Beim Commodore 64 (auch VC-20) werden bei der internen Verarbeitung der BASIC-Befehle (Schlüsselwörter) eines BASIC-Programms für eine schnellere Verarbeitung und Speicherplatzersparnis sogenannte Token (Schlüsselzeichen) statt der Schlüsselwörter verwendet.

Die folgende Tabelle zeigt die BASIC-Schlüsselwörter, den dazugehörigen Token (dezimal / hexadezimal), die ROM-Einsprungadresse (hexadezimal), die Abkürzung und den Typ des Befehls.

Nach der Tabelle erhalten Sie weiterführende Informationen zur Tokenisation der Befehle.

Tabelle C64 Token

BASIC Schlüsselwort	Token dez	Token hex	ROM Exec dez	ROM Exec hex	Abk.	Typ
END	128	$80	43057	$A831	eN	Anweisung/Befehl
FOR	129	$81	42818	$A742	fO	Anweisung/Befehl
NEXT	130	$82	44318	$AD1E	nE	Anweisung/Befehl
DATA	131	$83	43256	$A8F8	dA	Anweisung/Befehl
INPUT#	132	$84	43941	$ABA5	iN	Anweisung/Befehl
INPUT	133	$85	43967	$ABBF	-	Anweisung/Befehl
DIM	134	$86	45185	$B081	dI	Anweisung/Befehl
READ	135	$87	44038	$AC06	rE	Anweisung/Befehl
LET	136	$88	43429	$A9A5	lE	Anweisung/Befehl
GOTO	137	$89	43168	$A8A0	gO	Anweisung/Befehl
RUN	138	$8A	43121	$A871	rU	Anweisung/Befehl
IF	139	$8B	43304	$A928	-	Anweisung/Befehl
RESTORE	140	$8C	43037	$A81D	reS	Anweisung/Befehl
GOSUB	141	$8D	43139	$A883	goS	Anweisung/Befehl
RETURN	142	$8E	43218	$A8D2	reT	Anweisung/Befehl
REM	143	$8F	43323	$A93B	-	Anweisung/Befehl
STOP	144	$90	43055	$A82F	sT	Anweisung/Befehl
ON	145	$91	43339	$A94B	-	Anweisung/Befehl
WAIT	146	$92	47149	$B82D	wA	Anweisung/Befehl
LOAD	147	$93	57704	$E168	lO	Anweisung/Befehl
SAVE	148	$94	57686	$E156	sA	Anweisung/Befehl
VERIFY	149	$95	57701	$E165	vE	Anweisung/Befehl
DEF	150	$96	46003	$B3B3	dE	Anweisung/Befehl
POKE	151	$97	47140	$B824	pO	Anweisung/Befehl
PRINT#	152	$98	43648	$AA80	pR	Anweisung/Befehl
PRINT	153	$99	43680	$AAA0	?	Anweisung/Befehl
CONT	154	$9A	43095	$A857	cO	Anweisung/Befehl
LIST	155	$9B	42652	$A69C	lI	Anweisung/Befehl
CLR	156	$9C	42590	$A65E	cL	Anweisung/Befehl
CMD	157	$9D	43654	$AA86	cM	Anweisung/Befehl
SYS	158	$9E	57642	$E12A	sY	Anweisung/Befehl
OPEN	159	$9F	57790	$E1BE	oP	Anweisung/Befehl
CLOSE	160	$A0	57799	$E1C7	clO	Anweisung/Befehl
GET	161	$A1	43899	$AB7B	gE	Anweisung/Befehl
NEW	162	$A2	42562	$A642	-	Anweisung/Befehl
TAB(	163	$A3	43752	$AAE8	tA	Anweisung/Befehl, Spezial
TO	164	$A4	42861	$A76D	-	Anweisung/Befehl, Spezial
FN	165	$A5	46068	$B3F4	-	Anweisung/Befehl, Spezial
SPC(	166	$A6	43769	$AAF9	sP	Anweisung/Befehl, Spezial
THEN	167	$A7	43314	$A932	tH	Anweisung/Befehl, Spezial
NOT	168	$A8	44756	$AED4	nO	Anweisung/Befehl, Spezial
STEP	169	$A9	42905	$A799	stE	Anweisung/Befehl, Spezial
+	170	$AA	47210	$B86A	-	Operator, numerisch/string
-	171	$AB	47187	$B853	-	Operator, numerisch
*	172	$AC	47659	$BA2B	-	Operator, numerisch
/	173	$AD	47890	$BB12	-	Operator, numerisch
^	174	$AE	49019	$BF7B	-	Operator, numerisch
AND	175	$AF	45033	$AFE9	aN	Operator, logisch
OR	176	$B0	45030	$AFE6	-	Operator, logisch
>	177	$B1	49076	$BFB4	-	Operator, logisch
=	178	$B2	44756	$AED4	-	Operator, logisch
<	179	$B3	45078	$B016	-	Operator, logisch
SGN	180	$B4	48185	$BC39	sG	Funktion, numerisch
INT	181	$B5	48332	$BCCC	-	Funktion, numerisch
ABS	182	$B6	48216	$BC58	abS	Funktion, numerisch
USR	183	$B7	784	$0310	uS	Funktion, numerisch/string
FRE	184	$B8	45949	$B37D	fR	Funktion, numerisch, Spezial
POS	185	$B9	45982	$B39E	-	Funktion, numerisch, Spezial
SQR	186	$BA	49009	$BF71	sQ	Funktion, numerisch
RND	187	$BB	57495	$E097	rN	Funktion, numerisch
LOG	188	$BC	45794	$B9EA	-	Funktion, numerisch
EXP	189	$BD	49133	$BFED	eX	Funktion, numerisch
COS	190	$BE	57956	$E264	-	Funktion, numerisch
SIN	191	$BF	57963	$E26B	sI	Funktion, numerisch
TAN	192	$C0	58036	$E2B4	-	Funktion, numerisch
ATN	193	$C1	58128	$E30E	aT	Funktion, numerisch
PEEK	194	$C2	47117	$B80E	pE	Funktion, numerisch
LEN	195	$C3	46972	$B77C	-	Funktion, numerisch
STR$	196	$C4	46181	$B465	stR	Funktion, string
VAL	197	$C5	47021	$B7AD	vA	Funktion, numerisch
ASC	198	$C6	46987	$B78B	aS	Funktion, numerisch
CHR$	199	$C7	46828	$B6EC	cH	Funktion, string
LEFT$	200	$C8	46848	$B700	leF	Funktion, string
RIGHT$	201	$C9	46892	$B72C	rI	Funktion, string
MID$	202	$CA	46903	$B737	mI	Funktion, string
GO	203	$CB	43026	$A812	-	Anweisung/Befehl, Spezial
π	255	$FF	44702	$AE9E	-	Funktion, numerisch, Konstante
ST (STATUS)	-	-	65463	$FFB7	-	Systemvariable
TI (TIME)	-	-	?	?	-	Systemvariable
TI$ (TIME$)	-	-	43488	$A9E0	-	Systemvariable

Tokenisation

Hier werden die Schlüsselwörter (Befehle) in ein Single-Byte-Wert (Token) umgewandelt, wenn sie in einem Programm gespeichert sind. Das geschieht entweder durch einen Programmstart mit RUN oder im Direktmodus (Konsole) durch das Drücken der Taste RETURN, wenn dort Kommandos eingegeben worden sind. Der BASIC-Interpreter arbeitet die Token der Reihenfolge nach ab.

De-Tokenisation

Hier werden die Token (Bytes) in lesbare BASIC-Befehle (Schlüsselwörter) umgewandelt, was eigentlich nur für das LIST-Kommando als Ausgabe und für gute menschliche Lesbarkeit zutrifft. Ansonsten wird die De-Tokenisation nicht angewandt.

Single-Byte-Token

Ein Token kann beim Commodore BASIC V2 (ab 4.0) einen Single-Byte-Wert zwischen 128-255 ($80-$FF) haben und belegt nur 1 Byte Arbeitsspeicher. Token-Codes sind immer größer oder gleich 128 ($80); d.h. das höchstwertige Bit in einem Byte, das einen Token repräsentiert, ist immer gesetzt und somit werden keine PETSCII-Zeichen (<128/<$80) als Token-Code benutzt.

Two-Bytes-Token

Ab dem Commodore BASIC 7.0 (C 128) werden wegen des umfangreichen BASIC-Befehlssatzes zwei Bytes für ein Token benötigt.

Ausführen von Token

Jedes Token hat eine sogenannte Ausführungsadresse (EXEC) im ROM, wo dann der entsprechende Code für den jeweiligen Token bzw. BASIC-Befehl ausgeführt wird.

Schlüsselwörter

BASIC V2 enthält 76 Schlüsselwörter, 8 Operatoren, 1 Konstante und 3 Systemvariablen, die in verschiedenen Gruppen gegliedert sind:

• 128-162 ($80-$A2): Befehle
• 163-169 ($A3-$A9): “Bywords“, die Teil der Syntax der vorherigen Befehle sind
• 170-179 ($AA-$B3): Arithmetische und logische Operatoren
• 180-202 ($B4-$CA): Funktionen
• 203 ($CB): Befehl – GO (der hier als Ausnahme hinter den Funktionen liegt)
• 204-254 ($CC-$FE): Ein freier Bereich für 51 zusätzliche Token, z.B. der für BASIC-Erweiterungen von Drittanbietern genutzt wird
• 255 ($FF): Konstante – Pi
• Systemvariablen: ST (STATUS), TI (TIME), TI$ (TIME$). Im BASIC V2 ROM werden die Systemvariablen als Ausnahmen in den Routinen zur Behandlung normaler Variablen behandelt.

Abkürzungen

Die meisten BASIC-Schlüsselwörter kann man bei der Eingabe abkürzen. Abgekürzte Schlüsselwörter werden i.d.R. gebildet, indem man die ersten (manchmal bis zu drei) Zeichen eintippt und das nächste Zeichen mit SHIFT eingibt.

Auch hier gibt es wieder einige Ausnahmen. Einige Schlüsselwörter (CLOSE, GOSUB, LEFT$, RESTORE, RETURN, STEP, STR$) benötigen gekürzt 3 statt 2 Zeichen. Der BASIC-Befehl PRINT wird nur mit einem Zeichen, dem ? abgekürzt. Es gibt auch einige BASIC-Befehle (INPUT, COS, FN, TO, IF, INT, LEN, LOG, NEW, ON, OR, POS, REM, TAN) die nicht abkürzbar sind.

Speichern

Es kann schon mal vorkommen, dass eine Programmzeile 80 Zeichen überschreitet, also dafür mehr als 2 Zeilen auf dem Bildschirm angezeigt werden. Dies geschieht dadurch, dass die Ausgabe der Token beim LIST-Befehl eben ungekürzt passiert und somit Programmzeilen mit mehr als 80 Zeichen auftreten können.

Wenn sie eine solche Programmzeile ändern wollen, müssen sie die Abkürzungen erneut eingeben bevor sie das Programm speichern. Achten sie dann darauf, dass sie nicht mehr als 80 Zeichen für eine Programmzeile insgesamt verwenden. Alle zusätzlichen Zeichen danach werden nach dem Drücken von RETURN automatisch abgeschnitten. Beim Speichern eines Programms auf einen Datenträger werden die Token und nicht die Schlüsselwörter benutzt.

Mathematische Funktionen, die nicht Commodore 64 BASIC eigen sind, können wie folgt berechnet werden:



Dieser Beitrag beschreibt die typische Verzeichnisstruktur für Linux-Systeme, welche auf Debian basieren. Dazu gehören z.B.: Ubuntu, Raspberry Pi OS, Raspbian, Linux Mint, Kali Linux, Kubuntu, Proxmox u.v.m. Eine umfangreiche Liste von Debian based-Linux-Distributionen findet ihr hier: Distrowatch.com – Debian based

Alle elementaren Programme und Konfigurationsdateien liegen in verschiedenen Systemverzeichnissen. Anhand des Filesystem Hierarchie Standard (FHS) wird die Eingliederung der verschiedenen Dateiarten in die Verzeichnisstruktur gezeigt. Der FHS ist eine Richtlinie für die Verzeichnisstruktur unter Unix-ähnlichen Betriebssystemen.

Sie können den folgenden Informationen entnehmen, wo Sie Konfigurationsdateien finden, welche Verzeichnisse Programme enthalten und wo Dokumentationen zu finden sind.

Die folgende tabellarische Übersicht der Verzeichnisstruktur berücksichtigt nicht eine Installation mit gesonderten Partionen (z.B. boot, home, etc.). Außerdem wird Beschreibung der Dateisystem-Hierachie durch den Konsolenbefehl man (manual) gezeigt.

Tabelle Verzeichnisstruktur

Die wichtigsten Verzeichnisse haben folgende Bedeutungen bzw. Inhalte:

Verzeichnisstruktur mit dem Konsolenbefehl tree anzeigen

Um sich einen Überblick der Verzeichnisstruktur zu verschaffen kann man den Konsolenbefehl tree benutzen:

Als erstes wechseln wir in das Wurzelverzeichnis und dann lassen wir uns den Verzeichnisbaum mit einer Leveltiefe von 1 anzeigen. Die Leveltiefe kann natürlich auch erweitert werden, indem man die 1 durch die gewünschte Tiefe ersetzt.

pi@pi4b:~ $ cd /
pi@pi4b:/ $ tree -L 1
.
├── bin
├── boot
├── boot.bak
├── dev
├── etc
├── home
├── lib
├── lost+found
├── media
├── mnt
├── opt
├── proc
├── root
├── run
├── sbin
├── srv
├── sys
├── tmp
├── usr
└── var

20 directories, 0 files

Beschreibung der Dateisystem-Hierachie mit dem Konsolenbefehl man (englisch)

Wenn Sie folgenden Konsolenbefehl eingeben:

man hier

erhalten Sie die Beschreibung der Dateisystem-Hierachie mit folgender Beispielausgabe:

HIER(7) Linux Programmer's Manual HIER(7)

NAME
hier - description of the filesystem hierarchy

DESCRIPTION
A typical Linux system has, among others, the following directories:

/ This is the root directory. This is where the whole tree starts.

/bin This directory contains executable programs which are needed in single user mode and to bring the system up or repair it.

/boot Contains static files for the boot loader. This directory holds only the files which are needed during the boot process. The map
installer and configuration files should go to /sbin and /etc.

/dev Special or device files, which refer to physical devices. See mknod(1).

/etc Contains configuration files which are local to the machine. Some larger software packages, like X11, can have their own subdirec‐
tories below /etc. Site-wide configuration files may be placed here or in /usr/etc. Nevertheless, programs should always look for
these files in /etc and you may have links for these files to /usr/etc.

/etc/opt
Host-specific configuration files for add-on applications installed in /opt.

/etc/sgml
This directory contains the configuration files for SGML and XML (optional).

/etc/skel
When a new user account is created, files from this directory are usually copied into the user's home directory.

/etc/X11
Configuration files for the X11 window system (optional).

/home On machines with home directories for users, these are usually beneath this directory, directly or not. The structure of this
directory depends on local administration decisions.

/lib This directory should hold those shared libraries that are necessary to boot the system and to run the commands in the root
filesystem.

/media This directory contains mount points for removable media such as CD and DVD disks or USB sticks.

/mnt This directory is a mount point for a temporarily mounted filesystem. In some distributions, /mnt contains subdirectories intended
to be used as mount points for several temporary filesystems.

/opt This directory should contain add-on packages that contain static files.

/proc This is a mount point for the proc filesystem, which provides information about running processes and the kernel. This pseudo-
filesystem is described in more detail in proc(5).

/root This directory is usually the home directory for the root user (optional).

/sbin Like /bin, this directory holds commands needed to boot the system, but which are usually not executed by normal users.

/srv This directory contains site-specific data that is served by this system.

/tmp This directory contains temporary files which may be deleted with no notice, such as by a regular job or at system boot up.

/usr This directory is usually mounted from a separate partition. It should hold only sharable, read-only data, so that it can be
mounted by various machines running Linux.

/usr/X11R6
The X-Window system, version 11 release 6 (optional).

/usr/X11R6/bin
Binaries which belong to the X-Window system; often, there is a symbolic link from the more traditional /usr/bin/X11 to here.
/usr/X11R6/lib
Data files associated with the X-Window system.

/usr/X11R6/lib/X11
These contain miscellaneous files needed to run X; Often, there is a symbolic link from /usr/lib/X11 to this directory.

/usr/X11R6/include/X11
Contains include files needed for compiling programs using the X11 window system. Often, there is a symbolic link from
/usr/include/X11 to this directory.

/usr/bin
This is the primary directory for executable programs. Most programs executed by normal users which are not needed for booting or
for repairing the system and which are not installed locally should be placed in this directory.

/usr/bin/X11
is the traditional place to look for X11 executables; on Linux, it usually is a symbolic link to /usr/X11R6/bin.

/usr/dict
Replaced by /usr/share/dict.

/usr/doc
Replaced by /usr/share/doc.

/usr/etc
Site-wide configuration files to be shared between several machines may be stored in this directory. However, commands should
always reference those files using the /etc directory. Links from files in /etc should point to the appropriate files in /usr/etc.

/usr/games
Binaries for games and educational programs (optional).

/usr/include
Include files for the C compiler.
/usr/include/X11
Include files for the C compiler and the X-Window system. This is usually a symbolic link to /usr/X11R6/include/X11.

/usr/include/asm
Include files which declare some assembler functions. This used to be a symbolic link to /usr/src/linux/include/asm.

/usr/include/linux
This contains information which may change from system release to system release and used to be a symbolic link to
/usr/src/linux/include/linux to get at operating-system-specific information.

(Note that one should have include files there that work correctly with the current libc and in user space. However, Linux kernel
source is not designed to be used with user programs and does not know anything about the libc you are using. It is very likely
that things will break if you let /usr/include/asm and /usr/include/linux point at a random kernel tree. Debian systems don't do
this and use headers from a known good kernel version, provided in the libc*-dev package.)

/usr/include/g++
Include files to use with the GNU C++ compiler.

/usr/lib
Object libraries, including dynamic libraries, plus some executables which usually are not invoked directly. More complicated pro‐
grams may have whole subdirectories there.

/usr/lib/X11
The usual place for data files associated with X programs, and configuration files for the X system itself. On Linux, it usually
is a symbolic link to /usr/X11R6/lib/X11.

/usr/lib/gcc-lib
contains executables and include files for the GNU C compiler, gcc(1).

/usr/lib/groff
Files for the GNU groff document formatting system.
/usr/lib/uucp
Files for uucp(1).

/usr/local
This is where programs which are local to the site typically go.

/usr/local/bin
Binaries for programs local to the site.

/usr/local/doc
Local documentation.

/usr/local/etc
Configuration files associated with locally installed programs.

/usr/local/games
Binaries for locally installed games.

/usr/local/lib
Files associated with locally installed programs.

/usr/local/include
Header files for the local C compiler.

/usr/local/info
Info pages associated with locally installed programs.

/usr/local/man
Man pages associated with locally installed programs.

/usr/local/sbin
Locally installed programs for system administration.
/usr/local/share
Local application data that can be shared among different architectures of the same OS.

/usr/local/src
Source code for locally installed software.

/usr/man
Replaced by /usr/share/man.

/usr/sbin
This directory contains program binaries for system administration which are not essential for the boot process, for mounting /usr,
or for system repair.

/usr/share
This directory contains subdirectories with specific application data, that can be shared among different architectures of the same
OS. Often one finds stuff here that used to live in /usr/doc or /usr/lib or /usr/man.

/usr/share/dict
Contains the word lists used by spell checkers.

/usr/share/doc
Documentation about installed programs.

/usr/share/games
Static data files for games in /usr/games.

/usr/share/info
Info pages go here.

/usr/share/locale
Locale information goes here.
/usr/share/man
Manual pages go here in subdirectories according to the man page sections.

/usr/share/man/<locale>/man[1-9]
These directories contain manual pages for the specific locale in source code form. Systems which use a unique language and code
set for all manual pages may omit the <locale> substring.

/usr/share/misc
Miscellaneous data that can be shared among different architectures of the same OS.

/usr/share/nls
The message catalogs for native language support go here.

/usr/share/sgml
Files for SGML and XML.

/usr/share/terminfo
The database for terminfo.

/usr/share/tmac
Troff macros that are not distributed with groff.

/usr/share/zoneinfo
Files for timezone information.

/usr/src
Source files for different parts of the system, included with some packages for reference purposes. Don't work here with your own
projects, as files below /usr should be read-only except when installing software.

/usr/src/linux
This was the traditional place for the kernel source. Some distributions put here the source for the default kernel they ship.
You should probably use another directory when building your own kernel.
/usr/tmp
Obsolete. This should be a link to /var/tmp. This link is present only for compatibility reasons and shouldn't be used.

/var This directory contains files which may change in size, such as spool and log files.

/var/adm
This directory is superseded by /var/log and should be a symbolic link to /var/log.

/var/backups
Reserved for historical reasons.

/var/cache
Data cached for programs.

/var/catman/cat[1-9] or /var/cache/man/cat[1-9]
These directories contain preformatted manual pages according to their man page section. (The use of preformatted manual pages is
deprecated.)

/var/cron
Reserved for historical reasons.

/var/lib
Variable state information for programs.

/var/local
Variable data for /usr/local.

/var/lock
Lock files are placed in this directory. The naming convention for device lock files is LCK..<device> where <device> is the
device's name in the filesystem. The format used is that of HDU UUCP lock files, that is, lock files contain a PID as a 10-byte
ASCII decimal number, followed by a newline character.

/var/log
Miscellaneous log files.

/var/opt
Variable data for /opt.

/var/mail
Users' mailboxes. Replaces /var/spool/mail.

/var/msgs
Reserved for historical reasons.

/var/preserve
Reserved for historical reasons.

/var/run
Run-time variable files, like files holding process identifiers (PIDs) and logged user information (utmp). Files in this directory
are usually cleared when the system boots.

/var/spool
Spooled (or queued) files for various programs.

/var/spool/at
Spooled jobs for at(1).

/var/spool/cron
Spooled jobs for cron(8).

/var/spool/lpd
Spooled files for printing.

/var/spool/mail
Replaced by /var/mail.

/var/spool/mqueue
Queued outgoing mail.

/var/spool/news
Spool directory for news.

/var/spool/rwho
Spooled files for rwhod(8).

/var/spool/smail
Spooled files for the smail(1) mail delivery program.

/var/spool/uucp
Spooled files for uucp(1).

/var/tmp
Like /tmp, this directory holds temporary files stored for an unspecified duration.

/var/yp
Database files for NIS.

Technik ermöglicht Einblicke in Zellen bis hin zur atomaren Auflösung / Symposium am Center for Soft Nanoscience

Bei einem Eröffnungssymposium mit rund 150 Gästen ist im Center for Soft Nanoscience (SoN) der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) am 19. April (Mittwoch) ein technisch herausragendes Hochleistungs-Kryoelektronenmikroskop („Kryo-EM“) offiziell eingeweiht worden. Das Gerät ist weltweit eines der leistungsstärksten seiner Art und wird unter der Leitung von Prof. Dr. Christos Gatsogiannis künftig von rund 20 Arbeitsgruppen sowie Forschungsverbünden aus den Disziplinen Medizin, Biologie und Chemie genutzt. Es soll dazu beitragen, dass die Universität Münster auch international ihre führende Rolle in der multiskaligen Bildgebung beibehält und ausbaut.

Das Kryo-EM kann kleinste Bestandteile von Zellen abbilden – bis hin zu einzelnen Atomen – und somit helfen, die Prozesse im Inneren der Zellen zu verstehen. Mit seiner Hilfe wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zudem die Strukturen von Proteinen sichtbar machen und dadurch Rückschlüsse auf ihre Funktionsweise ziehen oder auch herausfinden, wie die Proteine in lebenden Zellen Krankheiten hervorrufen.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und das Land Nordrhein-Westfalen hatten im Rahmen des Förderprogramms „Forschungsgroßgeräte“ insgesamt 7,5 Millionen Euro für die Ausstattung zur Verfügung gestellt. Neben dem Hochleistungs-Kryo-EM gehören zwei weitere Geräte dazu: ein automatisiertes Screening-Elektronenmikroskop, das eine optimale Vorauswahl der Proben ermöglicht, und ein Kryo-fokussiertes-Ionenstrahl-/Rasterelektronenmikroskop, das zur Präparation der Proben benötigt wird.

Voraussetzung für die Anschaffung des Kryo-EM war die besondere bauliche Ausstattung des SoN. Unter anderem ist der Gebäudeteil im Erdgeschoss, in dem das Gerät steht, von einem Erdhügel bedeckt. Dadurch ist das Kryo-EM-Labor von äußeren Schwingungen isoliert. Zudem ist der Boden des Labors fast perfekt schwingungsgedämpft, schließlich ist der Raum gegen störende Magnetfelder abgeschirmt.

Der Biologe Christos Gatsogiannis leitet die Arbeitsgruppe „Kryo-EM komplexer Nanosysteme“ der Medizinischen Fakultät an der Universität Münster. Die Gruppe ist im SoN untergebracht.

Hintergrundinformationen zur Kryoelektronenmikroskopie

Die Kryo-EM ist eine Variante der Transmissionselektronenmikroskopie. Dabei werden mikroskopische Objekte mithilfe von Elektronenstrahlen bei kryogenen, also extrem niedrigen Temperaturen abgebildet. Durch ein spezielles Verfahren werden die Proben so schnell auf minus 196 Grad Celsius abgekühlt, dass sie nahezu unversehrt erhalten bleiben. Die Wissenschaftler Jacques Dubochet, Joachim Frank und Richard Henderson erhielten im Jahr 2017 den Chemie-Nobelpreis für die Entwicklung dieser Methode. 2020 gelang es einem Forscherteam erstmals, einzelne Atome in einer Proteinstruktur mittels Kryo-EM zu beobachten. Durch diese Technik ist es möglich, nachzuvollziehen, wie Proteine in lebenden Zellen funktionieren oder Krankheiten hervorrufen.

Links:

• Artikel aus der Unizeitung wissen|leben Nr. 2, 29. März 2023
  https://www.uni-muenster.de/news/view.php?cmdid=13215
• Video „Inauguration of a high-performance cryogenic electron microscope at the Center for Soft Nanoscience”
  https://youtu.be/spGc8WKDo1Y
• AG „KryoEM komplexer Nanosysteme” an der WWU Münster
  https://www.medizin.uni-muenster.de/impb/das-institut/cryoem.html
• Center for Soft Nanoscience
  https://www.uni-muenster.de/SON/
• Forschungsschwerpunkt „Zelldynamik und Bildgebung“ an der Universität Münster
  https://www.uni-muenster.de/forschung/profil/schwerpunkt/zelldynamik.html
• Cells in Motion (CiM) Interfaculty Centre
  https://www.uni-muenster.de/Cells-in-Motion/de/index.html

Quelle: Pressemitteilung / Pressestelle der Universität Münster (upm)

In diesem Video (00:31:19, engl.) erklärt Robin Harbron einige Features von CBM BASIC v2.0 die eigentlich selten benutzt werden. Robin zeigt Tipps und Beispiele zu jedem BASIC-Feature live am C-64.

Folgende Themen werden dabei angesprochen:

1. DEF und FN
2. ON GOSUB / ON GOTO
3. Wissenschaftliche Notation
4. INPUT Möglichkeiten
5. LIST Parameter
6. STOP und END
7. CONT
8. RND()
9. USR()
10. WAIT

Millionen-Förderung für Verbundprojekt: Nachhaltigkeit und zirkuläre Wirtschaft im Fokus

Das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien spielt nicht nur aufgrund seiner ökologischen Nachhaltigkeit eine immer größere Rolle in der Batterieforschung, sondern auch aufgrund der Rohstoffknappheit. Während in Deutschland und Europa die Anzahl an Produktionsstätten steigt, fehlt es an natürlichen Vorkommen zahlreicher Ausgangsmaterialien für die Batteriezellproduktion. An diesem Punkt setzt das neue Forschungsprojekt „ProRec“ (kurz für „Neuartige Prozesse während des Recyclings von wässrig prozessierten und zukünftigen Batterien“) an, das das MEET Batterieforschungszentrum der Universität Münster gemeinsam mit den im dortigen Fachbereich Chemie und Pharmazie ansässigen Instituten für betriebswirtschaftliches Management sowie für Anorganische und Analytische Chemie koordiniert. Mithilfe eines wasserbasierten Recyclingverfahrens wollen die Forscherinnen und Forscher Materialien aus wässrig prozessierten – also unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel hergestellten – Elektroden zurückgewinnen und auf ihre Weiternutzung hin analysieren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Verbundprojekt über drei Jahre mit 3,2 Millionen Euro.

Ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit im Blick

In der Kathodenherstellung für Lithium-Ionen-Batterien werden fluorfreie Binder eingesetzt, die wässrig prozessiert werden können und damit bereits in der Herstellung umweltfreundlich sind. „Für das Recycling bringen diese Binder neue Möglichkeiten mit sich“, erklärt Dr. Sascha Nowak, einer der Projektkoordinatoren und Leiter des Forschungsbereichs Analytik und Umwelt am MEET. Ziel des Projekts ist es, herauszufinden, wie sich die Wasserlöslichkeit der Binder nutzen lässt, um mittels wasserbasierter Recyclingprozesse sowohl das Aktivmaterial von den Stromsammlern abzulösen als auch die weiteren wasserlöslichen Bestandteile, wie zum Beispiel Lithiumsalze, zu extrahieren.

Um das neue Verfahren mit gängigen Recyclingmethoden vergleichen zu können, werden die wässrig prozessierten Elektroden zusätzlich über eine klassische Prozessroute rezykliert. Anschließend charakterisiert das Wissenschaftsteam die zurückgewonnenen Materialien, bereitet sie auf und untersucht sie im Hinblick auf einen Einsatz in neuen Batteriezellen. Zum Abschluss beurteilen die Forschenden den ökologischen Nutzen sowie die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. „Mit dem Projekt stärken wir die zirkuläre Wirtschaft von Batterien“, sagt Sascha Nowak.

An dem Verbundprojekt beteiligt sind außerdem die Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB in Münster, das Institut für Aufbereitung, Recycling und Kreislaufwirtschaftssysteme der Technischen Universität Clausthal, das Institut für Partikeltechnik der Technischen Universität Braunschweig und das physikalisch-chemische Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen.

Links:

• MEET Batterieforschungszentrum an der Universität Münster
  https://www.uni-muenster.de/MEET/
• Informationen zum Projekt “ProRec”
  https://cris.uni-muenster.de/portal/project/83571213
• Meldung aus dem MEET (April 2022): “Neues Verfahren für wässriges Prozessieren von Kathodenmaterialien”
  https://www.uni-muenster.de/MEET/presse/news/aqueous-processing-cathode-materials.shtml
• Forschungsschwerpunkt Batterieforschung an der WWU
  https://www.uni-muenster.de/forschung/profil/schwerpunkt/batterieforschung.html

Quelle: Pressemitteilung / Pressestelle der Universität Münster (upm)

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Physiker entdecken unerwartete Verbindung zwischen aktiven Teilchen und quantenmechanischen Systemen / Studie in „Nature Communications“

Die Untersuchung von aktiven Teilchen ist eines der am schnellsten wachsenden Teilgebiete der Physik. Als aktive Teilchen bezeichnen Physikerinnen und Physiker Objekte, die sich durch einen internen Antrieb von alleine fortbewegen. Dazu zählen Lebewesen wie schwimmende Bakterien und Fische, fliegende Vögel oder herumlaufende Menschen, aber auch künstliche Nanoroboter, die zum Beispiel für den Medikamententransport im Körper eingesetzt werden können. Insbesondere interessieren sich die Fachleute für das Verhalten von Systemen aus vielen aktiven Teilchen, um hierdurch beispielsweise Vogelschwärme, Biofilme oder Menschenansammlungen zu verstehen. Die Physiker Dr. Michael te Vrugt, Tobias Frohoff-Hülsmann, Prof. Dr. Uwe Thiele und Prof. Dr. Raphael Wittkowski vom Institut für Theoretische Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster haben nun in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Eyal Heifetz von der Universität Tel Aviv (Israel) ein neues Modell („active model I+“) für die Dynamik von Systemen aus vielen aktiven Teilchen entwickelt. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

„Dieses Modell beschreibt insbesondere Teilchen, auf die nur geringe Reibungskräfte wirken, ein bislang nur wenig untersuchter Fall“, erklärt Erstautor Michael te Vrugt. Hierbei hat das Team festgestellt, dass dieses Modell für bestimmte Parameterwerte genauso aussieht wie die Schrödingergleichung. Die Schrödingergleichung ist die Grundgleichung der Quantenmechanik, welche das Verhalten von extrem kleinen Teilchen wie Elektronen oder Protonen beschreibt. Durch diese Analogie ist es möglich, in aktiven Systemen Analogien zu aus der Quantenmechanik bekannten Effekten zu finden. Die Physiker untersuchten in der aktuellen Arbeit zum einen den Tunneleffekt und zum anderen dunkle Materie.

Der Tunneleffekt ist ein quantenmechanisches Phänomen, bei dem ein Teilchen durch eine Barriere hindurchdringt („tunnelt“), obwohl es dafür eigentlich zu wenig Energie hat. Dieser Effekt spielt eine Rolle beim radioaktiven Zerfall, ist aber auch beispielsweise für den Speichervorgang in USB-Sticks wichtig. Die Autoren konnten nun zeigen, dass sich die Dichteverteilung von aktiven Teilchen, die mit einem Laserstrahl beleuchtet werden, in etwa wie die Wahrscheinlichkeitsverteilung eines quantenmechanischen Teilchens beim Tunneleffekt verhält.

Dunkle Materie ist eine Form von Materie, die nicht mit sichtbarem Licht wechselwirkt und deren Zusammensetzung bislang nicht verstanden ist, von deren Existenz man aber aus einer Vielzahl astronomischer Beobachtungen weiß. In der Studie wies das Team nun durch einen Vergleich der entsprechenden mathematischen Modelle nach, dass sich elektrisch geladene aktive Teilchen ähnlich wie dunkle Materie verhalten. „Dies eröffnet eine Möglichkeit, kosmologische Strukturbildungsprozesse im Labor nachzustellen“, kommentiert Raphael Wittkowski.

Finanzierung

Die Promotionen von Michael te Vrugt und Tobias Frohoff-Hülsmann wurden durch die Studienstiftung des deutschen Volkes unterstützt. Die Arbeitsgruppe Wittkowski erhält finanzielle Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Project-ID 433682494 – SFB 1459).

Originalpublikation

M. te Vrugt, T. Frohoff-Hülsmann, E. Heifetz, U. Thiele, R. Wittkowski (2023). From a microscopic inertial active matter model to the Schrödinger equation. Nature Communications 14, 1302; DOI: 10.1038/s41467-022-35635-1

Links:

• Originalveröffentlichung in “Nature Communications”
  https://doi.org/10.1038/s41467-022-35635-1
• AG Wittkowski an der WWU
  https://www.uni-muenster.de/Physik.TP/research/wittkowski/
• AG Thiele an der WWU
  https://www.uni-muenster.de/Physik.TP/research/thiele/
• AG Heifetz an der Universität Tel Aviv
  https://eyalheifetz.weebly.com/

Quelle: Pressemitteilung / Pressestelle der Universität Münster (upm)

Harald Hiesinger über sein Trainingsprogramm für die Europäische Weltraumorganisation

In wenigen Jahren will die Menschheit zum Mond zurückkehren. Astronautinnen und Astronauten sollen auf Artemis-Missionen an der Planung und Durchführung von geologischen Expeditionen auf der Mondoberfläche teilnehmen. Um sie auf diese Aufgaben bestmöglich vorzubereiten, hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) das sogenannte PANGAEA-Programm (Planetary ANalogue Geological and Astrobiological Exercise for Astronauts) ins Leben gerufen. Seit 2016 werden Astronauten von bisher drei Raumfahrtagenturen mit grundlegenden Kenntnissen und Fähigkeiten in der Feldgeologie ausgestattet, die für die Erforschung des Mondes erforderlich sind. Kathrin Kottke sprach mit Dr. Harald Hiesinger, PANGAEA-Ausbilder und Professor für geologische Planetologie an der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster, über das Ausbildungsprogramm und die Rolle der geologischen Feldforschung auf dem Mond.

Warum ist dieses wissenschaftliche Training wichtig?

Es gibt viele Astronauten mit einem wissenschaftlichen Hintergrund, aber nur wenige mit Erfahrung in der geologischen Feldforschung. Für künftige bemannte Missionen zum Mond und zum Mars werden wir jedoch Astronauten benötigen, die die Oberfläche in komplexen geologischen Umgebungen erforschen. PANGAEA beinhaltet eine Reihe an Kursen, die sich mit den Themen der geologischen und astrobiologischen Erkundung von Planeten befassen und das wissenschaftliche Fachwissen vermitteln.

Wer nimmt an den Kursen teil, und wie laufen sie ab?

Zu den Teilnehmern gehören ESA- und NASA-Astronauten sowie in der Vergangenheit auch Roscosmos-Kosmonauten, aber auch Missionsdesigner, Betriebspersonal und Ingenieure. Das Training basiert auf Theorie und Praxis – wobei der Unterricht im ‚Klassenzimmer‘ und im Feld eng miteinander verwoben ist. Es ist wichtig, dass das zuvor Gelernte direkt in der Praxis Anwendung findet. Die Sitzungen sind so konzipiert, dass sie die Selbstständigkeit der Auszubildenden in der Feldgeologie erhöhen. Dazu beinhalten sie geführte oder selbstständig durchgeführte geologische Begehungen und das Üben von Techniken zur Probennahme. Damit die Kursteilnehmer unterschiedliche geologische Formationen und Strukturen kennenlernen, reisen wir zu unterschiedlichen Orten.

Wohin genau?

Zu unseren Feldstandorten gehören die Perm-Trias-Sedimentabfolgen in den italienischen Dolomiten, Einschlag-Lithologien im Rieskrater in Süddeutschland, eine umfassende Reihe vulkanischer Ablagerungen auf Lanzarote und Anorthosit-Aufschlüsse auf den Lofoten in Norwegen.

Vermutlich hat jedes Gebiet seine spezifischen Besonderheiten?

Jedes dieser Gebiete dient als Grundlage für die wichtigsten Lerneinheiten: erstens Erdgeologie, Gesteinserkennung und Sedimentologie auf der Erde und dem Mars, zweitens Mondgeologie und Einschlagskrater, drittens Vulkanismus auf der Erde, dem Mond und dem Mars sowie Astrobiologie und viertens sogenanntes Intrusivgestein und die Entwicklung der lunaren Urkruste.

Sind die Astronauten danach ‚richtige‘ Wissenschaftler?

Ja! Wir bieten ein kompaktes – jedoch sehr intensives und anspruchsvolles – Programm an. Die Astronauten müssen am Ende in der Lage sein, wissenschaftliche Entscheidungen großteils selbstständig zu treffen. Im Apollo-Programm hat sich das Konzept ‚Train them, trust them and turn them loose‘ sehr bewährt. Nur so ist es möglich, die enormen Fähigkeiten der Astronauten voll auszuschöpfen, um in kurzer Zeit möglichst viel über den besuchten Körper zu lernen. In anderen Worten: Die Astronauten werden wieder als Feldforscher fungieren und die unbekannte Umgebung auf der Planetenoberfläche erkunden.

Auf was werden sie konkret vorbereitet?

Zum Beispiel müssen sie die Umgebung untersuchen, um wissenschaftlich interessante Gesteine und Formationen zu identifizieren. Dazu setzen sie tragbare Instrumente und Kamerasysteme ein, mit denen sie Informationen sammeln. Ihre Funde und Erkenntnisse teilen sie dem bodengestützten Wissenschaftsteam mit. Dann wird gemeinsam entschieden, was die nächsten Schritte sind.

Was genau ist Ihre Aufgabe in den Kursen?

Meine Aufgabe ist es, die Astronauten mit der Geologie des Mondes vertraut zu machen. Ich behandle dabei Themen wie Vulkanismus auf dem Mond, Impaktprozesse und wie Impakte – also Einschläge von Kleinkörpern wie Meteoroide, Asteroiden und Kometen – zur Altersdatierung von Oberflächen genutzt werden können. Es geht aber auch um volatile Komponenten, zum Beispiel Wasser, in den permanent im Schatten liegenden Kraterböden nahe der Pole, die für die Exploration des Mondes durch Astronauten nutzbar sind. Auch eine Übung in der geologischen Kartierung eines Gebietes auf dem Mond führe ich mit den Astronauten durch, sodass sie letztlich ein solides Wissen über den Mond und die offenen wissenschaftlichen Fragen besitzen.

Wie genau laufen denn diese Praxisübungen ab?

Gemeinsam mit Kollegen des Rieskratermuseums und des Geoparks leite ich parallel zur Theorie die Exkursionen im Rieskrater, auf denen die Astronauten unmittelbar Erfahrungen in der Impaktgeologie sammeln. Im Gelände diskutieren wir die unterschiedlichen Gesteine, Morphologien, Prozesse, offene Fragen und wie dieses Wissen auf den Mond angewendet werden kann. Dabei ist es für mich immer wieder faszinierend zu sehen, wie schnell die Astronauten Informationen nicht nur aufnehmen, sondern auch Wissenslücken erkennen und offene wissenschaftliche Fragen identifizieren. Und letztlich ist es sehr schön zu sehen, wie neugierig die Astronauten sind und wie sehr sie an der Erforschung unseres Sonnensystems interessiert sind.

Wie geht es nun weiter?

Nachdem wir unsere Erkenntnisse des Trainingsprogramms in der Fachzeitschrift ‚Acta Astronautica‘ publiziert haben, folgen nun weitere Kurse, die auf unseren Erfahrungen und den Rückmeldungen der Astronauten aufbauen. Im September geht es für mich wieder ins Nördlinger Ries, um die nächste Kohorte auszubilden.

Links:

• Originalveröffentlichung in der Fachzeitschrift Acta Astronautica
  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094576522007068
• Pressemitteilung der Europäischen Weltraumorganisation
  https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Turning_astronauts_into_Moon_explorers
• Video: Training astronauts for the Moon
  https://www.youtube.com/watch?v=31DwDjZ1jpc&list=PL82620719A0574519&index=2
• Prof. Dr. Harald Hiesinger am Institut für Planetologie der Universität Münster
  https://www.uni-muenster.de/Planetology/ifp/personen/hiesinger_harald/profil.shtml

Quelle: Pressemitteilung / Pressestelle der Universität Münster (upm)

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