DPG

Die Physik der Pandemie

01.07.2020 - Neue Ausgabe von Physikkonkret der DPG beleuchtet die Beiträge der Physik zur Bekämpfung von COVID-19.

Die Bekämpfung des Coronavirus SARS- CoV-2 stellt eine gewaltige Heraus­forderung für unsere Gesellschaft dar. Ge- meinsam mit Wissen­schaftlern anderer Disziplinen leisten Physiker dabei wichtige Beiträge – von modernen Mess­techniken über Experimente zu den Verbreitungs­mechanismen des Virus bis hin zur Modellierung der epidemiologischen Gesamtdynamik. Bereits im Februar 2020 war es mithilfe von Röntgenlicht aus der Beschleuniger­anlage Bessy II des Helmholtz-Zentrums Berlin gelungen, die Struktur eines Schlüssel­proteins des Coronavirus aufzuklären, das an der Vermehrung der Viren beteiligt ist. Solche Erkenntnisse helfen bei der Suche nach Wirkstoffen.

Das gleiche Ziel verfolgen die Forscher an der Röntgen­strahlungsquelle Petra III vom Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg. Sie testen in einem speziell entwickelten Verfahren parallel mehrere tausend bestehende Wirkstoffe daraufhin, ob sie als Medikamente gegen SARS-CoV-2 geeignet sind. Und Wissen­schaftler des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts und der Universität Erlangen-Nürnberg versuchen live zu verfolgen, wie lebende Corona­viren in die Zellen des Menschen eindringen und was genau bei einer Infektion geschieht.

Solange aber keine Medi­kamente oder Impfstoffe gegen das SARS-CoV-2-Virus verfügbar sind, bleiben Schutz­maßnahmen gegen die Ausbreitung des Virus uner­lässlich. Die Wirkung von Schutzmasken und Abstands­regeln wird dazu in fluid­dynamischen Untersuchungen der Ausbreitung von Tröpfchen und Aerosolen nach dem Atmen, Niesen oder Husten untersucht. Die Dynamik von Epidemien ist ein Kernthema der Physik und Mathematik stochas­tischer Prozesse. Die hier entwickelten Modelle analysieren, welche Parameter über die mittlerweile wohlbekannte Reproduk­tionszahl R hinaus wichtig sind, und welche Rolle statistische Ausreißer – wie Superspreaders oder Groß­veranstaltungen – spielen.

Forscher des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbst­organisation in Göttingen haben die Ausbreitung des Corona­virus sowie die Wirkung verschiedener Maßnahmen zu seiner Eindämmung modelliert. Demnach haben die von der Bundesregierung und den Regierungs­chefs der Länder beschlossenen Kontakt-Beschrän­kungen vom 22. März 2020 in der Tat verhindern können, dass sich das Coronavirus in Deutschland weiterhin exponentiell ausbreiten konnte. Entsprechende Zeitserien­analysen der COVID-19-Fall- und -Todeszahlen listet das von Horizon 2020 der Europäischen Union gefördertes Projekt OSCOVIDA (Open Science COVID Analysis) zeitnah auf, dessen Quellcode und Daten für jedermann frei verfügbar sind.

Eines ist sicher: Die Corona-Pandemie lässt sich umso wirkungsvoller eindämmen, je mehr Wissenschafts­disziplinen zusammenwirken und auf diese Weise der Politik und Gesellschaft eine möglichst belastbare Entscheidungs­basis schaffen. Die Physik als Grundlagen­wissenschaft aller Natur­erkenntnis leistet dazu vielfältige Beiträge und spielt eine wichtige Rolle bei der Vernetzung der verschiedenen Erkenntnis­ebenen.

DPG / JOL

Weitere Infos

Werkzeuge für die multiphysikalische Optiksimulation

Im Web Seminar erhalten Sie einen Überblick über die Möglichkeiten, die multiphysikalische Optiksimulation bietet und eine Einführung in die praktische Umsetzung eines strahlenoptischen Simulationsprojekts.

Zur Registrierung

Welding with Civan's Ultrafast CBC-Laser: Basics, Opportunities and Challenges

The first part of the webinar will provide an overview of the fundamentals and challenges of the welding process and the features of the CIVAN CBC laser. The second part of the webinar will discuss approaches to take advantage of fast, arbitrary beam shaping to control process problems.

Zur Registrierung

Werkzeuge für die multiphysikalische Optiksimulation

Im Web Seminar erhalten Sie einen Überblick über die Möglichkeiten, die multiphysikalische Optiksimulation bietet und eine Einführung in die praktische Umsetzung eines strahlenoptischen Simulationsprojekts.

Zur Registrierung

Welding with Civan's Ultrafast CBC-Laser: Basics, Opportunities and Challenges

The first part of the webinar will provide an overview of the fundamentals and challenges of the welding process and the features of the CIVAN CBC laser. The second part of the webinar will discuss approaches to take advantage of fast, arbitrary beam shaping to control process problems.

Zur Registrierung