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er Ausgabe Nr. 84 // 24. Jahrgang // 2009 Junge Wissenschaft nschaft Jugend forscht in Natur und Technik Medienpartner des Wissenschaftsjahres 2009 The European Journal of Science and Technology Young Researcher Bionik: Technik nach dem Vorbild der Natur l – ielseitiger kstoff : e im Tsunamistrudel // Mindestens 17 müssen // Organe aus dem Spinnennetz // Widerstand los // Wenn sich das Gehirn selbst betrachtet rdem im Heft: Ganz großes Kino auf der Edelstahlhülle // ung Jugend forscht e.V. // Weltrekord im Brückenbau – Viadukt von Millau // Hochschulportrait TU Bergakademie Freiberg // dienführer Werkstoff- und Materialwissenschaften und vieles mehr... Das Magazin für Nachwuchsforscher Innovative Experimente, wissenschaftliche Beiträge und spannende Ergebnisse: Abo macht schlau! Junge Wissenschaft Jugend forscht in Natur und Technik The European Journal of Science and Technology Young Researcher Themen: Edelsteine aus dem Reagenzglas – Synthese von Opalen // Schräg um die Kurve // Auomatic Guitar Tuner – ein Helfer in der Musik // Nützliche Hologramme // Ordnung und Chaos Außerdem im Heft: Kleben lernen von der Taupfl anze // JufoBase// Inspiriert vom Prinzip Natur // Bionikkompetenz im Saarland und in Bremen // Studienführer Bionik und Biologie „ Als Schüler wollte ich die Welt erobern. Jetzt ist erstmal die Sonne dran.“ www.verlag-jungewissenschaft.de Ja, ich möchte keine Junge Wissenschaft mehr versäumen. Ich abonniere die Junge Wissenschaft zunächst für ein Jahr (vier Ausgaben) für nur 30,00 EUR (zzgl. Versandkosten). Ich bin Schüler, Student, Referendar oder Lehrer und erhalte die Junge Wissenschaft im Jahresabonnement gegen Vorlage einer aktuellen Bescheinigung zum Vorzugspreis von 20,00 EUR statt 30,00 EUR (zzgl. Versandkosten). Persönliche Angaben und Lieferadresse (bitte leserlich ausfüllen) Name, Vorname Neugier ist der stärkste Antrieb. Prof. Dr. Robert Pitz-Paal vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt forscht am solarthermischen Kraftwerk. Und damit an der Zukunft von uns allen. Jetzt mitforschen unter www.zukunft-der-energie.de Ausgabe Nr. 85 // 25. Jahrgang // 2010 Jugend forscht in Natur und Technik The European Journal of Science and Technology Medienpartner des Wissenschaftsjahres 2010 Luft- und Raumfahrttechnik: Den Sternen so nah Themen: Vom Korn zum Brot // Wasser in der Wüste // Nur eine Lage Kohlenstoff // Tarnung für Titan // Bilder begreifen Außerdem im Heft: 50 Jahre Laserlicht // MINToring // DLR Special // Felix-Klein-Zentrum für Mathematik und vieles mehr Ausgabe Nr. 86 // 25. Jahrgang // 2010 Medienpartner des Wissenschaftsjahres 2010 W i s s e n s c h a f t s j a h r 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 2222 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 2 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0 00 00 00 000 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1 11 1111 111 11 11 0000000000000000000000000000 0000000000000000000000 DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDie DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDie Die Zukunft ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuukkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkunnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnfttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttt ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZuuuuuuuuuuuuuuuuuukkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkunnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnftttttttttttttttttttttttttttt der ddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeer dddddddddddddddddddddddddddddeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeer EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEneeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeerggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggiiiiiiiiiiiiiiiiiiiie EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEneeeeeeeeeeeeeeeeeeergggggggggggggggggggggggggggggggggggiiiiiiiiiiiiiiiiiiiie Energie 210x297_WJ2010_Plak_Sonne.indd 1 19.03.2010 17:31:16 Uhr Das Magazin für Nachwuchsforscher Laufzeit: Das Abonnement verlängert sich automatisch um ein weiteres Jahr, wenn nicht acht Wochen vor Ende des jeweiligen Bezugsjahres schriftlich gekündigt wird. Widerrufsrecht: Diese Vereinbarung kann innerhalb von zwei Wochen ab Erhalt des Magazins ohne Angabe von Gründen widerrufen werden. Zur Fristwahrung reicht die rechtzeitige Absendung des Widerrufs. Der Widerruf ist in Textform (zum Beispiel Brief, Telefax, E-Mail) gegenüber dem Verlag Junge Wissenschaft, Neuer Zollhof 3, 40221 Düsseldorf, zu erklären. Es gelten die Allgemeinen Geschäftsbedingungen des Verlages Junge Wissenschaft. Adresse (Straße, Hausnummer, PLZ, Wohnort) Innovative Experimente, wissenschaftliche Beiträge und spannende Ergebnisse: Nichts mehr versäumen mit dem Jahresabo der Jungen Wissenschaft 4 x im Jahr das Neueste aus der Welt von Wissenschaft und Technik. Wissenschaftliche Erstveröffentlichungen, Veranstaltungen, Porträts, Studien- und Berufsprofile. Abonnieren Sie das einzige europäische Wissenschaftsmagazin mit begutachteten Beiträgen junger Nachwuchsforscher. E-Mail Geburtsdatum Zahlungshinweise (bitte leserlich ausfüllen) Ich zahle gegen Rechnung Schule/Hochschule Schulstufe/Fachsemester Vorteilsabo nur 20,-€ * für Schüler, Studenten, Referendare und Lehrer (4 Ausgaben für 20,00 EUR statt 30,00 EUR)* *zzgl. Versandkosten Ich zahle bequem per Bankeinzug. Ich ermächtige Sie hiermit bis auf Widerruf, die Rechnungsbeträge von meinem Konto abzubuchen. Kreditinstitut BLZ Kto-Nr. Datum/Unterschrift Abonnieren per Fax (02 11) 38 54 89-29, per E-Mail an abo@verlag-jungewissenschaft.de, unter www.verlag-jungewissenschaft.de/abo oder per Post: Verlag Junge Wissenschaft Athanasios Roussidis, Neuer Zollhof 3, 40221 Düsseldorf
Mathematik Primfaktorzerlegung in XXL Neues Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Beteiligung der Universität Bonn hat eine 232-stellige Zahl in ihre Primfaktoren zerlegt. Für ihre Berechnung nutzten sie vernetzte Computer - ein einzelner handelsüblicher Rechner wäre knapp 2.000 Jahre beschäftigt gewesen. Viele Verfahren zur Verschlüsselung sensibler Daten beruhen auf der Schwierigkeit, große Zahlen zu zerlegen. Die US- Forscher Ron Rivest, Adi Shamir und Leonard Adleman hatten 1977 das so genannte RSA-Verfahren zur Verschlüsselung von Daten entwickelt und später die Firma RSA Security gegründet. Ihre Technik steckt inzwischen in jedem Internet-Browser: Ein kleines Programm verschlüsselt dort beispielsweise Kreditkarten-Nummern so, dass ein böswilliger Lauscher mit ihnen nichts anfangen kann. Der Code beruht auf der Schwierigkeit, Zahlen in ihre Primfaktoren zu zerlegen. Denn was bei "21 = 7 mal 3" noch jeder Drittklässler problemlos schafft, wird bei genügend großen Zahlen fast unmöglich. Sichere Schlüssel sollten heute mindestens 1024 Bit groß sein. Anders gesagt: Als Binärzahl aus Nullen und Einsen geschrieben, hätten sie eine Länge von 1024 Ziffern. Die jetzt geknackte Zahl trägt die nüchterne Bezeichnung RSA-768, das heißt, sie hat 768 Bit. In Dezimalschreibweise entspricht das 232 Stellen. Damit handelt Biologie Wie Spinnen spinnen Die jetzt geknackte Primzahl hat in Binärschreibweise 768 Stellen Spinnenseide ist fünfmal so reißfest wie Stahl und dreimal so fest wie die derzeit besten synthetischen Fasern. Wie schafft es die Spinne, in Sekundenbruchteilen lange, hochstabile und elastische Fäden zu ziehen? Diesem Geheimnis sind Wissenschaftler aus Bayreuth und München nun auf die Spur gekommen. "Die hohe Elastizität und extreme Reißfestigkeit der natürlichen Spinnenseide erreichen selbst Fasern aus reinem Spinnenseiden-Protein bisher nicht," sagt Professor Horst Kessler der Technischen Universität München. Daher ist eine Schlüsselfrage bei der künstlichen Herstellung stabiler Spinnenseide-Fäden: Wie schafft es die Spinne, das Rohmaterial in der Spinndrüse in hoher Konzen- es sich um das größte Zahlenungetüm von allgemeiner Form, das bislang in seine Primfaktoren zerlegt wurde. An dem Weltrekord waren neben der Uni Bonn das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnologie, sowie Informatiker aus den Niederlanden, der Schweiz, Frankreich und Japan beteiligt. Die Berechnung lief verteilt auf zahlreichen Rechnern und beanspruchte insgesamt knapp 2000 Prozessor-Jahre. Die für den Rekord benutzte Software wurde zu erheblichen Teilen am Institut für Mathematik der Universität Bonn entwickelt. Das Bonner Institut für numerische Simulation stellte Hardware für diese Entwicklungsarbeiten sowie einen Teil der Rechenzeit für den aktuellen Rekord zur Verfügung. "Die Zerlegung eines 1024-Bit- Schlüssels wäre um drei Größenordnungen schwieriger als das jetzt abgeschlossene Projekt und würde teilweise nichttriviale Modifikationen tration bereit zu halten und bei Bedarf in Bruchteilen einer Sekunde daraus einen reißfesten Faden zu ziehen? Professor Thomas Scheibel, Inhaber des Lehrstuhls Biomaterialien der Universität Bayreuth, ist dem Geheimnis der Spinnenseiden seit einigen Jahren auf der Spur. Spinnenfäden bestehen aus Eiweißmolekülen, langen Ketten, die aus Tausenden der vorhandenen Software erfordern", erklärt Professor Dr. Jens Franke vom Institut für Mathematik der Uni Bonn. Dennoch werde der erste 1024-Bit- Schlüssel vermutlich noch vor Ende des Jahrzehnts geknackt. Gestützt wird diese Einschätzung durch die bisherigen Rekorde: 1999 fiel RSA-512, 2005 RSA-663 und nun RSA-768. Gängige Standards empfehlen übrigens, zur Gewährleistung eines langfristigen Sicherheitsniveaus nach Ende dieses Jahres keine 1024-Bit- Schlüssel mehr zu verwenden, sondern zu 2048-Bit-Schlüsseln überzugehen. von Aminosäure-Bausteinen aufgebaut sind. Röntgenstreuungsexperimente zeigen, dass sich im fertigen Faden Bereiche befinden, in denen mehrere Eiweißketten über stabile physikalische Bindungen miteinander vernetzt sind. Sie bewirken die Stabilität. Dazwischen befinden sich unvernetzte Bereiche, sie sind für die hohe Elastizität verantwortlich. In der Spinndrüse herrschen ganz andere Verhältnisse: 7 Young Researcher
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