Die Geschichte der Astronomie reicht in Bremen mehr als 200 Jahre zurück. Damals hatte Johann Schröter in Lilien­thal bei Bremen das zu der Zeit größte Teleskop auf dem europäischen Kontinent gebaut und in Bremen die erste Astronomische Gesellschaft der Welt gegründet. „So entwickelte sich Bremen folgerichtig in jüngerer Vergangenheit zu einer Stadt der Raumfahrt“, betont Claus Lämmerzahl, Leiter für Weltraumwissenschaften am ZARM und Professor an der Universität Bremen.
Das ZARM wurde 1985 für Forschung unter Weltraumbedingungen sowie die Untersuchung weltraumrelevanter Fragestellungen gegründet. Die Forschenden dort widmen sich der Strömungsmechanik, den Weltraumwissenschaften und der Raumfahrttechnologie. Sie entwickeln Technologien für den Einsatz in Raketen und Satelliten und führen Experimente unter Schwerelosigkeit durch. Möglich macht dies der Fallturm, der 1990 seinen Betrieb aufgenommen hat. Innerhalb des Turms befindet sich eine 120 Meter hohe, evakuierte Fallröhre, die von windbedingten Schwankungen des Außenturms entkoppelt ist. Am ZARM arbeiten mehr als hundert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Ingenieurinnen und Ingenieure, technisches und administratives Personal sowie Studierende der Ingenieur- und Naturwissenschaften. (...)

unser gesamtes gegenwärtiges Wissen über Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen. Mathematisch als Quantenfeldtheorie formuliert, macht es sehr konkrete Vorhersagen, die sich experimentell überprüfen lassen. Das Konstruktionsprinzip dieser erfolgreichen Theo­rie basiert auf Eichsymmetrien. Diese beschreiben die Wechselwirkung zwischen Elementarteilchen durch den Austausch zugehöriger Eichbosonen, die mit einer gewissen Stärke aneinander koppeln. Eichbosonen sind selbst Elementarteilchen mit einem Spin von 1; sie heißen daher auch Vektorbosonen. Als Beispiel beschreibt der Austausch von Photonen die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen elektrisch geladenen Teilchen. 
Die Forderung von Symmetrien schränkt die Theorie jedoch stark ein. So verbietet sie zunächst jegliche Massen für die Austauschteilchen der Wechselwirkungen − ein wortwörtlich massives Problem bei der Formulierung des Standardmodells in den 1950er- und 1960er-Jahren. Erst die Einführung eines neuen Quantenfeldes, des Higgs-Feldes, ermöglichte massive Austauschteilchen. Im mathematisch-theoretischen Jargon bricht das Higgs-Feld die Symmetrie spontan. Dieser mathematische Trick erlaubte es, die Exis­tenz massiver Vektorbosonen konsistent in das Modell zu integrieren. Die Prozedur ist als Higgs-Mechanismus bekannt und sagt ein Teilchen ohne Spin vorher: das Higgs-Boson. Vor zehn Jahren gelang es am Large Hadron Collider, dieses nachzuweisen; im Jahr darauf erhielten Peter Higgs und François Englert für ihre Vorhersage den Physik-Nobelpreis. (...)

as Thema Ressourcenverbrauch ist mit Blick auf den Einsatz fossiler Energieträger allgegenwärtig. Im politischen Diskurs über die Energiewende nimmt der Aspekt Materialverbrauch meist nur eine nachrangige Position ein. Die Auswirkungen auf unsere Gesellschaft sind jedoch erheblich, da Industrieproduktion und Konsumgüter essenziell davon abhängen. Materialressourcen sind endlich, sie verknappen mit der Zeit, der Aufwand bei Gewinn und Transport steigt ebenso wie der Energiebedarf, um diese Prozesse anzutreiben. 
Unter Materialien verstehen wir hier vor allem Rohstoffe, Mineralien, anorganische und organische Werkstoffe und daraus hergestellte Halbzeuge (also vorgefertigte Rohmaterialien und Werkstücke) sowie Komponenten für Industrie- und Konsumgüter. Das Beispiel Rohstoffe zeigt die dramatische Entwicklung für Deutschland: 99,7 Prozent der Metallerze müssen importiert werden, bei Mineralien sind es 67 Prozent [1]. Dies bedingt Abhängigkeiten von den Erzeugern vor allem aus dem Asien-Pazifik-Raum. Regelmäßig bewertet die EU die Kritikalität von Rohstoffen in Bezug auf das Versorgungsrisiko und die wirtschaftliche Bedeutung [2]. Als kritisch gilt die Situation beispielsweise für Gallium, Kobalt, Lithium, Magnesium, Vanadium, seltene Erden, Platingruppen­metalle, Tantal, Titan und Wolfram.
Daher gilt es, die Gewinnung, Verarbeitung und das Recycling dieser Rohstoffe sowie anderer aus Primärstoffen synthetisierter Materialien zu optimieren. Für Aluminium­werkstoffe beträgt die globale Recyclingquote nur 42 bis 70 Prozent [3], bei Elektrokleingeräten sind es etwa 58 Prozent – der Rest geht in gemischten Müllfraktionen verloren, landet auf Deponien oder in Müllverbrennungsanlagen [4]. Verluste in den Materialrouten führen zu einem erhöhten Energieaufwand für die Primärgewinnung – bei Aluminium sind diese z. B. 20-fach höher als bei Sekundäraluminium. (...)