zusammenarbeit: "Ich muss nicht alles selber machen, aber ich muss verstehen, was der Chemiker oder der Ingenieur meint." Sebastian Feste ist der praktische Nutzen seiner Forschung wichtig: "Die Verbindung von Industrie und Wissenschaft hat mich gereizt, als ich die Promotionsstelle in J�lich antrat." Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Beteiligung des Forschungszentrums J�lich an strukturierter Doktorandenausbildung mit Partneruniversit�ten Federf�hrende Einrichtung Aachen Graduiertenschule/-kolleg Aachen Institute for Advanced Study in Computational Engineering Science AICES, Graduiertenschule aus der Exzellenzinitiative Internationales Graduiertenkolleg: Gehirn und Verhalten: Neurobiologische Grundlagen von Emotionen bei Patienten mit Schizophrenie und Autismus Graduiertenkolleg: Biointerface - Detektion und Steuerung grenzfl�cheninduzierter biomolekularer und zellul�rer Funktionen Graduiertenkolleg: Biokatalyse in unkonventionellen Medien - Ionische Fl�ssigkeiten, organische L�sungsmittel, �berkritische Fluide und Gase als Reaktionsphasen f�r biokatalysierte Synthesen (BioNoCo) Bonn Bonn-Cologne Graduate School of Physics and Astronomy, Graduiertenschule aus der Exzellenzinitiative Graduiertenkolleg: Bionik - Interaktionen �ber Grenzfl�chen zur Au�enwelt D�sseldorf BioStruct NRW-Research School Graduiertenkolleg: "Physics of Hot Plasmas" Internationales Graduiertenkolleg: "The Dynamic Response of Plants to A Changing Environment" Graduiertenkolleg: Molekulare Ziele von Alterungsprozessen und Ansatzpunkte der Alterungspr�vention Forschungszentrum J�lich Helmholtz-Kolleg BioSoft Kooperation/F�rderung Weitere Informationen www.aices.rwthaachen.de www.irtg1328.rwthaachen.de www.grk-biointerface. de Aachen, DFG Aachen, J�lich, Philadelphia, DFG Aachen, DFG Bonn, K�ln, DFG www.gradschool. physics.uni-bonn.de www.bionikgraduate. uni-bonn.de www.biostruct.de www.laserphy.uniduesseldorf.de/e618/ index_ger.html www.igrad-pre.uniduesseldorf.de www.grk1033.uniduesseldorf.de www.ihrs-biosoft.de Bonn, DFG D�sseldorf, NRW D�sseldorf, DFG D�sseldorf, East Lansing, DFG D�sseldorf DFG K�ln, Bonn/Caesar, D�sseldorf German Research School for Simulation Sciences Aachen, Helmholtz-Ge(GRS): gemeinsame Ausbildung von Studierenden meinschaft, Land NRW, und Doktoranden; Gemeinschaftseinrichtung (GmbH) BMBF der RWTH und des Forschungszentrums J�lich Helmholtz-Graduiertenschule f�r Energie und Klima: "Helmholtz Interdisciplinary Doctoral Training in Energy and Climate" (HITEC) Das Forschungszentrum J�lich wirkt in Graduiertenschulen und -kollegs an der Ausbildung von Doktoranden mit. AICES und die Bonn-Cologne Graduate School sind Graduiertenschulen, somit eine F�rderlinie der Exzellenzinitiative. Gemeinsam mit f�nf Partneruniversit�ten erh�lt das Forschungszentrum F�rdermittel der Helmholtz-Gemeinschaft zur EinrichAachen, Bochum, D�sseldorf, K�ln, Wuppertal, HelmholtzGemeinschaft www.grs-sim.de www.fz-juelich.de/hitec tung der Helmholtz-Graduiertenschule f�r Energie und Klima HITEC. Weitere Ma�nahmen der Nachwuchsf�rderung sind die J�licher Ferienschulen, so die 41. IFF-Ferienschule "Electronic Oxides: Correlation Phenomena, Exotic Phases, and Novel Functionalities" und die WEHeraeus Summer School "Fast Methods for Long-Range Interactions in Complex Systems". Au�erdem ist das Forschungszentrum J�lich an den Marie-Curie-Ma�nahmen NOVOBRAIN und VaTEP (Vakuol�re Transport-Ausstattung zur Regulation pflanzlichen Wachstums) beteiligt, mit denen Nachwuchswissenschaftler aus dem 7. Forschungsrahmenprogramm der EU gef�rdert werden. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen weitergeben Aachen, D�sseldorf, DFG www.bionoco.rwthaachen.de

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Nachwuchs geht in F�hrung Schon bald nach der Promotion eine eigene Forschungsgruppe aufbauen, Leitungsverantwortung �bernehmen, unabh�ngig ein Forschungsprojekt verfolgen - diese idealen M�glichkeiten f�r junge Forscher bieten die Helmholtz-Nachwuchsgruppen. Im Jahr 2010 konnten sich in einem mehrstufigen Wettbewerbsverfahren mit externen Fachbegutachtungen und Pr�sentationen vor einer interdisziplin�ren Jury erneut drei junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums J�lich durchsetzen: Dr. Julia Frunzke, die im vergangenen Jahr den Exzellenzpreis des Forschungszentrums erhalten hatte, Dr. Samir Lounis und Dr. Gil Gregor Westmeyer wurden von der Helmholtz-Gemeinschaft als Leiter von Nachwuchsgruppen ausgew�hlt. Mit einem Jahresbudget von mindestens 250 000 Euro kann jeder von ihnen nun �ber f�nf Jahre sein Forschungsvorhaben verfolgen. Nach einer erfolgreichen Zwischenevaluation geht die Stelle in ein unbefristetes Arbeitsverh�ltnis �ber. Derzeit gibt es in J�lich 23 Nachwuchsgruppen, davon zehn von Frauen geleitete. Dr. Yuri Divin vom Peter Gr�nberg Institut des Forschungszentrums J�lich geh�rt seit 2010 zu einer von sechs neuen deutsch-russischen Nachwuchsgruppen, die durch das Programm "HelmholtzRussia Joint Research Groups" gef�rdert werden. Ziel ist, die Zusammenarbeit zwischen russischen Wissenschaftlern und den Helmholtz-Zentren zu st�rken. Divin arbeitet mit seinem Kollegen Dr. Matvey Valer�vich Lyatti vom Kotel'nikov Institute of Radio Engineering and Electronics der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau an dem Projekt "Liquid Identification by Hilbert Spectroscopy for Security Screening". Gemeinsam entwickeln sie Verfahren, um gef�hrliche Fl�ssigkeiten schnell und zuverl�ssig zu identifizieren - beispielsweise bei Sicherheitskontrollen an Flugh�fen. TANDEMplus f�r Wissenschaftlerinnen "Seien Sie frech!", riet Prof. Dr. Ernst Schmachtenberg, Rektor der RWTH Aachen, den Teilnehmerinnen des Mentoring-Programms TANDEMplus, als das Projekt im November 2010 offiziell startete. TANDEMplus ist ein Kooperationsprojekt des Forschungszentrums J�lich, der RWTH Aachen und des Karlsruher Instituts f�r Technologie (KIT) zur Karrieref�rderung von Nachwuchswissenschaftlerinnen. Es hilft Doktorandinnen und Postdoktorandinnen der Natur- und Ingenieurwissenschaften, ihre Potenziale zu entdecken und sich Ziele f�r ihre Karriere zu setzen. Die individuelle Mentoring-Beziehung zu einer F�hrungsperson aus Wissenschaft oder Wirtschaft soll junge Wissenschaftlerinnen dabei unterst�tzen, Strategien zur Umsetzung dieser Ziele zu entwickeln. Weitere Informationen: www.tandemplus.de Das Mentoring-Programm TANDEMplus richtet sich an promovierte Natur- und Ingenieurswissenschaftlerinnen oder Nachwuchswissenschaftlerinnen in der Endphase ihrer Promotion, die das Potenzial und die Motivation zur �bernahme von F�hrungsaufgaben mitbringen. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Jung, alleinerziehend, begabt, findet ... Gesucht hat Anna Dovern eine Ferienbetreuung f�r ihren Sohn und st�berte deshalb auf der Internetseite des J�licher B�ros f�r Chancengleichheit. Gefunden hat die junge Neuropsychologin Informationen �ber das Stipendium der Christiane N�sslein-Volhard-Stiftung. Sie bewarb sich - und gewann gleich doppelt. Wissen weitergeben Forschung ist kein Kinderspiel - doch Anna Dovern meistert die Doppelbelastung durch Kind und Karriere mit Bravour. ch habe gedacht, das passt ja genau zu mir", erinnert sich Anna Dovern an ihre erste Reaktion auf die Ausschreibung der N�sslein-Volhard-Stiftung, die herausragende Nachwuchswissenschaftlerinnen mit Kindern f�rdert. Die Mutter eines inzwischen achtj�hrigen Sohnes promoviert bei Prof. Gereon R. Fink am Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin (INM) des Forschungszentrums J�lich. Kurzentschlossen bewarb sie sich und war im Oktober 2010 eine der gl�cklichen Gewinnerinnen. Zun�chst ein Jahr lang erh�lt sie ein Stipendium, das ihr hilft, den Spagat zwischen Kind und Karriere zu bew�ltigen. Zugleich gewann sie als eine der drei Besten den UNESCO-L'Or�al-F�rderpreis. Die 20 000 Euro gehen je zur H�lfte an die Preistr�gerin - f�r Kosten von der Kinderfrau bis zur Konferenzreise - und an das Forschungszentrum, um damit die Kinderbetreuung f�r die Besch�ftigten zu f�rdern. Anna Doverns erste Anschaffung vom Stipendiengeld war eine Sp�lmaschine. "Damit gewinne ich jeden Tag Zeit", sagt sie. Zeit, die sie beispielsweise zum Schach spielen mit ihrem mathematisch talentierten Sohn Julian nutzt. Schwanger war Anna Dovern noch vor dem Abitur, ihr Sohn kam kurz nach den m�ndlichen Pr�fungen zur Welt. Das Studium bew�ltigte sie als Mutter eines Kleinkindes. Kurz vor Julians 5. Geburtstag ging die Beziehung zu dessen Vater auseinander. Gemeinhin keine idealen Voraussetzungen f�r eine wissenschaftliche Karriere. Mit Unterst�tzung ihrer Eltern und auch Julians Vaters hat die entschlossene junge Frau es trotzdem geschafft. Im niederl�ndischen Maastricht studierte sie Psychologie. "Das Studium dort war forschungsorientiert und anspruchsvoll, aber mit weniger Anwesenheitspflicht verbunden als in Deutschland", berichtet Dovern. F�r die Vereinbarkeit von Studium und Kind war das ein gro�er Vorteil. 2007 kam sie nach J�lich und schrieb hier zun�chst ihre Masterarbeit. Danach ging sie die Doktorarbeit an. Mit ihrer Forschung will Anna Dovern besser verstehen, was im Gehirn von Patienten vorgeht, die nach einen Schlaganfall nicht mehr f�hig sind, gelernte zielgerichtete Bewegungen auszuf�hren, etwa eine T�r aufzuschlie�en. "Dass Patienten diese Bewegungen nicht mehr richtig ausf�hren k�nnen, kann nicht allein durch L�hmungen erkl�rt werden, welche ebenfalls eine h�ufige Folge des Schlaganfalls darstellen, sondern es handelt sich hierbei um ein kognitives Defizit: die Apraxie", erl�utert Dovern. Sie will herausfinden, woran das liegt, und so die Voraussetzungen f�r neue Therapien schaffen. F�r ihren Betreuer Prof. Peter WeissBlankenhorn steht fest: "Was sie leistet, ist beeindruckend. Davon, wie sie ihr Leben organisiert, k�nnen wir alle noch lernen." 2011 wird Anna Dovern ihre Dissertation am INM abschlie�en - mit 28 Jahren j�nger als viele kinderlose Kollegen. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Wissen weltweit - die Highlights des Jahres 2010 Das Forschungszentrum J�lich legt bei seiner strategischen Ausrichtung gro�en Wert auf Internationalisierung. Es �bernimmt eine f�hrende Rolle bei der Gestaltung von grenz�berschreitenden Forschungsverb�nden und strategischen Partnerschaften. Die zunehmende Internationalisierung und Vernetzung des Forschungszentrums J�lich mit Partnern in aller Welt ist Voraussetzung f�r weltweit anerkannte Spitzenleistungen. Gastwissenschaftler 2010 Gesamt 879 Anzahl L�nder 45 Andere 3 Amerika 23 Asien 121 Osteuropa 67 665 Westeuropa 535 davon aus Deutschland Gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und dem Deutschen Zentrum f�r Luft- und Raumfahrt (DLR) kooperiert das Forschungszentrum J�lich auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien mit dem National Renewable Energy Laboratory (NREL) in den USA. Im Zentrum stehen Vorhaben zur Sonnenenergie. Dazu geh�rt auch ein strukturiertes Austauschprogramm f�r Hochschulabsolventen und Doktoranden. Die Helmholtz-NREL Solar Energy Initiative er�ffnet zudem die M�glichkeit, Industriepartner einzubinden, um so zu gew�hrleisten, dass die Forschungsergebnisse in Deutschland und den USA effektiv umgesetzt werden. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Russland Ein gemeinsames Projekt der EU und Russlands zum H�chstleistungsrechnen ist 2010 gestartet. Unter dem Namen HOPSA (HOlistic Performance System Analysis) wird es vom Forschungszentrum J�lich koordiniert und aus Mitteln des 7. Forschungsrahmenprogramms der EU mit 1,5 Millionen Euro gef�rdert. Im Rahmen der Kooperation werden Software und Arbeitsabl�ufe f�r das High Performance Computing weiterentwickelt. Bei der 3. Ausschreibung von "Helmholtz-Russia Joint Research Groups" war J�lich gemeinsam mit dem Kotel'nikov Institute of Radio Engineering and Electronics der Russischen Akademie der Wissenschaften mit dem Projekt "Liquid Identification by Hilbert Spectroscopy" erfolgreich, das nun mit 450 000 Euro gef�rdert wird. China Die Chinesische Akademie der Wissenschaften (CAS) entwickelt sich neben den Eliteuniversit�ten zum strategischen Partner des Forschungszentrums in China. Der Vorstandvorsitzende des Forschungszentrums J�lich Prof. Achim Bachem unterzeichnete mit dem CAS-Vizepr�sidenten Prof. Jiang Mianheng 2010 zwei Vereinbarungen �ber gemeinsame Forschung - die erste in Shanghai w�hrend seiner Chinareise im Mai und die zweite, als Jiang im Juni J�lich besuchte. Vor allem in den Bereichen Bio- und Nanoelektronik, Materialforschung, Physik und Supercomputing wollen die Partner ihre Zusammenarbeit intensivieren. Ein erstes Ergebnis: das "Joint Research Laboratory on Superconductivity and Bioelectronics", das im Oktober 2010 in Shanghai feierlich er�ffnet wurde. Wissen teilen 55 Japan Prof. Sebastian M. Schmidt, Mitglied des Vorstands, leitete im April 2010 eine J�licher Delegation zu japanischen Forschungseinrichtungen auf den Gebieten Supercomputing und Festk�rperforschung. Die Gespr�che ergaben Kooperationsm�glichkeiten beim Bau von Superrechnern mit dem japanischen SupercomputingZentrum RIKEN sowie in der Neutronenforschung mit J-Parc (Japan Proton Accelerator Research Complex). Indes wurde J-Parc w�hrend des schweren Erdbebens im M�rz 2011 stark besch�digt. Das Forschungszentrum J�lich hat den japanischen Kollegen im J-Parc jede denkbare Hilfe und Unterst�tzung zugesagt. Den Betreibern von RIKEN bot Prof. Bachem an, die Infrastruktur der europ�ischen Supercomputer-Organisation PRACE zur Bew�ltigung der Probleme zu nutzen. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Multilaterale Allianzen in Europa EERA - schneller zu neuen Energietechnologien | Im November 2010 gab die European Energy Research Alliance (EERA) den Start eines Programms zur Abtrennung von Kohlendioxid in konventionellen Kraftwerken und zur Speicherung dieses Treibhausgases bekannt. Wissenschaftler des Forschungszentrums J�lich arbeiten an diesem Programm der europ�ischen Allianz f�r Energieforschung ebenso mit wie an EERA-Programmen zur Photovoltaik und im Bereich Bioenergie. EERA entstand 2008 als Zusammenschluss zehn f�hrender Energieforschungsorganisationen in Europa. Ziel sind gemeinsame Forschungsinitiativen, um neue Energietechnologien noch schneller als bisher entwickeln zu k�nnen. www.eera-set.eu EIMRA - Saubere Energie dank europ�ischer Membranforschung | Die Energieeffizienz in der Industrie zu verbessern und gleichzeitig den Kohlendioxid-Aussto� zu verringern ist auch ein Ziel der 2010 gegr�ndeten European Inorganic Membrane Research Alliance (EIMRA). Der Verbund will die Forschung an keramischen Membranen voranbringen und den Transfer in industrielle Anwendungen beschleunigen. Zu diesen geh�rt die Abscheidung von Kohlendioxid in fossilen Kraftwerken oder die Gewinnung von Wasserstoff und fl�ssigem Kraftstoff aus erneuerbaren Energiequellen. Daf�r haben sich in EIMRA f�hrende europ�ische Gruppen im Bereich der Membrantechnologie zusammengeschlossen: das Energy Research Centre of the Netherlands (ECN), das d�nische Ris� National Laboratory for Sustainable Energy (DTU), das Flemish Institute for Technological Research (VITO) in Belgien, das SINTEF in Norwegen und das Forschungszentrum J�lich. EIT - der KIC f�r den Klimaschutz | Das Forschungszentrum J�lich beteiligt sich am neuen Europ�ischen Institut f�r Innovation und Technologie (EIT). Mit der Initiative "Climate-KIC" (KIC = Knowledge and Innovation Community) will die EU ihre Wettbewerbsf�higkeit beim Klimaschutz und bei der Anpassung an Klimaver�nderungen st�rken. Die vier Schwerpunkte sind: Messen und Modellieren von Klimaver�nderungen, Reduktion von Emissionen in den St�dten, Anpassung des Wassermanagements und Entwicklung Kohlendioxid-freier Produktionssysteme. Im Februar 2011 unterzeichneten das EIT, die EU-Kommission und Climate-KIC dazu eine Rahmenvereinbarung. Zugleich wurden 6 Millionen Euro f�r die erste Projektphase bewilligt. Der Klimainitiative geh�ren 16 europ�ische Universit�ten sowie Forschungsinstitute, Unternehmen und Regionen an. J�lich bringt seine Kompetenzen in der Systemforschung und technologischen Entwicklung sowie in der Pflanzenforschung ein. http://eit.europa.eu/kics1/climatekic.html TEC - Zusammenarbeit f�r ITER fortgesetzt | Das Forschungszentrum J�lich und seine Partner im Trilateralen Euregio Cluster (TEC) unterzeichneten im Juli 2010 in J�lich einen Vertrag �ber die verst�rkte gemeinsame Forschung f�r das Fusionsexperiment ITER. Die Wissenschaftler f�hren ihr Know-how zusammen, um Werkstoffe f�r die Wandelemente der Plasmakammer von ITER zu entwickeln. Diese m�ssen der enormen Belastung standhalten, die vom 100 Millionen Grad hei�en Fusionsplasma und von den Neutronen aus dem Fusionsprozess hervorgerufen wird. MAO-ROBOTS - EU-Projekt f�r bessere Kunststoffe | Polyolefine sind die industriell wichtigste Kunststoffklasse, zu der so bekannte Vertreter wie Polyethylen und Polypropylen geh�ren. Sie mit verbesserten Eigenschaften auszustatten und den Weg zu neuen Spezialwerkstoffen zu ebnen - diese Ziele verfolgen J�licher Forscher im Rahmen des EU-Projektes MAO-ROBOTS (Methylaluminoxane (MAO) activators in the molecular polyolefin factory). An dem interdisziplin�ren Projekt sind drei Forschungseinrichtungen und vier f�hrende Industrieunternehmen aus Deutschland, Gro�britannien, Finnland und den Niederlanden beteiligt. Die Europ�ische Union unterst�tzt das auf vier Jahre angelegte Vorhaben mit 3,1 Millionen Euro, davon eine Million Euro f�r die J�licher Forschung.

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Wissen teilen - Daten & Fakten Wer sein Wissen teilt, gewinnt. Auf nationaler wie internationaler Ebene arbeitet das Forschungszentrum J�lich mit zahlreichen Partnern aus Wissenschaft und Industrie zusammen - zum gemeinsamen Nutzen. In vielen Projekten �bernehmen J�licher Wissenschaftler dabei Koordinationsaufgaben. National gef�rderte Projekte mit Forschungszentrum J�lich als Koordinator (Beispiele) Titel HGF-Allianz MEM-Brain (MEMBRANE) HGF-Initiative Systembiologie; Netzwerk FB Gesundheit The human brain model: Connecting neuronal structure and function across temporal and spatial scales DEvice & Clrcuit performance boosted through Sllicon material Fabrication (DECISIF) Neue Absorbermaterialien f�r D�nnschichtsolarzellen mit Nanopar tikeln aus unbegrenzt verf�gbaren Materialien (Innovationsallianz Photovoltaik) (NADNuM) Corynebacterium: Verbesserung von Flexibilt�t und Fitness f�r die industrielle Produktion (FlexFit) Virtual Institute for Portable NMR (VIP-NMR) Virtuelles Institut "Inverse Modelling of Terrestrial Systems, INVEST" Virtuelles Institut f�r Biologische Strukturforschung (VIBS) Systembiologische Charakterisierung des Energiehaushalts von Corynebacterium glutamicum (SysEnCor) Leben mit unerw�nschten Mitbewohnern: Pflanzliche und tierische Antwort auf bakterielle Invasion - Teilprojekt 1 (ERA-NET ERASysBio+) Projektverbund: "Klimaschutz: Glas/Folien-Kombination f�r Gartenbau"; Teilprojekt: "Systemtest, Koordination"; Energieeinsparung von 50 % im Gartenbau unter Glas durch Einsatz von neuartigen Glas-Folien-Kombinationen als Eindeckung Biodosimetrie: Ein systembiologischer Ansatz f�r die Strahlenbiodosimetrie und die Analyse individueller Strahlensensitivit�t; F�rderinitiative Kompetenzverbund Strahlenforschung; Kompetenzerhalt in der Strahlenforschung Development of a high energy electron cooler for hadron physics experiments at COSY and HESR; HRJRG - Helmholtz-Russia Joint Research Group (IVF) Indo-German Partnership: Vermittlung von Trockenstress-Toleranz durch heterologe �bertragung von Schutzmechanismen von Pflanzen aus extremen H�henlagen Netzintegration von elektrifizierten Antriebssystemen in bestehende und zuk�nftige Energieversorgungsstrukturen NET-ELAN F�rderer HGF HGF Vertragsvolumen J�lich 11 085 000 EUR 4 348 800 EUR BMBF BMBF BMBF HGF HGF HGF BMBF BMBF 1 598 921 EUR 1 320 731 EUR 1 257 056 EUR 889 500 EUR 885 000 EUR 720 000 EUR Wissen teilen 545 653 EUR 544 932 EUR BMBF 498 769 EUR BMBF 359 968 EUR HGF BMBF BMWi 359 760 EUR 307 678 EUR 305 804 EUR Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Wichtige nationale Kooperationsprojekte 2010 (Beispiele) Titel Aufbau eines Petaflop-Rechners, Landesf�rderung Aufbau eines Petaflop-Rechners, F�rderung �ber Gauss Centre Transregio-Sonderforschungsbereich 32 Entwicklung und Test von Prototyp-Komponenten f�r ITER im Forschungszentrum J�lich Kompetenzverbund Nord (KVN); Steigerung der Kompetenz in der Elektrochemie f�r die Elektromobilit�t HGF-Allianz MEM-Brain (MEMBRANE) Plattform zur translationalen neurologischen Forschung auf Basis eines kombinierten Ultrahochfeld -Magnetresonanz-Positronenemissionstomographen (Entwicklung eines 9,4-Tesla/PET-Hybridsystems) German Research School for Simulation Science (GRS) Sanierung J�licher Kompetenzzentrum Nuklearforschung F�rderer MWMTV BMBF DFG BMBF BMBF HGF BMBF HGF MWMTV Vertragsvolumen J�lich 44 200 000 EUR 42 423 000 EUR 16 000 000 EUR 11 659 446 EUR 11 331 100 EUR 11 085 000 EUR 9 900 000 EUR 6 200 000 EUR 5 000 000 EUR 4 348 800 EUR HGF-Initiative Systembiologie; Netzwerk FB Gesundheit The human brain model: Connecting neuronal structure and function across tempo- HGF ral and spatial scales Fuel-Processing Technologie mit BTL und Reformer-Brennstoffzellensysteme (ehemals EFFESYS) Helmholtz Alliance for Mental Health in an Aging Society (HelMA) BMWi HGF 4 104 000 EUR 1 233 000 EUR 2010 war das Forschungszentrum J�lich an 222 national gef�rderten Projekten beteiligt, darunter gut 100 Verb�nde mit mehreren Partnern. 15 dieser Verb�nde werden vom Forschungszentrum J�lich koordiniert. Sonderforschungsbereiche mit J�licher Beteiligung 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 11 14 12 14 10 18 15 12

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Internationale Kooperationen EU Vier EU-Projekte wurden 2010 vom Forschungszentrum J�lich koordiniert ("Coordinated collaborative projects") o NASAOTM (Energieforschung) Wissenschaftlicher Leiter Dr. Wilhelm Meulenberg o RECONCILE (Klimaforschung) Wissenschaftlicher Leiter Dr. Marc von Hobe o GARNICS (Pflanzenforschung) Wissenschaftlicher Leiter Dr. Hanno Scharr o HOPSA (Supercomputing) Wissenschaftlicher Leiter Dr. Frank Mohr Dar�ber hinaus koordinieren Wissenschaftler des Forschungszentrums drei EU-Projekte im Infrastrukturbereich o PRACE (Supercomputing) Wissenschaftlicher Leiter Dr. Thomas Eickermann o PRACE1IP (Supercomputing) Wissenschaftlicher Leiter Dr. Thomas Eickermann o ESMI (Weiche Materie) Wissenschaftlicher Leiter Dr. Godehard Sutmann Beteiligung des Forschungszentrums J�lich an EU-Programmen innerhalb des 7. Forschungsrahmenprogramms Zahl der bewilligten Projekte 1 1 EU-F�rdersumme (in Tausend Euro) 120 40 EU-gef�rderte Projekte mit J�licher Beteiligung - F�rdersumme �ber 1 Million Euro (Auswahl) Titel PRACE1IP HPC for Fusion (HPC-FF Systems): A Dedicated European High Performance Computer for Fusion Applications POLPBAR Vertragsvolumen J�lich 3 852 590 EUR 3 600 000 EUR 1 689 900 EUR EU-Programm Health Food, Agriculture and Biotechnology Information and Communication Technologies Nano, Materials and Production Energy Environment Socio-economic Sciences and Humanities Euratom (including Training Fellowships (EIF)) Miscellaneous in FRP7 (Eranet, INTAS, etc.) FRP7 gesamt * davon in 2010: 1 1 1 1 1 1 3 12 220 700 1330 RECONCILE: Reconciliation of essential process parameters for an enhanced predictability of arctic stratospheric ozone loss and its climate interactions CILIA SOFC600 - SOFC for Operation at 600 �C - IP NMI3 neu 1 635 728 EUR 1 633 310 EUR 1 086 313 EUR 1 078 820 EUR 1 045 000 EUR 1 022 599 EUR 1 003 757 EUR 125 1415 4710 DEISA2 PATHOGENOMICS ERA-NET Coord. Action CARBOWASTE: Treatment and Disposal of Irradiated Graphite and Other Carbonaceous Waste MAO-ROBOTS: Methylaluminoxane (MAO) activators in the molecular polyolefin factory 1 001 862 EUR Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen teilen

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Industriekooperationen Anzahl Industriekooperationen national 201 190 222 151 international 83 123 103 77 Wichtige Industriekooperationen des Forschungszentrums J�lich 2010 (Beispiele) Projekt gesamt 284 313 325 228 9,4 Tesla/PET Hybridsystem f�r die Hirnforschung ADELHEID, Reformer f�r die Brennstoffzellentechnik, Weiterentwicklung zur industriellen Fertigungstechnik ExaCluster Lab (ECL), J�lich Open Innovation Lab for Cluster Supercomputing Design and Evaluation Exascale Innovation Center (EIC) Fl�ssigkeits-Detektorsystem EMILI Genetische Algorithmen f�r Fl�ssigwaschmittelformulierung GLASSeal, Kosteneinsparung und Optimierung von Glaslotfolien zur Abdichtung in der SOFC-Technik New horizons for Gluconobacter oxydans strain development: fundamental studies on central metabolism, respiration and regulation using DNA microarrays, proteomics and metabolomebased carbon flux analysis Novel phenotypic screens with a focus on novel root screens in rice using soilbased 2D-rhizotrons Wirksamkeitspr�fung eines Tracer zur Diagnose von Alzheimer-Krankheit mittels PET DECISIF, Entwicklung von schnellen und sparsamen Elektronikbauteilen Industriepartner Siemens Airbus Deutschland, Presswerk Struth�tten, GSR Ventiltechnik, Thomas Magnete, FRIGOBLOCK Grosskopf INTEL und PARTEC IBM Emisens Henkel Jahr 2004 2005 2006 2007 2008* 2009 2010 264 260 60 65 324 325 *2008 wegen Wechsel des Erfassungssystems nicht dargestellt Kerafol GmbH DSM Nutritional BASF PlantSci Bayer Schering Pharma AG Globalfoundrier Der 9,4-Tesla-Magnetresonanztomograf ist bis zu sechsmal st�rker als herk�mmliche Ger�te und rund 200 000-mal st�rker als das Magnetfeld der Erde. Damit wollen Hirnforscher zuk�nftig die genauen Mechanismen f�r neurodegenerative Erkrankungen auf molekularer Ebene untersuchen.

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Verschiedenfarbige Leuchtdioden werfen ihr Licht auf die schwarze Fl�che einer Solarzelle. Die Anordnung dient dazu herauszufinden, welche Teile des Sonnenlicht-Spektrums besonders gut genutzt werden. Solarzellen, die sich in Hausfassaden integrieren lassen, entwickelt die Malibu GmbH, ein Joint Venture des Energiekonzerns E.ON und des Fensterherstellers Sch�co. Das Unternehmen setzt dabei auf die D�nnfilmtechnologie made in J�lich. Gemeinsam entwickeln die Forschungspartner Produktionsverfahren f�r die Tandemzelle, die eine amorphe und eine mikrokristalline Siliziumschicht kombiniert, um den Wirkungsgrad zu steigern. Als Industriepartner finanzierte Malibu Personal am Forschungszentrum J�lich; dar�ber hinaus wird die Kooperation im Rahmen eines Projekts des Landes Nordrhein-Westfalen gef�rdert. Wissen teilen

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Getreidepflanze in einer Ph�notypisierungsanlage des Instituts f�r Bio- und Geowissenschaften: Hier werden Struktur und Stofffl�sse sowie weitere Eigenschaften des Wurzelsystems unter realen Bedingungen quantitativ erfasst, um z. B. die Z�chtung neuer Nutzpflanzen zu unterst�tzen. Einzigartig in Europa: Das Bioeconomy Science Center Ausreichend Nahrungsmittel, aber auch biobasierte Materialien, Chemikalien und Kraftstoffe sollen Pflanzen in einer k�nftigen Bio�konomie liefern. Wie dies nachhaltig gelingen kann, erforschen Wissenschaftler des Forschungszentrums J�lich, der Universit�ten Bonn und D�sseldorf sowie der RWTH Aachen im 2010 gegr�ndeten Bioeconomy Science Center (BioSC). 54 Institute mit rund 1 200 Mitarbeitern forschen hier gemeinsam an zentralen Themen einer umweltschonenden �konomie auf der Basis nachwachsender Rohstoffe. Dabei haben sie den Klimaschutz und die Anpassung an den Klimawandel ebenso im Blick wie die wirtschaftlichen, �kologischen und sozialen Dimensionen. So untersuchen sie beispielsweise, inwieweit eine solche Bio�konomie wirtschaftlich umsetzbar ist und gesellschaftlich akzeptiert wird. Mit dem BioSC gibt es in Europa erstmals ein Konsortium, das mit seiner F�chervielfalt und seiner Infrastruktur in der Lage ist, derart komplexe Zusammenh�nge interdisziplin�r zu untersuchen. Prof. Ulrich Schurr vom Forschungszentrum J�lich, einer der Gr�ndungsdirektoren des BioSC, erl�utert dies an einem Beispiel: "Wenn ein Aachener Ingenieur etwa ein neues Verfahren zur Verarbeitung von pflanzlicher Biomasse plant, k�nnen die Bonner Partner diese Biomasse nachhaltig anbauen, D�sseldorf und J�lich die Pflanzeneigenschaften optimieren und �konomen untersuchen, unter welchen Kriterien das Verfahren wirtschaftlich ist und welche gesellschaftlichen Aspekte ber�cksichtigt werden sollten." Die vier Forschungsschwerpunkte des BioSC sind: o Nachhaltige pflanzliche Bioproduktion und Ressourcenschutz o Mikrobielle und molekulare Stoffumwandlung o Verfahrenstechnik nachwachsender Rohstoffe o �konomie und gesellschaftliche Implikationen Gemeinsam nutzen die Partner vorhandene Technologieplattformen - von der genetischen Analyse �ber Feldversuche bis zum Supercomputing. Als Beitrag zur interdisziplin�ren Ausbildung von Fachkr�ften bauen die BioSC-Partner eine integrative Graduiertenausbildung f�r die Bio�konomie auf. Damit die Forschungsergebnisse rasch in die Praxis umgesetzt werden k�nnen, strebt das Bio�konomie-Zentrum eine enge Zusammenarbeit mit mittelst�ndischen und global agierenden Unternehmen in Industrie- und Schwellenl�ndern an. "Die Versorgung einer wachsenden Weltbev�lkerung mit Nahrungsmitteln, Arzneimitteln, erneuerbaren Rohstoffen und Energietr�gern unter gleichzeitiger Sicherung eines wirksamen Klimaschutzes ist die zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts." Aus der Hightech-Strategie der Bundesregierung Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Exascale - tausendmal schneller rechnen Eine Trillion ist eine Eins mit 18 Nullen. So viele Rechenoperationen sollen k�nftige Supercomputer pro Sekunde durchf�hren. In J�lich werden - gemeinsam mit Partnern aus der Industrie - die Voraussetzungen daf�r geschaffen, dass noch in diesem Jahrzehnt solche Rechner der Exascale-Klasse entstehen, die tausendmal schneller sein werden als die schnellsten Supercomputer heute. Doch blo�e Rekordsucht ist es nicht, die die Wissenschaftler antreibt. Die Exascale-Rechner werden dringend gebraucht, um beispielsweise zu simulieren, wie sich das Klima wandelt, wie neue Elektronik-Bausteine funktionieren oder wie Brennstoffzellen zu verbessern sind. "Exascale ist die Herausforderung schlechthin f�r das weltweite Supercomputing. Dieses Projekt ist entscheidend daf�r, welche Optionen Deutschland und Europa der Wissenschaft und der Wirtschaft in Zukunft auf diesem Feld anbieten k�nnen", hob Prof. Sebastian M. Schmidt, Mitglied des Vorstands, hervor, als er im M�rz 2010 einen Vertrag mit dem Unternehmen IBM unterzeichnete. Aufbauend auf einer �ber viele Jahre gewachsenen Technologiepartnerschaft, vereinbarten IBM und das J�lich Supercomputing Center (JSC), ein gemeinsames Exascale Innovation Center mit "Modellsimulationen und Szenarien liefern zentrale Wissens- und Entscheidungsgrundlagen f�r Klimaschutz, Anpassung und Energieversorgung." Aus der Hightech-Strategie der Bundesregierung Unterzeichnung des Vertrags f�r ein gemeinsames "Exascale Innovation Center" des Forschungszentrums J�lich und IBM (v. l. n. r.: David Jursik, Vice President worldwide Deep Computing Sales, IBM Systems & Technology Group, Dirk Wittkopp, Vice President und Direktor IBM Labor B�blingen, Prof. Thomas Lippert, Direktor des J�lich Supercomputing Centre, Prof. Sebastian M. Schmidt, Mitglied des Vorstands, Forschungszentrum J�lich) Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen teilen den Standorten J�lich und B�blingen zu errichten. Bis Ende des Jahrzehnts werden darin Hard- und Software f�r einen Exascale-H�chstleistungsrechner entwickelt; 2015 soll bereits ein Prototyp stehen. "Die Energieeffizienz wird das vordringlichste Problem sein, das wir auf dem Weg zum Exaflop-Supercomputer l�sen m�ssen", erl�utert Prof. Thomas Lippert, Direktor des JSC. Doch J�lich hat seine Expertise f�r schnellste Rechner mit minimalem Energieverbrauch bereits bei der Entwicklung von QPACE unter Beweis gestellt, der Ende 2009 als energieeffizientester Supercomputer der Welt ausgezeichnet wurde. Auch die IT-Unternehmen Intel und ParTec bauen auf die J�licher Erfahrung im Supercomputing. Im Mai 2010 schlossen sie mit dem Forschungszentrum einen Vertag �ber ein gemeinsames ExaCluster Laboratory. Es wird Betriebssysteme, Softwarewerkzeuge und Simulationssoftware f�r Cluster-Rechner der Exascale-Klasse entwickeln. Diese werde aus einer gro�en Zahl von g�nstigen standardisierten Hardware-Komponenten modular aufgebaut. "Das Forschungszentrum J�lich hat eine f�hrende Rolle, um die Forschung im Bereich Supercomputing in Europa voranzutreiben", sagte Kirk Skaugen, Vizepr�sident und General Manager der Intel Data Center Group, bei der Vertragsunterzeichnung. "Den Ausschlag f�r die Entscheidung, mit dem Forschungszentrum J�lich zusammenzuarbeiten, gaben die bisherigen Erfolge im Bereich von Forschung und Entwicklung."

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Die J�lich Aachen Research Alliance (JARA) Das Forschungszentrum J�lich und die RWTH Aachen verbindet seit jeher eine enge Partnerschaft. Zur B�ndelung der Kompetenzen in ausgew�hlten Wissenschaftsbereichen wurde im August 2007 die J�lich Aachen Research Alliance (JARA) gegr�ndet, in der aktuell mehr als 4 000 Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen mit einem j�hrlichen Budget von �ber 350 Millionen Euro arbeiten. Die Kernbereiche von JARA sind die vier Sektionen: o JARA-BRAIN: Translational Brain Medicine o JARA-FIT: Fundamentals of Future Information Technology o JARA-HPC: High-Performance Computing o JARA-ENERGY In den JARA-Instituten werden j�hrlich �ber 400 Doktoranden ausgebildet. Hinzu kommt die Etablierung neuer Ausbildungsg�nge wie "Clinical Scientist" und "Master of Simulation Sciences". Ausgew�hlte internationale Kooperationen Bereich JARA-ENERGY Thema Elektronenmikroskopie Ausbau der Kooperation mit ORNL, Workshop mit JSC, GRS, RWTH ist in Vorbereitung Partner AGH University of Science and Technology, Krakau Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des Department of Energy (DoE) JARA-HPC JARA-HPC JSC: Koordination des ers- 18 weitere europ�ische Hochleistungsrechenzenten PRACE-Implementierungsprojektes PRACE-1IP tren Gr�ndung ExaCluster Laboratory (ECL) Gr�ndung Exascale Innovation Center (EIC) Intel, ParTec IBM Polnische Forschungseinrichtungen JARA-HPC JARA-HPC JARA-Gesamt Die Anzahl der gemeinsamen W-Berufungen zwischen RWTH und Forschungszentrum hat sich zwischen 2006 und 2010 von 11 auf 28 erh�ht. Die Zahl der gemeinsam ver�ffentlichten Publikationen der J�lich Aachen Research Alliance hat sich von 150 im Jahr 2009 auf 454 im Jahr 2010 mehr als verdreifacht. JARA-BRAIN JARA-FIT JARA-HPC JARA-ENERGY Davon entfielen auf: 84 285 67 18 Halogenlampenofen im Labor des Instituts f�r Energie- und Klimaforschung. Die Halogenlampen k�nnen einzeln angesteuert werden. Dadurch lassen sich rasche und extreme Temperaturschwankungen nachstellen, die in der Praxis - also im Inneren von Kraftwerksturbinen - bedeutsam sind. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Wirksamkeit von Tumortherapie besser einsch�tzen - dank JARA-BRAIN Relativ selten, aber lebensbedrohlich sind Hirntumore, die aus den St�tzzellen des Gehirns, den Gliazellen, hervorgehen. Ob die Behandlung solcher Gliome mit Chemotherapie und Bestrahlung anschl�gt, k�nnen �rzte voraussichtlich bald schneller erkennen. Das l�sst eine Patientenstudie hoffen, die im Rahmen der Forschungsallianz JARA-BRAIN durchgef�hrt wurde. Getestet wurde das von J�licher Wissenschaftlern entwickelte sogenannte FET-PET-Verfahren. Gemeinsam mit Forschern der RWTH Aachen untersuchten sie in einer klinischen Studie der J�lich Aachen Research Alliance (JARA), ob das Verfahren geeignet ist, den Therapieerfolg m�glichst fr�hzeitig zu beurteilen. Schon sieben bis zehn Tage nach der Behandlung kann die FET-PET zeigen, wie viel aktives Tumorgewebe noch im Gehirn vorhanden ist. Das ergab die im Sommer 2010 abgeschlossene JARAStudie mit 22 Patienten. Damit liefert das neue Verfahren sehr viel schneller Ergebnisse als die Magnetresonanztomografie (MRT), die bisher zur Therapiekontrolle eingesetzt wird (Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys, doi: 10.1016/ j.ijrobp.2010.01.055). Das Team um Prof. Karl-Josef Langen vom Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin des Forschungszentrums J�lich und Priv.-Doz. Dr. Marc Piroth vom Universit�tsklinikum Aachen weist Tumorzellen mit Hilfe einer radioaktiv markierten Aminos�ure - O-(2-[18F] Fluorethyl)-L-tyrosin, kurz FET genannt - nach. FET wird den Patienten vor und nach der Krebstherapie injiziert und bevorzugt von Tumorzellen aufgenommen. Mittels Positronenemissionstomografie (PET) lassen sich die radioaktiven Molek�le genau orten und somit auch die verbliebenen Krebszellen. Auf diese Weise k�nnen die �rzte erkennen, ob die Tumoraktivit�t nach der Behandlung zur�ckgeht. Nehmen die Tumorzellen immer weniger von der radioaktiven Aminos�ure auf, hat die Therapie angeschlagen. Der Vorteil: Mit der FET-PET l�sst sich direkt die biologische Aktivit�t der Krebszellen beobachten. Dagegen ist bisher mit der MRT ein Kontrollverfahren �blich, das allein die strukturellen Ver�nderungen im Gehirn sichtbar macht. Doch diese k�nnen t�uschen. So wird durch die Krebstherapie die Blut-Hirnschranke vor�bergehend durchl�ssiger. Das kann dazu f�hren, dass es auf MRT-Aufnahmen so aussieht, als wachse der Tumor wieder. Dies kann zu einer �bertherapie f�hren und damit zu einer unn�tigen Belastung des Patienten, erkl�ren die JARA-Forscher. Sie pl�dieren daher nach den bisherigen Ergebnissen daf�r, FET-PET zus�tzlich zur Therapiekontrolle einzusetzen. Allerdings m�ssten weitere, gr��ere Studien folgen. Im Verbund JARA-BRAIN, dem einzigen Hirnforschungsverbund zwischen einer Universit�t und einer Gro�forschungseinrichtung in Deutschland, haben diese Untersuchungen bereits begonnen. Das Max-Planck-Institut f�r Plasmaphysik errichtet zurzeit in Greifswald das Kernfusionsexperiment Wendelstein 7-X. Damit wollen Wissenschaftler die Frage beantworten, ob f�r ein zuk�nftiges Fusionskraftwerk das gew�hlte Prinzip eines Stellarators eine brauchbare Alternative ist zum Tokamak-Konzept, das bis heute gro�e Erfolge f�r sich verbuchen kann. Das hei�e Plasma, das eines Tages Energie durch Kernfusion liefern soll, wird durch ein von supraleitenden Spulen erzeugtes Magnetfeld eingeschlossen. Ein wichtiges Bauelement im Greifswalder Stellarator sind die ebenfalls supraleitenden elektrischen Verbindungen zwischen diesen Spulen. Daf�r entwickelten J�licher Wissenschaftler ein System von komplex geformten Versorgungsleitungen, ein sogenanntes Busleitersystem - mit den Erfahrungen aus dem eigenen Fusionsexperiment TEXTOR und einem Budget von 30 Millionen Euro, das zu gro�en Teilen aus EU-Mitteln stammt. Anhand eines 1:1-Modells testeten sie die Verbindungselemente in J�lich unter denselben Bedingungen, wie sie sp�ter im Greifswalder Fusionsexperiment zu erwarten sind. Mit Erfolg: Bei einer Temperatur von -269 �C leiten sie widerstandslos Strom und halten Hochspannung von bis zu 13 000 Volt sowie extrem starke mechanische Kr�fte aus. Wendelstein 7-X Modul 5 w�hrend der Montage des Busleiter-Systems Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen teilen J�licher Projekt f�r das Fusionsexperiment "Wendelstein 7-X" erfolgreich abgeschlossen

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Wirtschaft und Gesellschaft verwerten J�licher Know-how J�licher Forschung beantwortet grundlegende Fragen. Au�erdem bringt sie Innovationen hervor, die bares Geld wert sind und von denen Wirtschaft und Gesellschaft profitieren. Ein steter Strom neuer Patentanmeldungen und zahlreiche Lizenzvertr�ge belegen das. Lizenzen Anzahl Lizenzen 2010 Gesamtbestand Neuabschl�sse Auslaufend Anteil Ausland gesamt Anteil USA (wichtigstes Partnerland) Anteil KMU Patente 36 13 100 138 12 43 (= 26,1 %) (= 9,4 %) (= 72,5 %) Gesamtbestand an Schutzrechten 2010 (Patente, Patentanmeldungen und Gebrauchsmuster im In- und Ausland) 2000 2001 2002 2003 2004 2005 5 054 7 310 7 413 8 705 13 301 17 054 17 710 15 625 16 276 15 377 14 793 Lizenzeinnahmen 2010 2006 1,4 Millionen Euro 2007 2008 2009 2010 Patente 2010 Patentanmeldungen Inland Patentanmeldungen Ausland Patenterteilungen Inland Patenterteilungen Ausland 43 33 10 61

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Forschung f�r die Praxis Mehr Effizienz bei einer Energietechnik, mehr Schnelligkeit bei der Analyse von Gasen, ein neues Werkzeug f�r Nanotechnologen - drei aktuelle Beispiele zeigen, wie Industrie und Gesellschaft vom Know-how des Forschungszentrums J�lich profitieren. Reformer marktreif machen Brennstoffzellen k�nnen effizient, emissionsarm und zuverl�ssig Strom f�r Flugzeuge, Lkw und Schiffe erzeugen und sind somit eine vorteilhafte Alternative zu bisherigen Generatoren und Lichtmaschinen. Setzt man sie in Flugzeugen ein, kommen noch spezielle Pluspunkte hinzu: Das Wasser, das als Nebenprodukt entsteht, lie�e sich als Brauchwasser nutzen, und die Abgase der Brennstoffzelle k�nnten der notwendigen Senkung des Sauerstoffgehaltes in den Kerosintanks dienen. Dadurch k�nnen Wassertanks und das sogenannte Fuel Tank Inerting System wegfallen, was das Startgewicht und damit den Kraftstoffverbrauch des Flugzeugs verringert. Brennstoffzellen beziehen die Energie aus einem wasserstoffhaltigen Gas, das mittels Reformern aus Kerosin oder Diesel gewonnen werden kann. Wissenschaftler des Forschungszentrums J�lich verbessern neben den eigentlichen Brennstoffzellen auch solche Reformer. So ist es ihnen in den letzten Jahren gelungen, die Reformer deutlich langlebiger zu machen: Die Apparate k�nnen nun mehr als 2 000 Betriebsstunden lang h�chst effizient Brenngas erzeugen - dank eines inzwischen patentierten Designs, das mit Hilfe von Simulationen auf den J�licher Supercomputern gerechnet wurde. "Nun entwickeln wir zusammen mit Industriepartnern Produktionstechniken f�r den Reformer, die auch unter �konomischen Gesichtspunkten das Potenzial zur Serienreife haben", sagt Prof. Simulationen an Supercomputern haben den J�licher Wissenschaftlern geholfen, Reformer so zu konstruieren, dass Diesel, Luft und Wasserdampf optimal durchmischt werden. Gezeigt sind hier in unterschiedlichen Farben die Geschwindigkeiten zugef�hrter Luftstr�me entlang der Mischkammer - von langsam (blau) �ber moderat (gr�n) bis schnell (gelb und rot). Ralf Peters. Der J�licher Energieforscher ist Leiter des Projekts ADELHEID - eine Abk�rzung, die f�r "Aus dem Labor heraus in die L�fte" steht. Partner sind die Firmen Presswerk Struth�tten, GSR Ventiltechnik, Thomas Magnete und FRIGOBLOCK Grosskopf. Peters ist �berzeugt: "Das Projekt ist ein gutes Beispiel f�r eine Win-win-Situation: Wir als �ffentliche Forschungseinrichtung bringen einen vielversprechenden Prototyp - einen Reformer der achten Generation - ein, das Presswerk Struth�tten ein innovatives Schwei�verfahren f�r Bleche, das nicht nur die M�glichkeit zur Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen anwenden kosteng�nstigen Serienproduktion, sondern auch zum Leichtbau er�ffnet. Der Leichtbau wiederum hilft, im Betrieb die Anfahrdauer des Reformers deutlich zu verringern." Die anderen Industriepartner steuern ihre Expertise als Automobilzulieferer und Apparatebauer auf den Gebieten Ventile, Druckbeh�lter und Pumpen bei. "Mit unserer Forschung schaffen wir nicht nur Grundlagen. Wir gehen auch die n�tigen Schritte hin zur Anwendung", res�miert Prof. Detlef Stolten, Direktor am J�licher Institut f�r Energie- und Klimaforschung.

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Schnellere Analysen durch Nanopartikel Ein empfindliches Analyseverfahren - die Gaschromatografie - hilft, Abgase aus Industrieanlagen zu untersuchen, die Produktion in Raffinerien und in der pharmazeutischen Industrie zu �berwachen oder klimabeeinflussende Kohlenwasserstoffe in der Atmosph�re zu identifizieren. Das Forschungszentrum J�lich arbeitet zusammen mit dem mittelst�ndischen Unternehmen CS - Chromatographie Service (CS) und der Firma Chemical Consulting Dornseiffer (CCD) daran, die Gaschromatografie schneller und genauer zu machen. Gef�rdert seit Mitte 2010 mit 200 000 Euro aus dem Programm KMU-innovativ Nanotechnologie (NanoChance) des Bundesministeriums f�r Bildung und Forschung, haben die Partner bereits erste Erfolge vorzuweisen. Bei einer gaschromatografischen Analyse str�mt die gasf�rmige Probe durch feine R�hrchen, deren Oberfl�che mit speziellen Substanzen - etwa Wachsen oder por�- "Deutschland braucht eine Steigerung der kontinuierlichen Beteiligung von KMU am FuE-Geschehen." Aus der Hightech-Strategie der Bundesregierung sen Feststoffen - beschichtet ist. Dabei h�lt die beschichtete Oberfl�che unterschiedliche Molek�le der Probe verschieden stark zur�ck. Das Resultat: Die Probe trennt sich in ihre Komponenten auf, die sich dann anschlie�end identifizieren lassen. Solche Analysen dauern �blicherweise einige Minuten, in manchen F�llen aber auch bis zu einer Stunde. Die Wissenschaftler aus Industrie und Forschungszentrum erforschen Oberfl�chenbeschichtungen, die aus winzigen, nur nanometergro�en oxidkeramischen Partikeln entstehen. Tats�chlich ist es ihnen innerhalb weniger Monate gelungen, aus solchen Nano partikeln Beschichtungen zu entwickeln, deren Trennleistung mit den bisher �blichen Beschichtungen mithalten kann. Doch die Wissenschaftler sind �berzeugt, dass damit das Potenzial der Beschichtungen nicht ausgereizt ist und k�nftig chromatografische Ana- lysen innerhalb von Sekunden m�glich werden. Auch hinsichtlich der Genauigkeit erhofft sich Projektleiter Dr. Volker Lorbach Fortschritte: "Durch den Einsatz der Nanotechnologie im Bereich der Chromatografie werden wir wahrscheinlich in einigen F�llen Substanzen erkennen, die wir mit unseren bisherigen Methoden �bersehen haben", so der Experte von CS. Prof. Andreas Wahner, Direktor am J�licher Institut f�r Energie- und Klimaforschung, verspricht sich von den Ergebnissen des Forschungsprojekts unter anderem, dass sich bei Messfl�gen die Zusammensetzung der Erdatmosph�re k�nftig in k�rzeren Zeitabst�nden ermitteln l�sst. Die J�licher Atmosph�renforscher arbeiten seit langem mit Nanopartikeln und verf�gen �ber M�glichkeiten, diese genau zu charakterisieren. Die Firma CCD stellt seit circa zehn Jahren ma�geschneiderte Nanopartikel f�r die Forschung, insbesondere in den Bereichen Elektrokeramik und Katalyse, her. Die Firma CS entwickelt und produziert seit 25 Jahren Trenns�ulen f�r die Chromatografie. Daher nimmt Helmut R�mer, Gesch�ftsf�hrer der CS, den Namen der BMBF-F�rderma�nahme "NanoChance" auch w�rtlich. "In diesem Verbundprojekt steckt ein Potenzial an Know-how, das sonst kaum anzutreffen ist und uns als mittelst�ndisches Unternehmen in die Lage versetzt, Innovationen zu entwickeln, die sonst nur aus der Gro�industrie kommen k�nnen." Bei Messfl�gen soll sich dank eines Forschungsprojekts, bei dem J�licher Wissenschaftler mit der Industrie kooperieren, k�nftig die Zusammensetzung der Atmosph�re genauer und in k�rzeren Zeitabst�nden ermitteln lassen. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Vier-Spitzen-Rastertunnelmikroskop: so kompakt wie sonst ein Rastertunnelmikroskop mit einer Spitze. Antrieb f�r Untersuchungen in der Nanowelt Nanotechnologisch optimiert sind heute laut Herstellerangaben bereits mehr als 1 000 Konsumprodukte. Und die "Mikroelektronik" ist mittlerweile zur "Nanoelektronik" geworden: Viele elektronische Bauteile in der Informationstechnologie sind nicht mehr Mikrometer gro�, sondern sind auf Nanometerdimensionen geschrumpft. Der Aufstieg der Nanotechnologie ist eng verkn�pft mit der Erfindung der Rastersondenmikroskopie, mit der ab den 1980er Jahren erstmals die Vision in greifbare N�he r�ckte, Objekte im Nanometerma�stab tats�chlich gezielt anordnen und nutzen zu k�nnen. Auch J�licher Wissenschaftler der verschiedensten Disziplinen setzen bei ihrer Forschung Rastertunnel- und Rasterkraftmikroskopie intensiv ein, bei der eine Spitze die Oberfl�che von Materialien gleichsam abtastet und so winzige Strukturen darauf sichtbar macht. Prof. Bert Voigtl�nder und sein Team vom J�licher Peter Gr�nberg Institut verfolgen seit einigen Jahren die Idee, die M�glichkeiten der Rastertunnelmikroskopie zu erweitern und mit ihr die elektrischen Eigenschaften von Nanodr�hten oder anderen Nanostrukturen zu vermessen. "Um Strom- und Spannungsmessungen an Nanostrukturen durchzuf�hren und beispielsweise feststellen zu k�nnen, wie der Stromfluss durch Defekte auf atomarer Ebene ver�ndert wird, ben�tigt man statt einer Spitze vier", erl�utert Voigtl�nder. Der Physiker weiter: "Doch als wir versuchten, ein Rastertunnelmikroskop mit vier Spitzen auszur�sten, trafen wir auf verschiedene Schwierigkeiten." Hauptproblem war, dass der Antrieb f�r die Ann�herung der Spitzen an die Probe jeweils vergleichsweise viel Platz ben�tigte, so dass die vier Spitzen nicht so dicht nebeneinander positioniert werden konnten wie f�r viele Untersuchungen erforderlich. Doch den J�licher Wissenschaftlern gelang es, einen v�llig neuen Antrieb zu entwickeln, der mit einem Durchmesser von rund 2,5 Millimetern �u�erst kompakt ist. Mit ihm kann jede Spitze bis auf wenige Mikrometer auf die Probenoberfl�che heruntergefahren werden. Anders als bei der bisherigen Technik erfolgt diese Ann�herung vollkommen r�ttelfrei und gleichm��ig. Der neue Antrieb - von den Wissenschaftlern "Koala drive" getauft - ist auch im Vakuum, bei tiefen Temperaturen oder hohen Magnetfeldern einsetzbar. Er erlaubt es, ein Vier-Spitzen-Instrument zu bauen, das nicht mehr Platz einnimmt als ein herk�mmliches Rastertunnelmikroskop mit einer Spitze. Der Koala drive ist inzwischen zum Patent angemeldet. Die J�licher Wissenschaftler stellten ihre Entwicklungen 2010 unter anderem auf der Hannover Messe und im M�rz 2011 auf der Jahrestagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft vor. Sie stie�en dabei auf gro�es Interesse von Industrieunternehmen, diese J�licher Technologie kommerziell zu nutzen. Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich Wissen anwenden

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Anhang 72 Finanzen 75 Gremien 78 Organigramm 80 Kontakt 80 So finden Sie uns

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Finanzen Investitionen in Wissenschaft und Forschung sichern unsere Zukunft. Die Finanzierung aus �ffentlichen Mitteln erm�glicht eine unabh�ngige Vorlaufforschung, um die Herausforderungen einer nachhaltigen Entwicklung zu bew�ltigen. Dar�ber hinaus erzielt das Forschungszentrum J�lich Lizenzeinnahmen aus der industrienahen Forschung. Bilanz Den weit �berwiegenden Teil der Einnahmen des Forschungszentrums J�lich machen die Zusch�sse von Bund und Land aus. Hinzu kommen Drittmittel aus der Industrie, aus der Projekt- f�rderung von Bund und Land und Forschungsmittel der Europ�ischen Union. Bilanz 2010 (in Mio. Euro) Aktiva A. Anlageverm�gen I. Immaterielle Verm�gensgegenst�nde II. Sachanlagen III. Finanzanlagen B. Umlaufverm�gen I. Vorr�te II. Forderungen und sonstige Verm�gensgegenst�nde III. Ausgleichsanspr�che an die �ffentliche Hand IV. Kassenbestand, Bundesbankguthaben, Guthaben bei Kreditinstituten, Schecks C. Rechnungsabgrenzungsposten Summe der Aktiva Passiva A. Eigenkapital B. Sonderposten f�r Zusch�sse I. zum Anlageverm�gen II. zum Umlaufverm�gen C. R�ckstellungen I. Stilllegung und Beseitigung kerntechnischer Anlagen II. Pensionen und Sonstiges D. Verbindlichkeiten E. Rechnungsabgrenzungsposten Summe der Passiva 2010 439,6 2,8 436,6 0,2 629,4 17,5 19,4 563,9 28,6 65,4 1 134,4 2010 0,5 534,5 439,1 95,4 554,3 495,7 58,6 44,6 0,5 1 134,4 2009 422,0 2,1 419,7 0,2 624,2 17,8 31,5 570,6 4,2 75,7 1 121,8 2009 0,5 532,0 421,5 110,5 554,2 504,3 49,9 34,4 0,7 1 121,8 Gewinn- und Verlustrechnung In der Gewinn- und Verlustrechnung sind die Aufwendungen und Ertr�ge des Forschungszentrums gegen�bergestellt. Die Differenz entspricht �blicherweise dem Unternehmensgewinn oder -verlust. Beim Forschungszentrum J�lich besteht stattdessen ein entsprechender Ausgleichsanspruch gegen�ber den Gesellschaftern. Er ist ebenso wie die institutionelle F�rderung Bestandteil der sonstigen Zusch�sse. Die Gewinn- und Verlust- rechnung schlie�t daher stets ausgeglichen ab. Wesentliche Einnahmen erzielt das Forschungszentrum durch die Projekttr�gerschaften, eine Vielzahl Forschungs- und Entwicklungsprojekte und die �berlassung von Forschungsanlagen. Die sonstigen betrieblichen Ertr�ge beinhalten im Wesentlichen die Ertr�ge aus dem R�ckstellungsverbrauch der Stilllegung kerntechnischer Anlagen. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Gewinn- und Verlustrechnung 2010 (in Mio. Euro) 2010 Mio. Ertr�ge aus Zusch�ssen Sonstige Zusch�sse davon Bund davon Land Drittmittel Projektf�rderung davon Bund davon Land davon EU und Sonstige Erl�se und andere Ertr�ge Erl�se aus Forschung, Entwicklung und Benutzung von Forschungsanlagen Erl�se aus Lizenz-, Know-how-Vertr�gen Erl�se aus Projekttr�gerschaften Erl�se aus Infrastrukturleistungen und Materialverkauf Erl�se aus dem Abgang von Gegenst�nden des Anlageverm�gens Erh�hung oder Verminderung des Bestandes an unfertigen Erzeugnissen und Leistungen Andere aktivierte Eigenleistungen Sonstige betriebliche Ertr�ge Sonstige Zinsen und �hnliche Ertr�ge Zuweisungen zu den Sonderposten f�r Zusch�sse Weitergegebene Zusch�sse Zur Aufwandsdeckung zur Verf�gung stehende Zuschussertr�ge, Erl�se und andere Ertr�ge Personalaufwand Sachaufwand Materialaufwand Aufwendungen f�r Energie-, Wasserbezug Aufwendungen f�r fremde Forschung und Entwicklung Sonstige betriebliche Aufwendungen Altlasten- und Umweltaufwendungen Andere Aufwendungen i. R. d. Bewirtschaftung und Unterhaltung Betriebs- und Verwaltungsaufwendungen Aufwendungen i. R. d. Forschungsaktivit�ten Sonstige Zinsen und �hnliche Aufwendungen Au�erordentliche Aufwendungen Abschreibungen auf Anlageverm�gen Abschreibungen auf Anlageverm�gen Ertr�ge aus der Aufl�sung des Sonderpostens f�r Zusch�sse Gesamtaufwand Ergebnis der gew�hnlichen Gesch�ftst�tigkeit/Jahresergebnis 47,5 6,7 19,4 81,4 11,2 1,6 42,2 13,3 0,4 0,3 1,0 11,3 0,1 -53,7 -42,8 369,6 237,8 43,4 21,7 17,3 4,4 88,4 7,3 42,8 18,4 12,4 1,9 5,6 0,0 49,7 -49,7 369,6 0,0 273,2 37,8 73,6 38,8 37,2 58,5 138,8 12,9 2,2 39,2 12,4 0,6 -0,4 0,8 71,0 0,1 -116,8 -32,8 451,4 230,0 39,3 20,3 15,1 3,9 182,1 110,9 41,4 17,0 12,7 0,1 0,0 0,0 46,0 -46,0 451,4 -0,0 384,7 311,1 286,0 41,7 134,5 2009 Mio. 462,2 327,7 Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Budget 2010 Drittmittel 145 173 Tausend Euro | 32 % 68 % | 311 165 Tausend Euro Institutionelle F�rderung Budget In 2010 erwirtschaftete das Forschungszentrum J�lich 145,2 Millionen Euro Drittmittel, eine Verringerung gegen�ber dem Jahr 2009 (204,3 Mio. Euro) in H�he von 59,1 Millionen Euro. Die Drittmittel reduzierten sich somit wieder auf das durchschnittliche Niveau der Vorjahre. Der �berwiegende Anteil der Drittmittel resultiert aus Forschungs- und Entwicklungst�tigkeiten f�r die Industrie, der Einwerbung von F�rdermitteln aus dem In- und Ausland sowie aus Projekttr�gerschaften im Auf- trag der Bundesrepublik Deutschland und des Landes Nordrhein-Westfalen. Dar�ber hinaus werden durch Infrastrukturleistungen ebenfalls erhebliche Drittmittelertr�ge erzielt. In den Drittmitteln enthalten sind ferner Zusch�sse von 19,6 Millionen Euro, die als Betriebskostenerstattung an das Institut Laue-Langevin weitergeleitet wurden. Die institutionelle F�rderung betrug im Jahr 2010 311,2 Millionen Euro. Budget 2010 (in Tausend Euro) Forschungsbereich Internationale F�rderung Nationale Projektf�rderung DFG-F�rderung Auftr�ge Ausland Auftr�ge Inland Weitergegebene Zusch�sse Projekttr�gerschaften Zwischensumme Institutionelle F�rderung R�ckbauprojekte Summe Budget 2 280 8 739 2 291 35 119 13 869 2 323 Struktur der Materie 809 601 220 84 491 75 Erde und Umwelt 1 586 4 625 995 549 587 397 Gesundheit 293 1 145 138 2 617 96 Energie 4 008 15 109 689 1 028 8 198 6 087 Schl�sseltechnoBio-Tech logie 343 8 253 1 596 341 2 057 1 279 165 1 439 62 42 615 Infrastruktur 728 4 530 466 1 125 11 887 19 612 42 204 80 552 Summe 7 932 35 702 4 166 3 171 24 452 27 546 42 204 145 173 279 521 31 644 456 338 Hinweis: Nicht enthalten sind DFG-Einnahmen in H�he von 95 Tausend Euro, bei denen es sich aufgrund von Privatdienstvertr�gen nicht um betriebliche Ertr�ge des Forschungszentrums J�lich handelt. Nach dem deutlichen Anstieg der nationalen Projektf�rderung im Vorjahr, bedingt durch die Installation eines Petaflop-Rechners, ist die nationale Projektf�rderung im Jahr 2010 wieder auf dem �blichen Niveau. Aufgrund der programmatischen Neuausrichtung beim �bergang von der 1. Runde der programmorientierten F�rderungen PoF I in die PoF II sind strukturelle Verschiebungen zwischen den Forschungsbereichen entstanden. Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Gremien Das Forschungszentrum J�lich wurde am 11. Dezember 1956 vom Land Nordrhein-Westfalen als eingetragener Verein gegr�ndet. Am 5. Dezember 1967 erfolgte die Umwandlung in eine GmbH mit den Gesellschaftern Bundesrepublik Deutschland und Land Nordrhein-Westfalen. Den Vorsitz in der Gesellschafterversammlung f�hrt der Vorsitzende des Aufsichtsrates. Der wissenschaftlich-technische Ausschuss des Aufsichtsrats bereitet dessen Beschl�sse in wissenschaftlichen und technischen Angelegenheiten vor. Der Wissenschaftlich-Technische Rat ist ein Organ der Gesellschaft und ber�t die Gesellschafterversammlung, den Aufsichtsrat und den Vorstand des Forschungszentrums in allen wissenschaftlichen und wichtigen technischen Fragen. Er ber�t und beschlie�t wissenschaftliche und technische Angelegenheiten von grunds�tzlicher Bedeutung und f�hrt hier�ber Einvernehmen mit dem Vorstand herbei. Aufsichtsrat Ministerialdirigent Dr. Karl Eugen Huthmacher (Vorsitz) Bundesministerium f�r Bildung und Forschung Staatssekret�r Helmut Dockter (Stv. Vorsitz) Ministerium f�r Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes NRW RBr Ernst-Christoph Stolper Ministerium f�r Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes NRW Dr. Arnd J�rgen Kuhn Forschungszentrum J�lich, Institut f�r Bio- und Geowissenschaften MinR Dr. Knut K�bler Bundesministerium f�r Wirtschaft und Technologie Prof. Dr. Alfons Labisch Heinrich-Heine-Universit�t D�sseldorf Prof. Dr. Angelika Merschenz-Quack Fachhochschule Aachen Dr. Johannes Mertens Forschungszentrum J�lich, Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Ministerialdirigentin Dr. Gisela Otto Bundesministerium der Finanzen Dr.-Ing. Hermann Stelzer Forschungszentrum J�lich, Zentralabteilung Technologie Dr. Beatrix Vierkorn-Rudolph Bundesministerium f�r Bildung und Forschung WissenschaftlichTechnischer Ausschuss Dr. Beatrix Vierkorn-Rudolph (Vorsitz) Bundesministerium f�r Bildung und Forschung Prof. Dr. Urs Baltensperger Paul Scherrer Institut Prof. Dr. med. Ulf Eysel Ruhr-Universit�t Bochum Prof. Dr. Wolfhard Janke Universit�t Leipzig Prof. Dr. Thomas Krieg Universit�t zu K�ln Dr. Arndt J�rgen Kuhn Forschungszentrum J�lich, Institut Biound Geowissenschaften Prof. Dr. Angelika Merschenz-Quack Fachhochschule Aachen Prof. Dr. Stephan Paul Technische Universit�t M�nchen MinR Klaus Sachs Ministerium f�r Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen (MIWF) Prof. Dr.-Ing. Ernst M. Schmachtenberg Rheinisch-Westf�lische Technische Hochschule Aachen MinR Dr. Knut K�bler Bundesministerium f�r Wirtschaft und Technologie WissenschaftlichTechnischer Rat WTR-Vorsitzender Prof. Dr. U. Samm Institut f�r Energie- und Klimaforschung Stellvertretende Vorsitzende Dr. M. Schiek Zentralinstitut f�r Elektronik Prof. Dr. A. Wahner Institut f�r Energie- und Klimaforschung Weitere Mitglieder der Hauptkommission Prof. Dr. Th. Br�ckel J�lich Centre for Neutron Science/Peter Gr�nberg Institut Prof. Dr. R. Freudl Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Dr. G. G�nther Institut f�r Energie- und Klimaforschung Dr. C. Hanhart Institut f�r Kernphysik Prof. P. Jansen J�lich Supercomputing Centre Dr. B. K�nig Institute of Complex Systems Prof. Dr. Dr. Th. Lippert Institute for Advanced Simulation/J�lich Supercomputing Centre Prof. Dr. R. Maier Institut f�r Kernphysik Prof. Dr. R. Merkel Institute of Complex Systems Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Gremien Dr. J. Moers Peter Gr�nberg Institut Dr. G. Natour Zentralabteilung Technologie Prof. Dr. U. Pietrzyk Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. N. J. Shah Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Dr. J. Stellbrink J�lich Centre for Neutron Science Prof. Dr. St. Tautz Peter Gr�nberg Institut Prof. Dr. H. Vereecken Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Prof. Dr. A. Wahner Institut f�r Energie- und Klimaforschung Weitere Mitglieder des Plenums Frau I. Adamchic Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. H.-J. Allelein Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. W. Amelung Universit�t Bonn Prof. Dr. K. Amunts Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. A. Baumann Institute of Complex Systems Prof. Dr. T. Beck Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. S. Bl�gel Peter Gr�nberg Institut/Institute for Advanced Simulation Prof. Dr. D. Bosbach Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. M. Bott Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Prof. Dr. Th. Br�ckel J�lich Centre for Neutron Science/Peter Gr�nberg Institut Prof. Dr. G. B�ldt Institute of Complex Systems Dr. M. B�scher Institut f�r Kernphysik Dr. S. Caspers Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. H. H. Coenen Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. M. Diesmann Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. D. DiVicenzo Peter Gr�nberg Institut/Institute for Advanced Simulation Prof. Dr. J. K. Dhont Institute of Complex Systems Dipl.-Ing. H. Feilbach J�lich Centre for Neutron Science Dr. O. Felden Institut f�r Kernphysik Prof. Dr. G. Fink Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Dr. J. Fitter Institute of Complex Systems Dr. H. Fuchs Institut f�r Energie- und Klimaforschung Dr. F. Gilmer Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Dr. H. Gl�ckler Zentralabteilung Technologie Dr. F. Goldenbaum Institut f�r Kernphysik Prof. Dr. G. Gompper Institute of Complex Systems/Institute for Advanced Simulation Prof. Dr. D. A. Gr�tzmacher Peter Gr�nberg Institut Dipl.-Ing. E. Harren Institut f�r Energie- und Klimaforschung J. Heinen J�lich Centre for Neutron Science Dr. O. Holderer J�lich Centre for Neutron Science Dr. B. Holl�nder Peter Gr�nberg Institut Frau Dipl.-Ing. C. Jebsen Betriebsrat Prof. Dr. R. Koppmann Bergische Universit�t Wuppertal Dr. A. Kr�mer-Flecken Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. J. Krug Universit�t zu K�ln Dr. St. K�ppers Zentralabteilung f�r Chemische Analysen Frau Dipl.-Ing. H. Lippert Zentralabteilung f�r Chemische Analysen Dr. D.E. Mack Institut f�r Energie- und Klimaforschung Dr. P. Markewitz Institut f�r Energie- und Klimaforschung Dr. D. Mayer Peter Gr�nberg Institut Prof. Dr. J. Mayer Peter Gr�nberg Institut D. Meertens Peter Gr�nberg Institut Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Prof. Dr. U.-G. Mei�ner Institut f�r Kernphysik/Institute for Advanced Simulation Dr. P. Meuffels Peter Gr�nberg Institut Prof. Dr. M. Morgenstern RWTH Aachen Prof. Dr. F. M�ller Institute of Complex Systems Dr. D. Nicolai Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. A. Offenh�usser Peter Gr�nberg Institut/Institute of Complex Systems Prof. Dr. H. P. Peters Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Dr. G. Pirug Peter Gr�nberg Institut Dr. S. Pust Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. U. Rau Institut f�r Energie- und Klimaforschung Dr. U. Reimer Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. D. Reiter Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. D. Richter J�lich Centre for Neutron Science/Institute of Complex Systems Prof. Dr. M. Riese Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. J. Ritman Institut f�r Kernphysik Prof. Dr. L. Schmitt HHU D�sseldorf Prof. Dr. C.-M. Schneider Peter Gr�nberg Institut Dr. B. Scholten Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. H. Schroeder Peter Gr�nberg Institut Prof. Dr.-Ing. J. Schr�der Universit�t Duisburg-Essen Prof. Dr. U. Schurr Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Dr. W. Schweika J�lich Centre for Neutron Science Prof. Dr. N. J. Shah Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. L. Singheiser Institut f�r Energie- und Klimaforschung Dr. T. St�cker Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. D. St�ver Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. D. Stolten Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. H. Str�her Institut f�r Kernphysik Prof. Dr. D. Sturma Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. Dr. P. Tass Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Dr. B. Tetzlaff Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Prof. Dr. B. Thomauske Institut f�r Energie- und Klimaforschung Dr. H. Tietze-Jaensch Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. H. Vereecken Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Dr. St. van Waasen Zentralinstitut f�r Elektronik Dr. E. von Lieres Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Prof. Dr. A. Wahner Institut f�r Energie- und Klimaforschung Prof. Dr. R. Waser Peter Gr�nberg Institut Prof. Dr. T. Weis Universit�t Dortmund Dr. P. Weiss-Blankenhorn Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. Dr. J. Wessels Universit�t M�nster Prof. Dr. W. Wiechert Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Prof. Dr. D. Willbold Institute of Complex Systems Prof. Dr. J. Winter Ruhr-Universit�t Bochum Dr. D. Wortmann Peter Gr�nberg Institut Prof. Dr. K. Zilles Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Organigramm Gesellschafterversammlung Vorsitzender MinDirig Dr. K. E. Huthmacher Aufsichtsrat Vorsitzender MinDirig Dr. K. E. Huthmacher Vorstand Wissenschaft; Au�enbeziehungen Prof. A. Bachem (Vorstandsvorsitzender) Vorstand Wissenschaftl. Gesch�ftsbereich I Prof. S. M. Schmidt (Mitglied des Vorstands) Fachstrategie Dr. A. Ke�eler Institute of Complex Systems Prof. G. B�ldt, Prof. J. K. G. Dhont, Prof. G. Gompper, Prof. R. Merkel, Prof. F. M�ller (komm.), Prof. A. Offenh�user, Prof. D. Richter, Prof. D. Willbold Informations- und Kommunikationsmanagement A. Bernhardt Institut f�r Kernphysik JARA-Generalsekretariat Dr. N. Drewes Prof. R. Maier, Prof. U.-G. Mei�ner, Prof. J. Ritman, Prof. H. Str�her Unternehmenskommunikation Dr. A. Rother Institute for Advanced Simulation Prof. S. Bl�gel, Prof. D. DiVincenzo, Prof. G. Gompper, Prof. Th. Lippert, Prof. U.-G. Mei�ner Unternehmensstrategie Dr. A. Haas Stabsstellen Vorstandsb�ro Dr. T. Vo� Institut f�r Neurowissenschaften und Medizin Prof. K. Amunts, Prof. H. H. Coenen, Prof. M. Diesmann, Prof. G. R. Fink, Prof. N. J. Shah, Prof. D. Sturma, Prof. P. Tass, Prof. K. Zilles J�lich Centre for Neutron Science Prof. D. Richter, Prof. Th. Br�ckel Peter Gr�nberg Institut Prof. S. Bl�gel, Prof. Th. Br�ckel, Prof. D. DiVincenzo, Prof. R. E. Dunin-Borkowski, Prof. D. A. Gr�tzmacher, Prof. A. Offenh�user, Prof. C. M. Schneider, Prof. S. Tautz, Prof. R. Waser IT-Services F. Bl�sen Stand: 1. Juni 2011 Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Wissenschaftlich-Technischer Rat Vorsitzender Prof. U. Samm Vorstand Wissenschaftl. Gesch�ftsbereich II Prof. Dr.-Ing. H. Bolt (Mitglied des Vorstands) Vorstand Infrastruktur Dr. U. Krafft (Stellvertr. Vorstandsvorsitzender) Institut f�r Bio- und Geowissenschaften Prof. M. Bott, Prof. U. Schurr, Prof. H. Vereecken, Prof. W. Wiechert Personal Dr. M. Ertinger Finanzen und Controlling R. Kellermann Institut f�r Energie-und Klimaforschung Prof. H.-J. Allelein, Prof. D. Bosbach, Prof. J.-Fr. Hake, Prof. U. Rau, Prof. D. Reiter (komm.), Prof. M. Riese, Prof. U. Samm, Prof. L. Singheiser, Prof. D. St�ver, Prof. D. Stolten, Prof. B. Thomauske, Prof. A. Wahner Einkauf- und Materialwirtschaft R.-D. Heitz Recht und Patente Ch. Naumann Institut f�r Molekulare Enzymtechnologie (HHUD) Prof. K.-E. Jaeger Organisation und Planung A. Emondts Institut f�r Bioorganische Chemie (HHUD) Prof. J. Pietruszka Technologie-Transfer Dr. R. Raue Wissenschaftl.-Techn. Gemeinschaftseinrichtungen Zentralabteilung f�r Chemische Analysen Dr. S. K�ppers Zentralbibliothek Dr. B. Mittermaier Zentralabteilung Technologie Dr. G. Natour Technischer Bereich Dr. G. Damm Zentralinstitut f�r Elektronik Dr. S. van Waasen Nuklear-Service Dr. G. Damm/R. Printz Projekttr�gerschaften Projekttr�ger J�lich Dr. U. Schl�ter Sicherheit und Strahlenschutz Dr. R. Lennartz Geb�ude- und Liegenschaftsmanagement M. Franken Projekttr�ger Energie, Technologie, Nachhaltigkeit Dr. B. Steingrobe Planen und Bauen J. Kuchenbecker Stabsstellen Revision A. Kamps Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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Kontakt M�chten Sie mehr wissen? Nehmen Sie mit uns Kontakt auf ... Unternehmenskommunikation Leiterin: Dr. Anne Rother Forschungszentrum J�lich GmbH 52425 J�lich Tel. 02461 61-4661 Fax 02461 61-4666 info@fz-juelich.de www.fz-juelich.de Technologie-Transfer Leiter: Dr. R. Raue ttb@fz-juelich.de ... kommen Sie doch selbst einmal vorbei ... Interessierten Gruppen bieten wir gern eine Besichtigung unter sachkundiger F�hrung an. Bitte wenden Sie sich an unseren Besucherservice. Tel. 02461 61-4662 besucher_uk@fz-juelich.de ... oder fordern Sie unsere kostenlosen Brosch�ren an: Sie k�nnen unsere Publikationen kostenlos bestellen oder im Internet herunterladen unter: www.fz-juelich.de/portal/DE/Presse/Publikationen/_node.html So finden Sie uns M�nchengladbach D�sseldorf Maastricht Aachen Mit dem Pkw Aus Richtung Aachen oder D�sseldorf kommend �ber die Autobahn A 44 bis Abfahrt J�lich-West, am 1. Kreisverkehr links in Richtung J�lich, am 2. Kreisverkehr rechts (Westring) in Richtung D�ren, nach ca. 5 km links in die L 253 einbiegen, Beschilderung "Forschungszentrum" folgen. Aus Richtung K�ln kommend �ber die Autobahn A 4 bis Abfahrt D�ren, dort rechts abbiegen in Richtung J�lich (B 56), nach etwa 10 km rechts ab zum Forschungszentrum. Hinweis f�r Navigationssysteme: Geben Sie bitte als Ziel "Wilhelm-Johnen-Stra�e" ein. Von dort sind es nur wenige 100 Meter zum Haupteingang; bitte beachten Sie die Beschilderung. Das Forschungszentrum selbst ist nicht Bestandteil des �ffentlichen Stra�ennetzes und wird von Navigationssystemen daher nicht erkannt. Mit �ffentlichen Verkehrsmitteln Bundesbahn von Aachen oder K�ln kommend bis Bahnhof D�ren, von dort mit der Ruhrtalbahn bis Station "Forschungszentrum". Von dort sind es etwa 15 Minuten zu Fu� zum Haupteingang. Bonn L�ttich Forschungszentrum J�lich | Jahresbericht 2010

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Seit 1999 tr�gt das Forschungszentrum das Total E-Quality-Logo und beweist damit seine an Chancengleichheit orientierte Personalpolitik. Seit August 2010 ist das Forschungszentrum f�r das "audit berufundfamilie" zertifiziert. J�lich hat sich damit verpflichtet, kontinuierlich Ma�nahmen zur besseren Vereinbarung von Beruf und Familie zu definieren und umzusetzen. Impressum Herausgeber: Forschungszentrum J�lich GmbH | 52425 J�lich | Telefon: 02461 61-4661 | Fax: 02461 61-4666 | Internet: www.fz-juelich.de Redaktion: Dr. Wiebke R�gener, Annette Stettien, Dr. Anne Rother (v.i.S.d.P.) Autoren: Dr. Frank Frick, Dr. Wiebke R�gener, Brigitte Stahl-Busse Grafik und Layout: SeitenPlan Corporate Publishing GmbH Herstellung: Schloemer Gruppe GmbH Fotos: PRACE (S. 10 li. o.), GENCI (S. 19 re. u.), ESS AB (S. 19 li. o. und S. 21), GRS (S. 46), Beate Kemnitz - IPP Greifswald (S. 65), S. 10 r. und S. 11 li. und r. Emilia Stasiak/iStockphoto/ Thinkstock.com, S. 15 r. Tim Newman/iStockphoto/Thinkstock.com, S.29 r. Robbi/Shutterstock.com, S. 54 u. Inacio Pires/Shutterstock.com, S. 56 u. Cameilia/Shutterstock.com, S. 58 u. und S. 59 u. Olga Miltsova/Shutterstock.com, alle �brigen: Forschungszentrum J�lich. Ausz�ge aus diesem Heft d�rfen ohne weitere Genehmigung wiedergegeben werden, vorausgesetzt, dass bei der Ver�ffentlichung das Forschungszentrum J�lich genannt wird. Um ein Belegexemplar wird gebeten. Alle �brigen Rechte bleiben vorbehalten. Stand: Juli 2011 Jahresbericht 2010 | Forschungszentrum J�lich

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