RÜCKBLICK

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Das Jahr 2021 und seine Innovationen

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Ob Meta oder Quantenbits: 2021 stand nicht nur im Zeichen von Corona, sondern auch von Wissenschaft und Technik. Wir stellen die wichtigsten Innovationen vor.

- AKTUALISIERT AM -20:29

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Ein neues Kapitel

Das „Metaversum“ ist auf einmal in aller Munde. Der Begriff tauchte erstmals vor knapp dreißig Jahren in dem dystopischen Science-Fiction-Roman „Snow Crash“ von Neal Stephenson auf, heute erklären ihn diverse Technologiekonzerne zu ihrer Zukunftsstrategie. Der Internetgigant Facebook findet das Metaversum offenbar sogar so wichtig, dass er sich kürzlich in Anlehnung daran in „Meta“ umbenannt hat. Vorstandschef Mark Zuckerberg beschreibt es als „nächste Generation des Internets“ und „Nachfolger des mobilen Internets“. Auf einer digitalen Veranstaltung im Oktober erklärte er, wie er es sich vorstellt. Es soll ein virtueller Raum sein, in dem sich Nutzer das Internet nicht nur von außen ansehen, sondern gewissermaßen Teil davon werden. Beispielsweise sollen sich Videospiele so anfühlen, als ob alle Mitspieler am gleichen Ort sind und nicht nur ein Computer bedient wird. Ähnlich soll im Arbeitsleben bei Besprechungen das Gefühl vermittelt werden, als ob alle Teilnehmer in einem Raum sind und nicht nur in einem Zoom-Raster. Zuckerberg sagt, das Metaversum sei das „nächste Kapitel“ für sein Unternehmen. Das Konzept wird auch von anderen prominenten Unternehmen propagiert, etwa dem Softwarekonzern Microsoft, dem Halbleiteranbieter Nvidia oder dem Videospielehersteller Epic Games („Fortnite“). (lid.)

Die 15 Jahre alte Yasmin schaut ein Konzert von Travis Scott auf Fortnite.

Die 15 Jahre alte Yasmin schaut ein Konzert von Travis Scott auf Fortnite.

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Bild: AFP

Neue Töne in der Musik

Mark Zuckerbergs Metaversum-Pläne dürften in der Musikindustrie wohlwollend registriert worden sein. Sieht die Branche schließlich unter anderem in Facebook noch viel Potential zur Vermarktung abseits der klassischen Streamingdienste. Längst gibt es zahlreiche Beispiele für kreative Ansätze im digitalen Raum. Im April vergangenen Jahres spielte etwa Travis Scott ein digitales Konzert in Fortnite . Rapper Lil Nas X wiederum trat im Winter im Metaversum von Roblox auf. Seine digitale Show erreichte 33 Millionen Fans. Laut der Videospielplattform wurden zudem bis Stand Anfang Juli 2021 digitale Fanartikel für eine fast achtstellige Summe verkauft. Lil Nas X arbeitet mit Sony Music zusammen, die im Juli kurz nach Bertelsmann s Musiksparte BMG eine Partnerschaft mit Roblox eingingen. Pionier auf diesem Gebiet und generell sehr offen für derlei Kooperationen ist Warner Music. Ed Sheeran beispielsweise war erst kürzlich mit einem kleinen Set für einige Tage in Pokémon Go vertreten. An Roblox hält Warner seit Januar dieses Jahres sogar eine Minderheitsbeteiligung. Allerdings unterstreicht eine unter anderem von Universals Verlagssparte unterstützte Klage die Probleme, vor denen neue digitale Plattformen oft stehen, wenn es um die korrekte Lizenzierung sämtlicher Rechte an Musik geht. Der Streit wurde im September beigelegt. Branchenprimus Universal Music „gründete“ übrigens kürzlich eine Kingship genannte Band, die aus NFT-Charakteren besteht und natürlich ebenfalls im Metaversum für Furore sorgen soll. (bfch.)

Quantencomputer von IBM

Quantencomputer von IBM

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Bild: IBM

Quanten in der zweiten Runde

Die Quantentechnologie geht in die zweite Runde. Mit Laser, Halbleitern und Magnetresonanztomographie haben Technologien rund um die Quantenphysik schon seit einem halben Jahrhundert den wissenschaftlich-technischen Fortschritt in der Wirtschaft bestimmt. Seit den vergangenen Monaten bahnt sich eine neue Generation von Anwendungen an. Die nutzt quantenmechanische Effekte nicht mehr nur passiv, sondern aktiv. Auf Gebieten wie der Quantensensorik spielt Deutschland bereits ganz vorn mit. Im Sommer wurde vor den Toren Stuttgarts der erste hiesige Quantencomputer aus dem Hause IBM in Betrieb genommen. Der amerikanische IT-Konzern legt nun nach. Er hat einen neuartigen Prozessor mit mehr als hundert Quantenbits vorgestellt. Diese Bits sind superschnell rechnende virtuelle Teilchen und werden Transmon-Qubits genannt. Sie sind in einer speziellen Anordnung in Metallspulen untergebracht und über Mikrowellen zu Schaltkreisen verknüpft. Das soll ungekannte Rechenleistungen zulassen. Denn die Zahl klassischer Bits in herkömmlichen Computern, die nötig wären, um einen Zustand dieses 127-Qubit-Prozessors darzustellen, übertreffe die Gesamtzahl der Atome in allen heute lebenden Menschen, erklärt IBM. (fib.)

Blick ins Innere des JET-Reaktors in Culham, Großbritannien

Blick ins Innere des JET-Reaktors in Culham, Großbritannien

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Bild: dpa

Fusionsträume an der Schwelle

Neue Technologien wie Meta oder Quantencomputer brauchen vor allem eins: viel Elektrizität. In den vergangenen Monaten ist die Menschheit einem alten Traum ein gutes Stückt näher gerückt: Es ist der Traum einer wirklich sauberen und sicheren Energieversorgung. Verwirklichen soll ihn die Kernfusion, also jener Prozess, der unsere Sonne am Brennen hält. Am dichtesten dran ist ITER, jener gewaltige Fusionsreaktor, der derzeit im Süden Frankreichs errichtet wird und der von 2035 an das Fusionsfeuer zehn Minuten lang entfachen soll. So soll durch die kontrollierte Verschmelzung von Atomkernen der Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium mehr Energie erzeugt werden, als zuvor hineingesteckt wurde. Wenn das gelingt, ist der Beweis erbracht, dass sich das Sonnenfeuer auch auf der Erde entfachen und bändigen lässt. So wird am Lawrence Livermore National Laboratory bei San Francisco versucht, Deuterium- und Tritiumkerne mittels intensiver Laserstrahlen zu Helium zu verschmelzen. Im Sommer gelang es einer internationalen Forschergruppe, 70 Prozent der zugeführten Laserenergie in einer Kapsel mit dem eingelagerten Fusionsbrennstoff zu deponieren. Das hat allerdings noch nicht zur Zündung des Fusionsfeuers gereicht. Ob man diese Lasertechnik, sollte sie zum Ziel führen, zur Stromerzeugung wird nutzen können, ist fraglich. Eher lässt sich die Explosion der Wasserstoffbombe simulieren. Die Zukunft wird, da sind sich die meisten Fusionsforscher sicher, Reaktoren wie ITER gehören, in denen der Brennstoff durch starke Magnetfelder so stark komprimiert und erhitzt wird, bis die Kernverschmelzung einsetzt. In Kürze könnte das im britischen Tokamak-„JET“ in Culham passieren, wie 1996 schon einmal. Die Versuche dienen zur Vorbereitung der Experimente bei ITER. Wird ITER ein Erfolg, könnte das den Weg bereiten für Fusions-Kraftwerke, die ab Mitte des Jahrhunderts jede Menge Strom zu günstigen Konditionen liefern – wie es die Träume verheißen. (mli.)

Ein Mann mit Smartphone an einem Plakat der Muttergesellschaft von TikTok im chinesischen Hangzhou

Ein Mann mit Smartphone an einem Plakat der Muttergesellschaft von TikTok im chinesischen Hangzhou

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Bild: Reuters

TikTok auf dem Vormarsch

Jeder achte Mensch ist einmal im Monat auf TikTok. Diese Zahl gab die Videoplattform, die dem chinesischen Bytedance -Konzern gehört, im Herbst bekannt: eine Milliarde Nutzer je Monat. TikTok ist damit die erste nichtamerikanische Plattform, die es in die erste Liga der sozialen Medien geschafft hat. Bisher spielen auf dem Niveau nur die Videoplattform Youtube des Google-Konzerns Alphabet sowie Instagram und Facebook, die zum Zuckerberg-Imperium gehören, das sich kürzlich in Meta umbenannt hat. TikTok hat die zweite Liga, in der etwa Snapchat, Pinterest, Twitch oder Onlyfans um die Nutzer und ihre Aufmerksamkeit kämpfen, damit so schnell hinter sich gelassen wie neureiche Fußballklubs. Der TikTok-Aufstieg zeigt, dass Innovationen in den sozialen Medien noch möglich sind. Eine andere Funktionsweise, ein anderes Videoformat – so lässt sich den Platzhirschen noch Konkurrenz machen. Das Konzept ist bestechend und einfach: Das einzelne Video zählt mehr; wer es veröffentlicht hat, viel weniger. Instagram und Youtube haben mit eigenen Kurzvideo-Formaten, deren Design dem von TikTok sehr ähnlich sieht, reagiert. TikTok wiederum erlaubt nun längere Videos und wird damit Youtube ähnlicher. Bei alldem geht es natürlich ums Geld. TikTok will mit Werbung Geld verdienen, so wie Facebook, Instagram und YouTube. Profiteure sind nicht zuletzt die Influencer. Denn 2021 haben die Social-Media-Konzerne sich mit Milliarden Euro gewappnet, um sie dazu zu bringen, die Kurzvideos auf ihrer jeweiligen Plattform zu zeigen. (guth.)

Herstellung eines mRNA-Impfstoffes von Biontech in Marburg

Herstellung eines mRNA-Impfstoffes von Biontech in Marburg

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Bild: EPA

Revolution in der Medizin

m, R, N und A – diese vier Buchstaben in dieser Kombination waren bis zum vergangenen Jahr allenfalls Pharma- und Biotech-Experten ein Begriff. Inzwischen ging mRNA in den allgemeinen Sprachgebrauch ein – als Kürzel für eine medizinische Technologie, die mit entsprechenden Impfstoffen nicht nur das Corona-Problem lösen, sondern noch viel mehr Krankheiten besiegen könnte, von Krebs über Alzheimer bis zu Diabetes. mRNA steht für messenger RiboNucleic Acid. Um das Konzept und die Funktionsweise der Boten-Ribonukleinsäure zu verstehen, muss man den fundamentalen Bauteilen des menschlichen Körpers näher kommen, den Zellen. mRNA ist quasi eine Bauanleitung für jedes Eiweiß des Körpers. Die mRNA-Impfstoffe gegen Covid-19 wiederum enthalten eine Bauanleitung für einen einzelnen Baustein des Virus wie das sogenannte Spikeprotein, mit dessen Hilfe Sars-CoV-2 die menschlichen Zellen befällt. Die in den Impfstoffen enthaltene mRNA wird nach Eintritt in die Zellen abgelesen, die Zellen stellen Spike dann selbst her, und diese Proteine werden vom Immunsystem schließlich als Fremdeiweiße erkannt, bekämpft und im besten Fall ausgeschaltet. Schon lange wird an dieser Technologie geforscht, die sich sehr variabel einsetzen lässt. Vor zehn Jahren dann wurde sie vorgestellt. Seit 2021 revolutioniert sie nun die Welt der Medizin. (tih.)

Sprengkopf einer der neuen Überschallwaffen des Kremls.

Sprengkopf einer der neuen Überschallwaffen des Kremls.

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Bild: KREMLIN/HANDOUT/EPA-EFE/REX/Shutterstock

Waffen mit Hyperschall

Westliche Militärs waren alarmiert, als die Fortschritte chinesischer Waffentechniker im Oktober publik wurden. Danach hat China im August eine mit Nuklearwaffen bestückbare Hyperschallrakete in die Umlaufbahn geschossen. Dabei handelte es sich um einen mit fünffacher Schallgeschwindigkeit fliegenden Raumgleiter, der die Erde umrundete und etwa 40 Kilometer vom geplanten Ziel entfernt einschlug. Der Test löste in Washington größte Sorgen aus, denn Hyperschallwaffen sind so manövrierfähig wie Marschflugkörper; mit einer Geschwindigkeit von Mach 5 können sie aber auch die heutigen Raketenabwehrsysteme des Westens spielend überwinden. Die Folge: Die installierten Abwehrsysteme des Westens reichen nicht mehr aus. Damit nicht genug: Vor China sorgte Russland mit dem Test einer Hyperschallrakete für globales Aufsehen. Das Geschoss erreichte eine Geschwindigkeit von 11 000 Kilometer je Stunde. (ufe.)

3D-System von Dassault zur Darstellung menschlicher Organe.

3D-System von Dassault zur Darstellung menschlicher Organe.

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Bild: Foto: Dassault Systemes

Die Avatare sind da

Die Ingenieure der französischen Dassault Systems haben einen ganz besonderen virtuellen Zwilling entwickelt – den des menschlichen Körpers. Das ist ein Meilenstein für die Life-Sciences-Industrie. Denn damit wird es möglich, bislang Verborgenes sichtbar zu machen. So lassen sich die Wirkungen neuer Medikamente oder ärztlicher Eingriffe simulieren und besser verstehen. Mit Spezialkameras kann jedermann erst ein Vollkörper-Foto und dann per Computer mit einem besonderen Licht ein semitransparentes Modell von sich machen lassen. So entsteht ein digitales Spiegelbild mit fiktiv schwenk- und drehbaren Organen, die alle möglichen Krankheitszustände anhand pulsierender Farben und Muster darstellen können. Per 3-D-Verfahren lassen sich diese Organe dreidimensional ausdrucken. Diese Repliken werden mit Sensoren und Prozessoren bestückt und spiegeln so auf einem Computer mit Touchscreen-Bildschirm die Interaktionen im virtuellen Zwilling wider – und so kann aus dem Metaverse mehr als nur eine Spielerei werden. (fib.)