德国赫尔姆霍茨联合会新的总体战略

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[图文]德国赫尔姆霍茨联合会新的总体战略

而且也是他们工作的基础。这些高技术装置因其复杂性及所需的昂贵费用而需要开展大规模的国际合作——世界各地的科学家有责任共同实施这些大型仪器项目。所以，该研究领域对塑造国际研究目标也将起到重要的作用。相关的研究课题可以分为相互关系很密切的5个重点部分，即：基本粒子物理；天体粒子物理；强子和核子物理；使用光子中子和离子进行研究的大型仪器；冷凝物质的物理学。案例1：猜测物质的秘密达姆施塔特重离子研究学会将通过国际合作建造新的反质子及离子研究基础设施（Facility for Antiproton and Ion Research， FAIR）加速器中心。FAIR将为科学家及其科研活动提供迄今最高强度与质量的高能反质子和离子束。研究人员可以借助于FAIR开展更深入的粒子研究，并借以了解一些虽然在地球上未曾出现、但却在宇宙中的其他地方存在过的粒子的过程。科学家期望通过FAIR获取有关物质结构和宇宙演变的重要知识，预计FAIR将为2500名国内外科学家提供开展专项研究的可能性。完全建成FAIR的时间应该是2015年，不过在2012年就有可能进行第一次科学实验。案例2：纳米宇宙胶片作为欧洲计划的项目，从现在起到2013年，德国电子同步加速器中心（DESY）将主持建造X射线激光装置（XFEL）。这一新辐射源将具有十分卓越的性能——利用其瞬时的、强烈的“闪光”和特定范围的X射线波长，科学家们将首次拍摄到原子变化的全过程——这使科学家得以研究原子的结构是如何随着时间发生变化的；他们还可以借助于XFEL来观看诸如工作时的生物分子、了解化学过程的完整经过并录下纳米宇宙的三维影像。现在，已经形成了全新的XFEL用户组。该计划实施一年来，XFEL的建设者已经在X射线激光器试验装置、软性X射线辐射FLASH激光器上积累了重要的实验经验。 6．交通与宇宙研究领域流动、通讯、安全和可持续环境管理是未来现代社会的决定性因素。HFG的交通与宇宙研究领域将有针对性地制定尽可能持续满足这些需求的技术方案和计划；同时，利用其技术可能性，尽量获取更多的有关宇宙和地球的基本知识。我们要利用宇宙、航天与交通计划之间的协同作用，实现更为有效、安全和环境友好的流动。这些交叉系统及其发展任务的著名范例，就是正在加紧建设的欧洲伽利略导航系统——它将为空中交通与陆地上连接和环境监控提供系统化的关键性参数。航空航天计划的重点主要是发展使飞机和直升飞机更轻便、舒适和环境友好的技术。这方面的科研项目应该与国家第四个航空航天研究计划以及欧洲研究办事处的要求协调一致。HFG的宇宙以及计划已经与国家和欧洲的航空航天计划协调一致——相关研究包括地球观察、空中运输的继续发展以及行星远程侦察和太阳系中的小型体等。 HFG的交通计划聚焦于地面运输工具、交通管理和交通系统等方面。科学家将重点研究运输工具有效利用能源和使交通更安全等问题。由于航空航天技术的继续发展与新技术的使用密切相关，因此常常导致为数众多的副产品，所以，该领域的研究活动还要努力与工业生产和服务机构相协调。案例1：使通向体育场的道路无堵塞现象当数万名球迷涌向一个共同的目标时，交通指挥系统必须证明自己能够做什么。足球世界杯决赛时，3个城市的交通指挥系统得到了德国航空航天中心Soccer研究项目所开发的一个专用系统的支持。HFG相关研究的目标是，不仅要能够预测堵塞情况，而且还要有助于避免发生堵塞现象。因此，研究人员必须事先熟悉交通现象：第一个步骤是利用Traffic Finder软件从空中拍摄并筛选有关交通流量的数据；第二个步骤是借助于该系统模拟未来30分钟内的流量增长——这种模拟使交通枢纽和警察能够及时了解汽车流量并优化其交通控制措施。HFG的这项研究取得了巨大的成果，它使科隆世界杯足球决赛时球迷到达与离去时间比德国甲级足球联赛大大缩短了。案例2：土星及其月球德国航空航天中心的行星研究所定期参与欧洲-美国卡西尼—惠更斯号（Cassini-Huygens）计划对土星及其卫星的研究工作。迄今为止，该研究所出色完成了其研究任务，并获得了引起轰动的成果：2005年1月14日，欧洲的Huygens宇宙探测仪在近两小时的降落过程中穿过了土星卫星Titan的大气层并转录了大量的科学数据和图片。Cassini图片和光谱测量表明，在土卫二的（Enceladus）南极有间歇泉的水喷洒到其表面上——该间歇泉的喷射距离可达490公里，尽管储存间歇泉水的蓄水池有可能处于冰面500公里以下，而490公里的喷射高度却足以穿透一些小的冰卫星。除了纯水冰、结晶水和非结晶水之外，Enceladus的南极还有二氧化碳和一些有机分子存在。这是该卫星这一范围内仍存在着活跃的地质活动的一个十分明显的标志。

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