Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Prof. Dr. Dirk Menche

(Organische Chemie/Antrittsvorlesung)

Komplexe Polyketide stellen aufgrund ihrer strukturellen Vielfalt und bedeutenden biologischen Eigenschaften attraktive Forschungsobjekte dar. Wir haben erstmals die genaue 3D Struktur komplexer Polyketide analysiert und effektive synthetische Zugänge entwickelt. Dadurch ist es möglich, diese vielversprechenden Verbindungen weiter zu entwickeln.

Prof. Dr. Carsten Burstedde

(Wissenschaftliches Rechnen/Antrittsvorlesung)

Über Zeitskalen von Millionen Jahren verhält sich das Gestein im Erdmantel, also von der Grenze des äußeren Kerns in etwa 2900 km Tiefe bis zur Erdoberfläche, wie eine zähe Flüssigkeit. Durch den Wärmezufluss an der Kerngrenze erhitzt sich das Gestein dort und steigt nach oben, während die oberen Schichten abkühlen und wieder absinken. Dieser Prozess führt zu horizontalen Bewegungen des Materials an der Oberfläche, die wir als Verschiebung der Kontinente messen können. Durch Computermodelle lassen sich Annahmen über die unbekannten Verhältnisse im Erdmantel auf Plausibilität testen: Stimmen die Ergebnisse der Simulation mit der Realität hinreichend überein, so ist das Modell zumindest nicht

offensichtlich falsch. Das Durchführen einer solchen Simulation verlangt es, zusätzlich zur korrekten physikalischen und mathematischen Beschreibung das Problem in möglichst guter Näherung im Computer darzustellen. Dies erfordert selbst mit adaptiven Methoden, die die Plattengrenzen mit einem Kilometer Auflösung erfassen und im unteren Mantel gröbere Darstellungen verwenden, Hunderte Millionen variablen, die auf Tausende Einzelcomputer verteilt werden müssen. In diesem Vortrag werde ich numerische Techniken vorstellen, it denen diese Komplexität beherrscht werden kann.

 

Dr. Alessandro Battaglia

(Meteorologie/Antrittsvorlesung)

Because of its large spatial and temporal variability, rain remains the most challenging climate variable to be observed and predicted. Prediction-wise, global climate and numerical weather models demonstrate poor capabilities in mapping location and amounts of precipitation and cannot produce robust predictions at the regional scale. The major difficulty stems from the fact that rain is the result of a very complicate chain of small/large scale processes and feedbacks, which are parameterized at the model large-scale with levels of empiricism and assumptions that are hard to evaluate with current global observations.  Observation-wise, as demonstrated by the Tropical Rainfall Measuring Mission and by the CloudSat missions, space-borne radars do represent irreplaceable assets for the global observations of rain and

its vertical structure but radar-based inversion methodologies are still affected by large uncertainties related to the assumptions on the rain microphysics. A significant breakthrough in this area calls for new cuttingedge observing systems, multi-frequency and Doppler radarsin primis, capable of observing and quantifying the processes leading to rain formation and of testing the model parameterizations, now provided at finer and finer resolutions, in representing such processes. Only such an orchestrated effort between models and observations will give sounding credibility to precipitation predictions in a changing climate.

 

Prof. Dr. Olav Schiemann

(Physikalische Chemie/Antrittsvorlesung)

Elektronen Paramagnetische Resonanz Spektroskopie (EPR) ist eine Methode mit der die elektronische und geometrische Struktur sowie die Dynamik von Systemen ohne Größenrestriktion untersucht werden kann. Die in den letzten zwanzig Jahren erfolgten technischen Entwicklungen, die Einführung von multidimensionalen gepulsten EPR-Techniken, sowie die Kopplung an DFT oder generell in silico Methodenhaben die EPR-Spektroskopie zu einer breit einsetzbaren und zuverlässigen Methoden zum Beispiel im Bereich der Material- und Biowissenschaften gemacht. In diesem Vortrag wird eine kurze Einführung in die EPR-Spektroskopie gegeben und die wichtigsten Fortschritte skizziert. An Beispielen wird dann gezeigt, was man mit EPR erreichen kann und was zur Zeit nicht.

Dr. Maurice van Gastel

(Physikalische Chemie/Antrittsvorlesung)

Nitrophorine sind Proteine, die in der Speichelflüssigkeit von einigen blutsaugenden Raubwanzen vorkommen. Während einer Mahlzeit wird der Speichel in das Gewebe des Opfers gepumpt. Dort bewirkt er (i) die Unterdrückung der Immunantwort, (ii) die Aufweitung der Blutgefäße und (iii) die Inhibierung der Blutgerinnung. Nitrophorine tragen zu allen drei Funktionen bei, wobei die Abgabe von NO für die Funktionen (ii) und (iii) wichtig ist. Obgleich allen Nitrophorinen der inkorporierte Häm-b-Kofaktor gemein ist, gibt es zwischen den Sequenzen und Strukturen unterschiedlicher Nitrophorinekeinerlei Übereinstimmung. Das zweiatomige Gasmolekül Stickstoffmonoxid (NO) ist ein freies Radikal, das als wichtiges Signalmolekül für viele physiologische Funktionen produziert wird. Zu den wichtigsten gehören die Regulation des Blutdrucks, die Nervenreizweiterleitung und die Abwehr gegen eindringende Organismen. Die Entdeckung seiner zentralen Funktion in der Herz- und Kreislaufregulation führte 1998 zur Verleihung des Nobelpreises für Medizin. Deswegen ist das in der Natur realisierte Konzept, das NO-Molekül durch ein Eisenprotein (Nitrophorin) zu verabreichen, eine neuartige und vielversprechende Strategie zur Entwicklung pharmakologisch wirksamer Substanzen.

 

Prof. Dr. Meinard Müller

 (Praktische Informatik/ Audiosignalverarbeitung/Antrittsvorlesung)

Wenn eine Melodie sofort zum Ohrwurm wird, fragt man sich, ob man diese nicht schon einmal in einem anderen Musikstück gehört hat. Um das herauszufinden, reicht es nicht, Musiktitel und Komponist zu kennen. Man muss dafür Musikausschnitte auch akustisch vergleichen oder große Notenbestände nach ähnlichen Mustern durchsuchen können. Wer etwa nach einem Lieblingstitel sucht, könnte dem Computer ein Melodiefragment vorpfeifen und danach suchen lassen. Oder er könnte als MP3-Datei einen kurzen akustischen Musikausschnitt einspielen und danach fragen, in welchen Musikstücken ähnliche Passagen vorkommen. Ein Musikwissenschaftler könnte sich außerdem dafür interessieren, wo bestimmte Notenkonstellationen, Harmonieverläufe oder Rhythmen zu finden sind. In diesem Vortrag wollen wir aufunterhaltsame Weise und anhand vieler musikalischer Beispiele auf neue Wege in der computergestützten Musiksuche und –analyse eingehen.