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Wendelstein 7-X: Vor zehn Jahren begann die Fusionsforschung in Greifswald


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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

Im Kontrollraum herrschte gespannte Stille am 10. Dezember 2015. Alle Augen waren auf einen großen Monitor im Kontrollzentrum gerichtet. Thomas Klinger, Leiter des Wendelstein 7-X, forderte die anwesenden Wissenschaftler, Gäste und Journalisten zu einem zehn Sekunden langen Countdown auf – dann blitzte es kurz auf dem Monitor auf: das First Plasma in der Fusionsforschungsanlage in Greifswald.

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Der Wendelstein 7-X ist ein Versuchsreaktor, in dem Gas auf mehrere Millionen Grad aufgeheizt wird, damit es in den Plasmazustand übergeht. Nur in diesem Zustand ist es möglich, positiv geladene Atomkerne miteinander zu verschmelzen. Der Wendelstein 7-X, den heise online im vergangenen Jahr besuchte, dient jedoch nur der Plasmaforschung, Fusionen werden hier nicht durchgeführt.

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Wie Kernfusion funktioniert: Wir besuchen Wendelstein 7-X

An jenem Tag im Dezember vor zehn Jahren gelang es erstmals, ein Milligramm Heliumgas in das Plasmagefäß, in dem ein Vakuum herrscht, einzuspeisen und mit der Mikrowellenheizung mit einer Leistung von 1,3 Megawatt auf eine Temperatur von einer Million Grad Celsius aufzuheizen. Eine Zehntelsekunde lang ging das Helium in den Plasmazustand über.

Zwei Monate später, im Februar 2016, leitete die damalige Bundeskanzlerin und promovierte Physikerin Angela Merkel die Erzeugung des ersten Wasserstoff-Plasmas ein, das heißer ist als ein Heliumplasma. Damit konnte der wissenschaftliche Betrieb an der Forschungsanlage des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) starten.

Dem ersten Plasma war eine Bauzeit von neun Jahren vorangegangen: Im April 2005 begann die Arbeiten an dem Plasmagefäß, im Mai 2014 wurde die äußere Hülle der Anlage geschlossen und die Betriebsvorbereitungen begannen.

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Kern des Wendelstein 7-X ist ein Torus, ein wulstartiger Ring, mit einem Durchmesser von 16 Metern, der von 50 supraleitenden Magnetspulen umgeben ist. In dieser Kammer mit der Bezeichnung Stellarator werden die Bedingungen erzeugt, die die Wasserstoffisotopen Deuterium (D) und Tritium (T) dazu bringen, zu einem Heliumkern zu verschmelzen. Dabei werden Neutronen und Energie freigesetzt, die dazu genutzt werden soll, um Strom zu erzeugen.

Die Kernfusion bildet den Prozess nach, der im Inneren von Sternen abläuft, auch in der Sonne. Diese setzt immerhin so viel Energie frei, dass wir in einer Entfernung von etwa 150 Millionen Kilometern mit ausreichend Licht und Wärme versorgt werden. Allerdings lassen sich die Bedingungen in der Sonne – ein Druck von 200 Milliarden Bar und eine Temperatur von 15 Millionen Grad Celsius – auf der Erde so nicht nachbilden. Weil sich hier kein so hoher Druck erzeugen lässt, muss die Zündtemperatur höher sein: 100 Millionen Grad und mehr.

Allerdings hält kein Material solchen Temperaturen stand. Das Plasma muss deshalb in der Schwebe gehalten werden. Dafür sorgen 50 Magnetspulen, deren Feld das Plasma einschließt. Das Feld hat eine komplexe Form: Es ist ringförmig und gleichzeitig in sich verdreht. Um ein solches zu erzeugen, haben die Magnetspulen besondere Formen: Sie ähneln zerquetschten Ringen. Um diese Form zu errechnen, bedurfte es jedoch eines Supercomputers.



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Berliner Gericht: Altersprüfung bei TikTok reicht nicht aus


TikTok darf laut einem Gerichtsurteil bestimmte Daten sehr junger Nutzerinnen und Nutzer aus Deutschland nicht ohne Einwilligung ihrer Eltern für Marketing oder Werbezwecke verarbeiten. Das Berliner Landgericht II folgte mit seiner Entscheidung teilweise der Argumentation der Verbraucherzentrale Bundesverband (vzbv), die gegen das Unternehmen geklagt hatte. Die Verbraucherschützer hatten argumentiert, die einfache Abfrage des Geburtsdatums bei der Registrierung sei kein geeigneter Weg, um festzustellen, ob jemand schon 16 Jahre alt ist oder nicht. „Eine derart nachlässige Kontrolle ist verantwortungslos“, sagt vzbv-Vorständin Ramona Pop.

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In dem Urteil vom 23. Dezember, das der Deutschen Presse-Agentur vorliegt, heißt es: „Für Nutzer zwischen 13 Jahren und der Vollendung des 16. Lebensjahres besteht zur Überzeugung der Kammer trotz des grundsätzlich erlaubten Zugangs zur Plattform ein nicht zu vernachlässigender Anreiz, bei der Altersabfrage im Registrierungsprozess ein Alter von 16 Jahren oder mehr anzugeben.“

Denn durch diese Eingabe werde es für den Nutzer möglich, die Plattform ohne die für jüngere Menschen geltenden Einschränkungen zu nutzen, führen die Richter weiter aus. Zudem werde die Altersabfrage durch TikTok bei der Registrierung den Anforderungen der Datenschutz-Grundverordnung nicht gerecht. In der Datenschutzrichtlinie von Tiktok heißt es: „Sie müssen mindestens 13 Jahre alt sein, um die Plattform nutzen zu dürfen.“ und „Um Nutzern unter 18 Jahren ein altersgerechtes Erlebnis zu bieten, sind bestimmte Funktionen nicht verfügbar.“

Die Zivilkammer verurteilte TikTok nun dazu, es zu unterlassen, gegenüber Verbrauchern in Deutschland bei Nutzung der Videoplattform personenbezogene Daten von registrierten Nutzern im Alter zwischen 13 Jahren und der Vollendung des 16. Lebensjahres ohne Einwilligung des Trägers elterlicher Verantwortung für die „Versendung von Marketingnachrichten und zur Anzeige personalisierter Werbung zu verarbeiten“, wenn die Feststellung des Alters ausschließlich auf Grundlage der Angaben aus dem Registrierungsprozess nach dem bisherigen Muster beruht. Für den Fall der Zuwiderhandlung setzte das Gericht ein Ordnungsgeld von bis zu 250 Millionen Euro fest.

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Nicht gefolgt ist die Kammer dagegen dem Antrag der Verbraucherzentrale, Teile der Datenschutzerklärung von Tiktok zu verbieten. Die vzbv störte sich etwa daran, dass der Erklärung zufolge unter anderem „Tastenanschlagmuster“ erhoben werden und „wie sie mit anderen Nutzern in Kontakt treten“. Nach Einschätzung der Richter handelt es sich hierbei jedoch um „einseitige tatsächliche Hinweise“ und nicht um „Allgemeine Geschäftsbedingungen“ im Sinne eines Vertrags. Das Urteil ist bis jetzt nicht rechtskräftig. Gegen den Teil des Urteils zu den von ihr beanstandeten Klauseln der Datenschutzerklärung hat der Verband nach eigenen Angaben jetzt Berufung beim Kammergericht Berlin eingelegt.

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(afl)



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Start Skoda Enyaq RS Dauertest: Wie es ein E-SUV in den Fuhrpark geschafft hat


Eigentlich war das Rennen um die Nachfolge des Opel Corsa-e in meinem Fuhrpark praktisch schon entschieden, doch dem VW ID.3 kam der Testwagen Cupra Terramar in die Quere. In ihm entdeckte ich nicht etwa eine bis dato verborgene SUV-Leidenschaft. An einem späten Nachmittag fuhr ich in der Redaktion los, öffnete das Schiebedach und stellte an der ersten Ampel fest: Auf dieses Ausstattungsmerkmal möchte ich in meinem privaten Auto unter keinen Umständen mehr verzichten. Das kegelte nicht nur den ID.3 (Test) raus, sondern auch viele Konkurrenten. Warum es am Ende ausgerechnet ein Skoda Enyaq RS wurde, was die ersten paar Tausend Kilometer an Erkenntnis brachten und warum er intern „Erich“ heißt. Dabei hatte doch hier niemand die Absicht, ein SUV zu erwerben.


VW Golf Rad

VW Golf Rad

Wir wohnen derart auf dem Land, dass der ÖPNV nur gelegentlich den Ort streift. Ohne Auto geht hier praktisch nichts. Der vor vier Jahren angeschaffte Corsa-e verdrängte eine Mercedes C-Klasse und sollte so lange wie nur irgend möglich bei uns bleiben. Doch die Umstände haben sich verändert, statt „rund um den Kirchturm“ stehen nun öfter längere Strecken auf dem Plan. Dreimal waren wir mit dem Corsa zu viert im Sommerurlaub, doch eine Idealbesetzung ist er für die Langstrecke nun mal nicht. Das ist naheliegenderweise kein Vorwurf an ihn. Er ist nach heutigen Maßstäben ein Kleinwagen, und kein Familientransporter für weite Reisen.

So merkwürdig es bei einer vierköpfigen Familie klingen mag: Dramatisch mehr Platz stand nicht im Vordergrund. Meine Erfahrung besagt, dass letztlich nahezu jedes Auto für den Urlaub satt ausgefüllt wird, egal wie groß es ist. Gesetzt war der batterieelektrische Antrieb, für einen Verbrenner habe ich keine Verwendung mehr. Wichtig waren mir etwas mehr Reichweite als im Corsa-e und halbwegs zügiges Nachladen. Selbstverständlich war das Budget nicht unbegrenzt. Aus alter Verbundenheit zur Marke hätte ich einen BMW i4 großartig gefunden, aber sehr schnell war klar, dass er, mein finanzieller Rahmen und ich nicht zueinanderfinden würden. Der erstaunlich beliebte iX1 fiel raus, weil mir irgendwie nicht so recht einleuchtet, warum es ein BMW sein muss, wenn ich dann doch wieder nur einen primären Frontantrieb bekomme. Sie sehen schon: Es ist kompliziert.


Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Start Skoda Enyaq RS Dauertest: Wie es ein E-SUV in den Fuhrpark geschafft hat“.
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Waldorf Protein: Kleiner, günstiger Synthesizer mit Wumms


Seit 1989 ist die deutsche Firma Waldorf mit Synthesizern am Markt, die sich in der Regel durch Wavetable-Synthese auszeichnen. Für gewöhnlich sind das größere Desktop-Geräte, Kostenpunkt gerne im vierstelligen Bereich. Nun orientiert Waldorf sich offenbar an den Wettbewerbern wie Korg, die mit den Volcas günstige und kleine Geräte im Angebot haben, oder an Roland, die mit der Aria-Reihe dieses Segment bedienen. Munkeleien gehen in die Richtung, dass die Geräteklasse Behringer-Klone in deren Preisregion angreifen soll. Die Taschengelddimension erreicht Waldorf preislich allerdings nicht.

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Beim Waldorf Protein handelt es sich um einen achtstimmig polyphonen, digitalen Wavetable-Synthesizer. Er emuliert die ASIC-Schaltung des Synthesizer-Klassikers aus dem Jahre 1989, dem Microwave I, die sich klanglich durch ihre 8-Bit-Wavetable-Oszillatoren mit markantem Aliasing und Quantisierung auszeichnen. Die zwei Oszillatoren je Stimme laufen dabei mit den 250 kHz der originalen ASIC-Schaltung.

Dazu ergänzen die Ingenieure die Effekte sowie Arpeggiator, Sequencer mit 32 Schritten und den Chord-Mode des modernen (und deutlich teureren) Waldorf Iridium. Die Effekte sind somit sehr hochwertig. Es sind etwa Chorus, Delay, Drive, EQ, Flanger, Phaser und Reverb möglich, wovon sich zwei zugleich nutzen lassen.

In der Preisklasse bislang ungesehen ist der vierfach multitimbrale Modus. Die acht Stimmen können in vier Layern gespielt werden – entweder auf vier einzelnen MIDI-Kanälen, im Round-Robin-Modus, zufällig oder natürlich gleichzeitig. Jeder Layer kann seinen eigenen MIDI-Kanal haben und seinen eigenen Preset nutzen, sodass etwa in einer DAW eigentlich ein komplettes Stück beispielsweise mit Plucks, Sphären und Bass auf einen Schlag gespielt werden kann.

Die Filter kennen neben den üblichen Optionen etwa auch Dirt. Dieser „Schmutz“ raut die Sounds etwas an und macht die Textur interessanter. „Dirt“ kennt derzeit die Optionen Geigerzähler, Rauschen, Knacksen (Crackle), Klicken und Bursts.

Die Modulationsmatrix mit acht Slots erlaubt das programmatische Ansteuern von diversen Parametern mittels LFOs. Ein Drehregler mit dem Namen „Flavor“ sorgt für feines Verstimmen von Oszillatoren und Filtern und damit für organischeren Klang. Der Protein unterstützt Anschlagdynamik, Aftertouch und MPE.

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Die Anschlüsse umfassen USB-C für die Stromversorgung und Computeranschluss (USB MIDI). Um ungewollte Störgeräusche zu vermeiden, legt der Hersteller einen USB-Filter zur galvanischen Trennung mit in den Karton. Zudem sind zwei 3,5mm-Klinkenbuchsen für MIDI In und Out mit TRS-A-Belegung an Bord, für die Waldorf passende Klinke-zu-5-Pin-DIN-MIDI-Adapterstecker beilegt. Zwei 6,3mm-Klinkenbuchsen sind für das Stereo-Ausgangssignal vorgesehen, die eine davon (links) kann zudem alleine das Stereosignal über einen TRS-Stecker übertragen; dazu muss die rechte Ausgangsbuchse dann unbelegt bleiben. Ein Kopfhöreranschluss für 3,5mm Klinke ist ebenfalls vorhanden. Einen An-Aus-Schalter gibt es auch.

Die Wavetables sind mit den Original-Daten des Microwave I bestückt – eigene lassen sich nicht nachladen. Daraus haben Geräteentwickler und Künstler sowie Musiker 224 Presets entwickelt, die sich ab Werk nutzen lassen. Etwa Blush Response, der auch bei der Band Frontline Assembly mitspielt, hat rund 40 Presets beigesteuert. Die ursprünglichen 250 Preset-Slots hat das erste Firmwareupdate auf Version 1.0.1 bereits auf 360 Plätze aufgebohrt.

Im Waldorf Protein steckt unter dem Display ein Espressif ESP32-S3 R8 mit 8 MByte PSRAM, der von einem 8 MByte Flashspeicher flankiert wird. Der Digital-zu-Analog-Wandler (DAC) PCM5102 von Texas Instruments kann Stereo-PCM-Datenströme bis zu 32 Bit mit 384 kHz in ein analoges Signal wandeln. Das ist etwas überdimensioniert, denn die Oszillatoren schwingen zwar mit 250 kHz, jedoch rechnet der Protein intern mit 44,1 kHz, wie Waldorf-CEO Rolf Wöhrmann in einem Interview preisgegeben hat. Ein weiterer Prozessor ist nicht an Bord. Der ESP32-S3 hat zwei Xtensa 32-Bit-Prozessorkerne mit bis zu 240 MHz Takt und eine FPU mit einfacher Genauigkeit sowie weitere Peripherie etwa zum Ansteuern des DACs, der Ausgänge und Auswerten der Regler. Die Hardware ist damit eher klein dimensioniert.

Hier hat Waldorf jedoch geschafft, die Oszillator-Emulation, die Filter, die Envelopes, Mod-Matrix, Filter und so weiter unterzubringen. Für diejenigen, die sonst etwa mit Arduino-IDE auf ESP32-Mikroprozessoren arbeiten, vermutlich ein Augenöffner. Waldorf setzt dabei auf Espressifs SDK und RTOS. Zum Vergleich: in Waldorfs Quantum und Iridium rechnen Vierkernprozessoren mit ARM Cortex-A9. Dort setzt das Unternehmen direkt auf der Hardware auf und programmiert sie sogar Baremetal, ohne vorgefertigtes Betriebssystem.

Die Ressourcen des Protein sind klar begrenzt, sodass Waldorf zwar damit liebäugelt, häufig angefragte Funktionen zu ergänzen, jedoch die Beschränkungen der Hardware dem Grenzen setzt.

Technisch ist die Hardware ein wenig mit ESIs XSynth vergleichbar: Auch darin arbeitet ein kleiner ASIC in Form eines Custom DSPs namens RWA828. Der kann viele Samples parallel abspielen und nutzt sie als Oszillatoren, setzt also eine rudimentäre Variante von Wavetable-Synthese um. Auch in der Maschine ist die Hardware mit Sound- und Filterberechnung bereits am Anschlag.

Die ersten Chargen waren umgehend ausverkauft, weshalb wir auf unser Exemplar länger warten mussten. Nach dem Auspacken, Aktualisieren der Firmware und dem ersten Ausprobieren zeigte sich schnell, dass Waldorf hier einen wirklich ordentlichen Synthesizer gebaut hat. Die Regler stellen standardmäßig die am häufigsten genutzten Parameter ein und haben meist eine Doppelbelegung, die mit der Shift-Taste erreichbar wird. Einmal kurz darauf tippen lässt Shift dauerhaft aktiviert, was beim gleichzeitigen Bespielen eines Keyboards nützlich ist.

Die Filter sind digital, klingen aber dennoch gut. Im Beispielstück hört man etwa die Resonanz zusammen mit Cutoff-Änderungen eine Art Vogelkonzert auf dem eigentlichen Sound veranstalten. Einsteiger kommen mit den Presets bereits sehr weit und können sich mit der Bedienung vertraut machen. Sie ist trotz der 21 Drehencoder jedoch schnell komplexer, wenn man ins Menü muss, um weitere Werte zu verändern. Es ufert jedoch nicht allzu sehr aus, sodass man sich nach kurzer Einarbeitung rasch daran gewöhnt. Das beiliegende Schnellstartmanual erklärt die wichtigsten Dinge in aller Kürze.

Natürlich kommen aber auch ambitioniertere Synthesizer-Fans in den Genuss von unzähligen Möglichkeiten zur Manipulation der Sounds. Der Protein wird auch für sie nicht so schnell langweilig.

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Kurze Sound-Demo des Waldorf Protein. Nur die Drums stammen aus der DAW.

Der Klang ist trotz ausgewiesener LoFi-Ausrichtung über jeden Zweifel erhaben. Dominante, durchdringende und markante Sounds sind alltäglich auf dem Protein. Es britzelt schön metallisch durch Aliasing und Quantisierungsartefakte. Er spielt auch mit leichten Dissonanzen, ganz besonders mit dem Flavor-Regler, die aber eben einen lebendigen und interessanten Klang hervorbringen und eigentlich wieder an analoge Klangsynthese erinnern. Der Sound lässt sich am Ende eigentlich nur als fett bezeichnen, reichhaltig. Der Protein liebt „schmutzige“ Klänge. Der Einstieg in die Waldorf-Synthesizer aus deutscher Schmiede gelingt damit auf jeden Fall geschmeidig, dazu noch im bezahlbaren Rahmen, und macht richtig Spaß.


Der Waldorf Protein soll den Auftakt für eine Geräteserie im niedrigeren Preisbereich bei Waldorf einläuten. Der Waldorf-CEO hat jedoch schon verraten, dass ein weiteres Gerät bereits kurz vor der Fertigstellung ist und etwa ein Drum-Computer auf der Nice-to-have-Liste steht. Die Geräte unterscheiden sich dann durch die Gehäusefarbe, kommen sonst jedoch im gleichen Formfaktor daher. Der Protein hat ein markantes Blau.

Bei den üblichen Versandhändlern und im Waldorf-Shop ist der Protein derzeit für 329 Euro erhältlich. Er soll künftig nach einer Einführungsphase regulär jedoch 379 Euro kosten. Die ersten Chargen waren sehr schnell ausverkauft. Auf eine Wartezeit bis zu zwei Monaten müssen Interessierte sich derzeit noch einstellen.


(dmk)



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