El Forschungszentrum Jülich ( FZJ ) es una institución de investigación nacional alemana que realiza investigaciones interdisciplinarias en los campos de la energía , la información y la bioeconomía . Opera una amplia gama de infraestructuras de investigación como supercomputadoras , una cámara de simulación atmosférica, microscopios electrónicos , un acelerador de partículas , salas blancas para nanotecnología , entre otras cosas. Las prioridades de investigación actuales incluyen el cambio estructural en la región minera de lignito de Renania , el hidrógeno y las tecnologías cuánticas . [1] Como miembro de la Asociación Helmholtz con aproximadamente 6.800 empleados en diez institutos y 80 subinstitutos, [2] Jülich es una de las instituciones de investigación más grandes de Europa. [3]
La sede del Forschungszentrum Jülich se encuentra entre las ciudades de Aquisgrán , Colonia y Düsseldorf , en las afueras de la ciudad de Jülich, en Renania del Norte-Westfalia . FZJ tiene 15 sucursales en Alemania y en el extranjero, incluidos ocho sitios en fuentes de radiación de neutrones y sincrotrón europeas e internacionales, dos institutos conjuntos con la Universidad de Münster , la Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) y el Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), y tres oficinas de Project Management Jülich (PtJ) en las ciudades de Bonn , Rostock y Berlín . [2] Jülich coopera estrechamente con la Universidad RWTH de Aachen dentro de la Alianza de Investigación Jülich Aachen (JARA). [4]
El centro fue fundado el 11 de diciembre de 1956 por el estado de Renania del Norte-Westfalia como asociación registrada y en 1967 pasó a denominarse Centro de Investigación Nuclear de Jülich. En 1990, su nombre pasó a ser "Forschungszentrum Jülich GmbH".
El 11 de diciembre de 1956, el parlamento del estado de Renania del Norte-Westfalia decidió fundar un «centro de investigación atómica». De este modo, se creó la Sociedad para el Fomento de la Investigación en Física Nuclear (GFKF) como asociación registrada. Su fundador es el secretario de estado Leo Brandt (Ministerio de Economía y Transporte del estado federado de Renania del Norte-Westfalia). Se barajaron varias ubicaciones, pero se optó por el bosque de Stetternich, en el entonces distrito de Jülich. La Sociedad para el Fomento de la Investigación en Física Nuclear (GFKF) pasó a llamarse Centro de Investigación Nuclear de Jülich (KFA, por sus siglas en alemán). Siete años más tarde se convirtió en una sociedad de responsabilidad limitada (GmbH) y en 1990 pasó a llamarse Forschungszentrum Jülich GmbH. Los socios de Forschungszentrum Jülich son la República Federal de Alemania (90%) y el estado federado de Renania del Norte-Westfalia (10%). [5]
En 1958 se colocó la primera piedra de los reactores de investigación MERLIN (FRJ-1) y DIDO (FRJ-2), que entraron en funcionamiento en 1962. El reactor de investigación FRJ-1 se desmanteló en 1985 y se desmanteló por completo entre 2000 y 2008. El reactor de investigación FRJ-2 era un reactor de clase DIDO y se utilizaba para experimentos de dispersión de neutrones. Su explotación estaba a cargo de la División Central de Reactores de Investigación (ZFR). Hasta la puesta en funcionamiento de la fuente de neutrones de investigación Heinz Maier-Leibnitz en Garching (FRM II), el FRJ-2 era la fuente de neutrones más potente de Alemania. Se utilizaba principalmente para realizar experimentos de dispersión y espectroscopia de materia condensada. El centro estuvo en funcionamiento desde el 14 de noviembre de 1962 hasta el 2 de mayo de 2006. En 2006 se fundó el Centro de Investigación de Neutrones de Jülich (JCNS), que refleja el papel del Forschungszentrum Jülich como centro nacional de competencia en materia de dispersión de neutrones. Seis de los instrumentos más importantes se trasladaron del FRJ-2 al FRM II y allí también se ensamblaron nuevos instrumentos. [6] [7] [8]
En 1956 se formó un grupo de interés para preparar la construcción del reactor AVR . En 1959 se convirtió en "Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH" (AVR GmbH), un consorcio de 15 proveedores locales de electricidad encabezados por la empresa municipal de servicios públicos de Düsseldorf (Stadtwerke Düsseldorf) como propietario y operador (otros socios incluían las empresas municipales de servicios públicos de Aquisgrán, Bonn, Bremen, Hagen, Hannover, Múnich y Wuppertal). El objetivo era demostrar la viabilidad y operatividad de un reactor de alta temperatura refrigerado por gas y moderado por grafito para producir electricidad. BBC y Krupp fueron responsables de la construcción del reactor AVR, que comenzó en agosto de 1961 y se completó en 1966, después de que el consorcio hubiera recibido el contrato de diseño en abril de 1957 y el contrato de construcción en febrero de 1959. El costo de la construcción fue de alrededor de 100 millones de marcos alemanes.
En 1967 se puso en funcionamiento el reactor AVR, que comenzó a suministrar electricidad a la red eléctrica nacional. El 31 de diciembre de 1988 se paró el reactor AVR, que había demostrado durante su funcionamiento la viabilidad del reactor de lecho de bolas. Karl Strauss afirmó en 2016 que "la instalación había funcionado en general sin problemas". La disponibilidad media era del 60,4%. El AVR recibía apoyo científico y subvenciones de funcionamiento del Centro de Investigación Nuclear de Jülich (KFA), pero formalmente era independiente. A partir de mediados de los años 80, el entonces KFA redujo su compromiso con el desarrollo del reactor de alta temperatura refrigerado por gas.
El reactor de lecho de guijarros AVR todavía se está desmantelando hoy (ver su desmantelamiento y eliminación ). La grave contaminación del núcleo del reactor con partículas de polvo de grafito radiactivo resultó ser particularmente difícil. Esta contaminación fue causada por el recubrimiento de las pastillas de combustible hechas de carburo de silicio y carbono poroso, que se filtraron bajo las altas temperaturas en el núcleo del reactor y liberaron productos de fisión radiactivos. El consorcio de construcción BBC y Krupp había calculado erróneamente las temperaturas en el núcleo del reactor como 300 K más bajas. FZJ resolvió el problema rellenando el núcleo del reactor con hormigón ligero espumado, que aglutina las partículas de polvo y estabiliza el núcleo del reactor. El investigador de seguridad Rainer Moormann , que llamó la atención pública sobre la contaminación por polvo de grafito, fue galardonado con el Premio Whistleblower en 2011. Inmediatamente después del desastre nuclear de Fukushima , FZJ y AVR GmbH establecieron un grupo de expertos independientes para investigar la historia del reactor AVR y, en particular, para emitir una declaración oficial sobre las revelaciones públicas de Moormann. [9]
Fuente: [10]
Además de la investigación sobre física nuclear y energía nuclear, poco después de la fundación del FZJ se empezó a trabajar en nuevos temas y proyectos no nucleares, como la investigación medioambiental y la investigación del suelo para la agricultura. Uno de los primeros institutos que se fundó fue el Instituto de Biología (departamento de Botánica) el 1 de mayo de 1961. [11] En otoño de 1961 se creó el Instituto Central de Matemáticas Aplicadas (ZAM), que combinaba un instituto matemático con un centro informático, algo poco habitual en aquella época. [12] La investigación en lo que hoy se conoce como neurociencia comenzó en 1964, cuando se fundó el Instituto de Medicina Nuclear y se desarrollaron radiotrazadores que se utilizaron en técnicas de imagenología. Otra prioridad de investigación fue la comprensión de los estados sólidos como base para la investigación y modificación de las propiedades de los materiales, por ejemplo para nuevos materiales en la investigación energética. En 1970 se creó el Instituto de Investigación del Estado Sólido. [13]
En las décadas siguientes, Jülich amplió su gama de campos de investigación para incluir ciencias de la vida, investigación energética y medioambiental, ciencia de materiales y tecnologías de la información. En 1977 se fundó el Instituto de Biotecnología. En 1981 se puso en funcionamiento la instalación a gran escala TEXTOR [14] , el experimento de fusión de Jülich para explorar la tecnología de reactores de fusión nuclear en el campo de la interacción plasma-pared. La instalación se desmanteló a finales de 2013 [15] . En 1993 se puso en funcionamiento el acelerador de partículas COSY. En 1984 se inauguró en el ZAM el superordenador CRAY X-MP, uno de los ordenadores más rápidos del mundo. El ZAM desempeñó un papel fundamental en la fundación del primer centro nacional de supercomputación (HLRZ) en 1987. En 2007, el ZAM se convirtió en el Centro de Supercomputación de Jülich (JSC), que hoy opera el potente superordenador JUWELS y lo pone a disposición de los investigadores europeos. [16]
La nueva orientación científica condujo a un cambio de nombre y en 1990 se creó el "Forschungszentrum Jülich GmbH" (FZJ). Forschungszentrum Jülich es miembro fundador de la entonces Asociación de Centros de Investigación Nacionales (AGF, 1970), que se convirtió en la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes en 1995. [17] En 2004 se fundó el Centro Ernst Ruska de Microscopía Electrónica, equipado con microscopios electrónicos de transmisión . La investigación del suelo y el medio ambiente se interrelacionó con la investigación climática. En 2001 se inauguró la cámara de simulación atmosférica SAPHIR, seguida por la instalación experimental PhyTec para plantas en 2014. La colaboración con la Universidad RWTH de Aquisgrán se consolidó en 2007 con la creación de la Alianza de Investigación Jülich Aachen (JARA). [18] En 2011, el Forschungszentrum Jülich, en colaboración con las universidades de Aquisgrán, Bonn, Colonia y Düsseldorf, fundó el Centro de Ciencias de la Bioeconomía (BioSc) como centro científico de excelencia para la bioeconomía sostenible. [19] FZJ también trabaja en estrecha colaboración con las universidades de Bonn, Colonia y Aquisgrán dentro del Geoverbund ABC/J. [20] En 2011, se estableció el Centro de Competencia ESS en el Forschungszentrum Jülich. Coordina las contribuciones alemanas a la Fuente de Espalación Europea (ESS) en Lund, Suecia. [21]
El Forschungszentrum Jülich es una sociedad de responsabilidad limitada (GmbH) con los siguientes órganos sociales: Junta de socios, Consejo de Supervisión y Consejo de Administración. La Junta de socios está formada por representantes del gobierno federal alemán y del gobierno del estado de Renania del Norte-Westfalia. El presidente del consejo de administración es Wolfgang Marquardt, que ocupa el cargo desde el 1 de julio de 2014. Los demás miembros del consejo de administración son, a octubre de 2021, Karsten Beneke (vicepresidente desde 2011), Astrid Lambrecht (desde 2021) y Frauke Melchior (desde 2021). Los comités de FZJ son el Consejo Asesor Científico y el Consejo Científico y Técnico (WTR). [22]
El presupuesto anual del Forschungszentrum Jülich fue de aproximadamente 948 millones de euros en 2022. De este monto, el 48 % fue financiación institucional del gobierno federal alemán y del estado de Renania del Norte-Westfalia y el 52 % fue financiación externa. La financiación externa incluye financiación de proyectos internacionales (UE) y nacionales (gobierno federal y estatal, DFG y otros), servicios de I+D e infraestructura (contratos), así como gestión de proyectos en nombre de la República Federal de Alemania y el estado federado de Renania del Norte-Westfalia. [23]
El centro de investigación de Jülich cuenta con 6.796 empleados (a fecha de diciembre de 2020). De ellos, casi 2.700 son científicos, de los cuales 850 son investigadores de doctorado. Los científicos trabajan en ciencias naturales, de la vida y de la ingeniería en los campos de la información, la energía y la bioeconomía. Alrededor de 867 personas trabajan en las áreas de administración y servicios, 1.380 personas trabajan en la Dirección de proyectos de Jülich y 500 empleados están clasificados como empleados técnicos. El FZJ cuenta también con más de 300 aprendices y estudiantes en prácticas en 23 profesiones diferentes. En 2020, 672 científicos visitantes de 62 países realizaron investigaciones en Jülich. [24]
El 10 de diciembre de 2007, Peter Grünberg , del Forschungszentrum Jülich, recibió el Premio Nobel de Física junto con Albert Fert, de la Universidad Paris-Sud de Francia. Los dos científicos fueron honrados por el descubrimiento de la magnetorresistencia gigante , que habían realizado de forma independiente el uno del otro. [25] Este fue el primer Premio Nobel para un empleado del Forschungszentrum Jülich o de la Asociación Helmholtz . En 1998, Peter Grünberg había sido galardonado con el Premio Alemán del Futuro, y en 2007, él y Albert Fert fueron receptores conjuntos del Premio Japonés, así como del Premio Wolf de Física Israelí. [26] El Premio Wolf de Física también fue otorgado conjuntamente en 2011 a Knut Urban del Forschungszentrum Jülich, Maximilian Haider de CEOS GmbH, Heidelberg, y Harald Rose de la Universidad Técnica de Darmstadt por su avance en la microscopía electrónica. En 2008 recibieron el premio japonés Honda por el mismo descubrimiento. En 2002, Maria-Regina Kula y Martina Pohl ganaron el premio alemán Future Prize por el desarrollo de catalizadores biológicos. [27]
En 2020, más de 300 personas se formaron en 23 profesiones diferentes en el Forschungszentrum Jülich. En cooperación con la Universidad Técnica de Aquisgrán (RWTH) y la Universidad de Ciencias Aplicadas de Aquisgrán , FZJ también ofrece cursos duales de formación profesional y académica. Después de aprobar sus exámenes finales, a los aprendices se les ofrece un contrato de trabajo de seis meses en la profesión elegida. Desde la fundación del Forschungszentrum Jülich, más de 5.000 aprendices han completado su formación en más de 25 profesiones diferentes. [28] [29]
En un procedimiento conjunto con el estado federado de Renania del Norte-Westfalia, los directores de instituto del Forschungszentrum Jülich son nombrados profesores de una de las universidades vecinas (p. ej., en Aquisgrán, Bonn, Colonia, Düsseldorf, Bochum, Duisburg-Essen, Münster) según el "modelo Jülich". En cooperación con las universidades se crean escuelas de posgrado y de investigación (p. ej., la Escuela Internacional de Investigación Helmholtz de Biofísica y Materia Blanda con las universidades de Colonia y Düsseldorf). La idea es apoyar y fomentar la formación científica interdisciplinaria de los doctorandos. [30] [31]
El Forschungszentrum Jülich agrupa sus actividades de investigación en tres áreas de investigación estratégicas interdisciplinarias: energía, información y bioeconomía.
Los científicos del campo de la información estudian el procesamiento de la información en sistemas biológicos y técnicos. Trabajan en simulación y ciencias de datos en el ámbito de la computación de alto rendimiento (HPC) o supercomputación , en la investigación del cerebro y en la investigación de tecnologías de la información basadas en la bioelectrónica y la nanoelectrónica con el objetivo de transferir los hallazgos sobre el procesamiento de la información biológica a los sistemas técnicos. En el campo de la supercomputación, Jülich desarrolla y opera sus propios superordenadores (véase el apartado sobre infraestructuras de investigación), que se pueden utilizar para cálculos de simulación. La investigación del cerebro también se basa en estas instalaciones. La investigación del cerebro en Jülich tiene como objetivo arrojar luz sobre la organización molecular y estructural del cerebro para comprender mejor enfermedades como la enfermedad de Alzheimer . La investigación se lleva a cabo en cooperación con los hospitales universitarios vecinos de Bonn, Colonia, Aquisgrán y Düsseldorf. [32] [33]
La investigación en tecnologías cuánticas está asociada al campo de la información. Esto incluye el trabajo en computadoras cuánticas , cuyos componentes, conceptos y prototipos se están desarrollando en Jülich. [34] El Forschungszentrum Jülich colaboró con Google en el desarrollo de la computadora cuántica Sycamore , y será el hogar de la primera computadora cuántica universal desarrollada en Europa como parte del proyecto OpenSuperQ. [35] [36] [37]
La investigación de Jülich se orienta hacia un sistema energético basado en fuentes de energía renovables. Este campo de investigación está cubierto principalmente por el Instituto de Investigación de Energía y Clima (IEK). El IEK tiene 14 subinstitutos que se centran en diversas tareas en colaboración con otros institutos. [38] Sus prioridades de investigación incluyen la energía fotovoltaica , las pilas de combustible y el hidrógeno como portador de energía, [39] la investigación sobre baterías y nuevos métodos de almacenamiento de energía, así como los procesos para aumentar la eficiencia de la energía fósil . En el contexto de la viabilidad de la transición energética, el Forschungszentrum Jülich explora y modela sistemas energéticos. [40] Con su investigación de materiales, el instituto también participa en el desarrollo de reactores de fusión nuclear (como ITER y Wendelstein 7-X). [41] En el campo de la producción de energía a través de la fisión nuclear (energía atómica), FZJ ahora solo realiza investigaciones sobre la eliminación de desechos nucleares. [42] Dos subinstitutos del IEK participan en la investigación atmosférica y climática, centrándose en las interacciones entre las actividades humanas, la calidad del aire y el clima, así como en la mejora de los modelos climáticos y atmosféricos en cooperación con el Centro de Supercomputación de Jülich. [43] [44]
FZJ, con 265 puestos de tiempo completo (a partir de 2019), cuenta con el mayor sitio para investigar tecnologías de hidrógeno dentro de la Asociación Helmholtz. Se realizan investigaciones sobre la producción, conversión y almacenamiento (por ejemplo, en medios líquidos, portadores de hidrógeno orgánico líquido) de hidrógeno, así como sobre la infraestructura de una economía del hidrógeno . [45] [46]
La bioeconomía es un sistema económico basado en el uso sostenible de recursos biológicos, incluyendo plantas , animales y microorganismos . Se sostiene que una bioeconomía será necesaria debido a la naturaleza finita de las reservas de petróleo, en las que se basan muchos productos industriales y cotidianos, el cambio climático antropogénico y el continuo crecimiento de la población mundial. En el área de la bioeconomía sostenible, FZJ se concentra en la transición de una economía basada en el petróleo a una bioeconomía. [47] Esta investigación se lleva a cabo en el campo de la biotecnología en un esfuerzo por utilizar materias primas renovables para producir biotecnológicamente materiales de base industrial o farmacéuticamente relevantes. La investigación vegetal se centra en optimizar el rendimiento de los cultivos y la usabilidad de las plantas como combustibles. La tercera área de investigación en FZJ se centra en los procesos químicos y físicos en el suelo. [48]
La región minera de lignito de Renania, donde se encuentra FZJ, está experimentando un importante cambio estructural debido a la eliminación progresiva del carbón. El gobierno estatal de Renania del Norte-Westfalia tiene como objetivo transformar la región en una región modelo europea para el suministro de energía y la seguridad de los recursos. [49] A través de sus proyectos de investigación, FZJ apoyará la transformación exitosa de la región de Renania. Estos proyectos incluyen el cultivo de nuevas plantas, la agricultura sostenible y la economía del hidrógeno, así como colaboraciones entre el campo de la información y la industria, por ejemplo en el área de inteligencia artificial o análisis de datos. El objetivo es crear una ventaja de ubicación para las empresas innovadoras. [50] [51]
El Forschungszentrum Jülich opera numerosas infraestructuras de investigación, [52] que están disponibles para usuarios internos y externos. FZJ coordina y participa en varias infraestructuras de investigación en la hoja de ruta ESFRI, que identifica instalaciones y plataformas estratégicamente importantes en la UE. Los ejemplos incluyen la plataforma digital neurocientífica EBRAINS, [53] [54] el proyecto EMPHASIS para el fenotipado de plantas, [55] la coordinación de la red europea de supercomputadoras PRACE, [56] y la cooperación IAGOS para la investigación de la atmósfera de la Tierra utilizando instrumentos en aviones comerciales. [57] El Ernst Ruska-Centre 2.0 para microscopía electrónica de ultraalta resolución y la contribución alemana a la Infraestructura Europea de Investigación de Aerosoles, Nubes y Gases Traza (ACTRIS-D) [58] han sido parte de la Hoja de Ruta Nacional de Alemania desde 2019. En esta Hoja de Ruta, el Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación (BMBF) prioriza los proyectos de infraestructura que son importantes en términos de estrategia y política de investigación.
La Helmholtz Nano Facility (HNF) es una instalación con una gran sala limpia (1100 m2 ) clasificada ISO 1-3. La HNF es una plataforma tecnológica central para la producción de nanoestructuras y circuitos dentro de la Asociación Helmholtz. El trabajo en la HNF se centra en microchips/computación ecológica, computación cuántica, computación neuromórfica, bioelectrónica y microfluídica. [59]
El Centro Ernst Ruska de Microscopía y Espectroscopía con Electrones (ER-C) fue seleccionado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF) como infraestructura nacional de investigación para la microscopía electrónica de ultraalta resolución. Los instrumentos ópticos electrónicos del ER-C también pueden ser utilizados por científicos y empresas externas. Permiten investigar estructuras a nivel atómico y molecular. El microscopio electrónico PICO puede utilizarse para este trabajo, ya que puede corregir los errores de lente de la aberración esférica y cromática. [60]
En la cámara SAPHIR (Simulación de la fotoquímica atmosférica en una gran cámara de reacción) de 20 metros de largo, el Instituto de Investigación Energética y Climática – Troposfera (IEK-8) explora las reacciones fotoquímicas en la atmósfera de la Tierra .
El Centro de Fenotipado de Plantas de Jülich (JPPC) es una institución internacional líder en el desarrollo y la aplicación de técnicas no invasivas para cuantificar la estructura y la función de las plantas. En el JPPC se desarrolla tecnología y se analizan los rasgos de las plantas a nivel mecanístico en condiciones de campo y de alto rendimiento. [62]
El Centro de Supercomputación de Jülich, en el Forschungszentrum Jülich, opera supercomputadoras de la más alta clase de rendimiento y surgió del primer centro de computación de alto rendimiento alemán (HLRZ), que se fundó en Jülich en 1987. En 2003, se construyó una sala de máquinas de 1.000 m2 para las supercomputadoras junto al Centro de Supercomputación de Jülich. JSC unió fuerzas con el Centro de Computación de Alto Rendimiento de Stuttgart (HLRS) y el Centro de Supercomputación Leibniz (LRZ) en Garching, cerca de Múnich, para formar el Centro Gauss de Supercomputación (GCS), que reúne los tres centros de computación más potentes bajo un mismo techo. [63] Además, JSC coordina el desarrollo de la red europea de supercomputadoras PRACE. JSC está dirigido por el físico y científico informático Thomas Lippert. [64] [65]
El superordenador JURECA sustituyó al JUROPA en 2015 y se amplió para incluir un módulo amplificador basado en GPU en 2017. Esto convirtió a JURECA en el primer superordenador del mundo con una arquitectura modular en ponerse en funcionamiento productivo. Con un rendimiento informático de 3,78 petaflop/s, el sistema ocupó el puesto 29 en la lista TOP500 de noviembre de 2017. Entre el otoño de 2020 y principios de 2021, el módulo de clúster JURECA fue sustituido por el módulo JURECA-DC, que está diseñado para procesar grandes volúmenes de datos y aumentó el rendimiento máximo del sistema a 23,5 petaflop/s. [66]
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El superordenador JUWELS (Jülich Wizard for European Leadership Science) se puso en funcionamiento en 2018 y se amplió en 2020 para incluir un módulo amplificador basado en GPU. El clúster combinado y los módulos amplificadores tienen un rendimiento máximo teórico de 85 cuatrillones de operaciones de punto flotante por segundo (85 petaflop/s), lo que convirtió a JUWELS en el superordenador más potente de Europa y el séptimo más potente del mundo cuando el amplificador debutó en la lista TOP500 de noviembre de 2000. [67] Además, el módulo amplificador JUWELS era el sistema de mayor eficiencia energética de los diez ordenadores más potentes del mundo cuando se presentó.
Como parte de la EuroHPC JU, el Centro de Supercomputación de Jülich albergará el superordenador JUPITER (Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research), que será el primer superordenador de exaescala de Europa. La máquina se instalará en 2024 y debería superar el umbral de un quintillón («1» seguido de 18 ceros) de cálculos por segundo. [68]
El Instituto de Neurociencias y Medicina (INM) desarrolla y aplica técnicas de imagenología médica mediante resonancia magnética y tomografía por emisión de positrones para aplicaciones clínicas y para investigar problemas neurológicos, neuropsicológicos y psicológicos. El equipo del INM incluye un tomógrafo PET-MRI combinado de 3 teslas y 9,4 teslas, así como un sistema de resonancia magnética de 7 teslas, 4 teslas y 3 teslas. [69]
El Forschungszentrum Jülich es un centro nacional de competencia para la dispersión de neutrones . [70] El Centro Jülich para la Ciencia de Neutrones (JCNS), que opera instrumentos en varias fuentes de neutrones en todo el mundo, fue establecido en 2006, unos meses antes de que la fuente de neutrones original (el reactor de investigación Jülich FRJ-2) fuera desmantelada. Seis de los instrumentos más importantes fueron trasladados del FRJ-2 al FRM II; allí también se ensamblaron nuevos instrumentos. Además, JCNS tiene sucursales en el Institut Laue-Langevin (ILL) en Grenoble y en la Fuente de Neutrones por Espalación (SNS) en Oak Ridge . [2] JCNS también planea operar instrumentos en la Fuente de Espalación Europea (ESS), que actualmente se está construyendo en Lund, Suecia, así como en futuras fuentes de neutrones impulsadas por aceleradores de alto brillo. Los instrumentos estarán disponibles para una amplia gama de usuarios, por ejemplo, para realizar investigaciones sobre materiales energéticos e ingredientes activos para medicamentos o para analizar estructuras de proteínas y materiales magnéticos. [71]
El sincrotrón enfriador COSY es un acelerador de partículas ( sincrotrón ) y anillo de almacenamiento (circunferencia: 184 m) para acelerar protones y deuterones operado por el Instituto de Física Nuclear (IKP) en FZJ. [72]
COSY se caracteriza por el enfriamiento del haz, que reduce la desviación de las partículas de su trayectoria predeterminada (también puede entenderse como el movimiento térmico de las partículas) utilizando enfriamiento electrónico o estocástico. En COSY, hay una serie de instalaciones experimentales para estudios en el campo de la física de hadrones . La investigación actualmente se centra en la investigación del momento dipolar eléctrico de los protones, la prueba de componentes y métodos para la Instalación planificada para la investigación de antiprotones e iones , y en experimentos preparatorios para construir una fuente de neutrones basada en aceleradores. Los experimentos centrales anteriores, como el espectrómetro magnético ANKE, el espectrómetro de masas de tiempo de vuelo TOF y el detector universal WASA , que se trasladó a COSY desde el anillo de almacenamiento CELSIUS de The Svedberg Labors (TSL) en Uppsala, han sido desmantelados y en su mayoría desmantelados. [73] El sincrotrón es utilizado por científicos de instituciones de investigación alemanas e internacionales en estaciones objetivo internas y externas. Es una de las instalaciones de investigación utilizadas para la investigación colaborativa financiada por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania .
EBRAINS es una infraestructura de investigación digital europea creada en el marco del Proyecto Cerebro Humano (HBP), financiado por la UE. El Forschungszentrum Jülich apoya la infraestructura proporcionando capacidades informáticas para simulaciones y análisis de big data. El objetivo es promover la investigación sobre el cerebro y aplicar los hallazgos científicos en este campo a innovaciones inspiradas en el cerebro en la informática, la medicina y la industria. [53]
La Infraestructura Europea para la Fenómica y Simulación de Plantas a Múltiples Escalas para la Seguridad Alimentaria en un Clima Cambiante (EMPHASIS) es una infraestructura distribuida paneuropea para el fenotipado de plantas. El objetivo de esta plataforma de la UE, coordinada por el Forschungszentrum Jülich, es analizar y cuantificar las características externas de las plantas (el "fenotipo"), como la arquitectura de las raíces o el número de hojas. EMPHASIS integra sistemas de información con adquisición de datos mediante modelos matemáticos y ayuda a los científicos a analizar las plantas para una agricultura europea sostenible en diferentes entornos con el objetivo de permitir una producción vegetal más eficiente en un clima cambiante. La UE ha aportado 4 millones de euros de financiación para la creación de la plataforma. [55]
El Centro de RMN Biomolecular es una colaboración entre el Instituto de Procesamiento de Información Biológica – Bioquímica Estructural del Forschungszentrum Jülich y el Instituto de Biología Física de la HHU Düsseldorf. Opera varios espectrómetros de RMN de alto campo para espectroscopia de RMN de estado líquido y sólido para la investigación de proteínas biológicamente y médicamente relevantes con el fin de determinar, por ejemplo, la estructura tridimensional con una alta resolución. Esta tecnología también se utiliza para investigar la base estructural de las afinidades y especificidades de estas macromoléculas en interacciones proteína-ligando. [74]
El Centro de RMN Biomolecular cuenta con un espectrómetro de RMN de 900 MHz para espectroscopia de RMN en estado líquido, un espectrómetro de RMN de 800 MHz para espectroscopia de RMN en estado líquido y sólido, un dispositivo de 700 MHz para RMN en estado líquido, dos dispositivos de 600 MHz para RMN en estado líquido y otro espectrómetro de RMN de 600 MHz para espectroscopia de RMN en estado sólido. En 2014 se instaló un novedoso dispositivo de RMN en estado sólido mejorado con DNP de 600 MHz.
El Centro de Membranas del Forschungszentrum Jülich (aprox. 1550 m2 ) ofrece una infraestructura de investigación para el desarrollo de sistemas de membranas, que abarca todo el espectro de servicios, desde la producción de los materiales necesarios y la caracterización mediante instrumentos analíticos hasta la prueba de módulos y componentes. Una prioridad es el desarrollo de nuevos sistemas de membranas para la tecnología energética con el fin de separar los gases de efecto invernadero de los gases de escape y proporcionar una base para nuevas pilas de combustible y baterías de estado sólido. [75]
El centro de investigación de Jülich dispone de un mástil de acero enrejado (de 124 metros de altura) para mediciones meteorológicas. Está equipado con plataformas a 10 m, 20 m, 30 m, 50 m, 80 m, 100 m y 120 m, en las que se colocan los instrumentos de medición. El mástil de medición se construyó en 1963/4 y es una construcción de estructura de acero triangular.
El superordenador IBM p690 Jump, con un sistema de almacenamiento en paralelo masivo, se puso en funcionamiento a principios de 2004. Con 1.312 procesadores Power4+ 2C de 1,7 GHz (41 nodos, cada uno con 32 procesadores) y una memoria interna de 5 terabytes (128 gigabytes por nodo), el ordenador tenía un rendimiento máximo de 5,6 teraflop/s. En el momento de su inauguración, ocupaba el puesto 30 en la lista de los ordenadores más potentes del mundo. Los nodos estaban conectados entre sí mediante un conmutador de alto rendimiento (HPS). A través de un sistema de datos globalmente paralelo, las aplicaciones tenían acceso a más de 60 terabytes de espacio de almacenamiento y a una unidad de cinta integrada con una capacidad de un petabyte. El IBM p690 Jump funcionaba con el sistema operativo AIX 5.1. En 2008, el sistema fue sustituido temporalmente por IBM Power6 p6 575 hasta que empezó a funcionar JuRoPA.
JUBL se presentó en 2006 y se considera el predecesor de JUGENE. Se desmanteló tras la exitosa instalación de JUGENE a mediados de 2008.
El 22 de febrero de 2008 entró en funcionamiento el superordenador de gran capacidad paralela JUGENE, basado en la arquitectura BlueGene /P de IBM. En su momento fue el ordenador más rápido de Europa y el ordenador civil más rápido del mundo. En 2012 fue sustituido por JUQUEEN .
El 26 de mayo de 2009 entraron en funcionamiento los dos ordenadores HPC-FF y JuRoPA. Los dos ordenadores se podían conectar para realizar tareas específicas y juntos consiguieron un rendimiento de 274,8 teraflop/s con Linpack, lo que los situó en el décimo puesto mundial. El sistema operativo era SUSE Linux Enterprise Server . Esto supuso que en 2009 funcionaban efectivamente tres ordenadores. Ambos ordenadores se dieron de baja en junio de 2015 y se sustituyeron por JURECA.
El superordenador conocido como JUQUEEN entró en funcionamiento en 2012. Tiene un rendimiento máximo de 5,9 petaflop/s y era el superordenador más rápido de Europa en el momento de su inauguración.
Centro Ernst-Ruska de Microscopía y Espectroscopía con Electrones (ER-C): [76]
Instituto de Simulación Avanzada (IAS): [79]
Instituto de Biociencias y Geociencias (IBG): [80]
Instituto de Procesamiento de Información Biológica (IBI): [81]
Instituto de Investigación Energética y Climática (IEK): [82]
Instituto de Neurociencias y Medicina (INM): [83]
Instituto para la Economía Sostenible del Hidrógeno (INW) [84]
Centro Jülich para la Ciencia de los Neutrones (JCNS): [85]
Instituto de Física Nuclear (IKP): [86]
Instituto Peter Grünberg (IGP): [87]
Instituto Central de Ingeniería, Electrónica y Analítica (ZEA): [88]
El Forschungszentrum Jülich está situado en medio del bosque de Stetternich en Jülich ( distrito de Düren , Renania del Norte-Westfalia) y tiene una superficie de 2,2 km². Se encuentra a unos 4 km al sureste de Jülich, a unos 30 km al noreste de Aquisgrán y a 45 km al oeste de Colonia . Algunas de las instalaciones del Forschungszentrum Jülich no se encuentran en el campus, sino a aproximadamente 1 km al oeste del campus, en las instalaciones del antiguo taller de reparación de los ferrocarriles federales (BAW).
Además de los institutos científicos y las grandes instalaciones, el Forschungszentrum Jülich cuenta con varias divisiones de infraestructuras e institutos centrales, entre los que se encuentra, por ejemplo, un cuerpo de bomberos de obra que trabaja las 24 horas del día, los 7 días de la semana, para proteger a las personas, los bienes, los animales y la naturaleza en el Forschungszentrum Jülich y sus alrededores. El objetivo del trabajo del servicio médico es garantizar unas condiciones de trabajo saludables en el Forschungszentrum Jülich. Los servicios ofrecidos abarcan desde la salud y la seguridad en el trabajo hasta la asistencia médica de urgencia y el asesoramiento psicosocial. [89]
El Instituto Estatal de Seguridad Laboral (LAfA) de Renania del Norte-Westfalia gestiona en su campus un centro de recogida de residuos radiactivos para Renania del Norte-Westfalia y Baja Sajonia. En este centro de recogida se recogen residuos radiactivos del Centro de Investigación de Jülich, así como otros residuos radiactivos (de baja radiactividad) de los dos estados federados antes mencionados.
Desde 1979, el Centro de Investigación Jülich dispone también de su propia vía ferroviaria para el transporte de mercancías, una vía sin salida dentro del campus.
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )50°54′18″N 6°24′43″E / 50.90500, -6.41194