Die Universität Basel übernimmt eine führende Rolle in einem neuen Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) namens «Precision». Gemeinsam mit der ETH Zürich wird sie die Entwicklung modernster Messtechnik vorantreiben. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Grenzen der Präzisionsmessung neu zu definieren und damit den Weg für grundlegende physikalische Entdeckungen zu ebnen.
Wichtige Punkte
- Die Universität Basel ist Co-Leitung des neuen NFS «Precision».
- Der Schwerpunkt liegt auf hochpräzisen Messungen und Sensorik.
- Der Bund stellt in der ersten Phase 17 Millionen Franken bereit, das Gesamtbudget beträgt 36 Millionen Franken.
- Es entsteht eine optische Atomuhr, die die genaueste der Schweiz sein soll.
- 32 Forschungsgruppen schweizweit sind beteiligt, davon acht in Basel.
Einrichtung des Nationalen Forschungsschwerpunkts «Precision»
Der Bund hat kürzlich die Einführung von sechs neuen Nationalen Forschungsschwerpunkten bekannt gegeben. Einer dieser Schwerpunkte ist der NFS «Precision». Die Leitung übernehmen die ETH Zürich und die Universität Basel als Heiminstitutionen. Diese Zusammenarbeit bündelt die Expertise führender Forschungsgruppen aus der ganzen Schweiz.
Ziel ist es, neue Standards in der optischen Präzisionsmessung und Sensorik zu setzen. Dies soll neue Möglichkeiten für physikalische Entdeckungen eröffnen. Die Forschung im Rahmen dieses NFS ist auf eine maximale Laufzeit von zwölf Jahren ausgelegt.
Fakten zur Förderung
- Erste Förderphase (2026-2029): Der Bund stellt rund 17 Millionen Franken zur Verfügung.
- Gesamtbudget: Einschließlich Eigenmittel der Hochschulen beläuft sich das Budget auf etwa 36 Millionen Franken.
Die Notwendigkeit präziser Messungen
Moderne Anwendungen in Forschung und Industrie erfordern heute eine Genauigkeit, die mit bestehenden Messstandards oft nicht mehr erreicht wird. Dies betont Prof. Stefan Willitsch, Professor für Chemische Physik an der Universität Basel und Co-Direktor des neuen NFS.
Der Forschungsschwerpunkt will hier ansetzen. Es sollen neue Methoden und Instrumente entwickelt werden. Diese ermöglichen extrem präzise Messungen an verschiedenen physikalischen Systemen. Diese Messungen sollen dann über ein landesweites, frequenzstabilisiertes Glasfasernetzwerk direkt miteinander verglichen werden.
«Viele Anwendungen in Forschung und Industrie benötigen heute eine Genauigkeit, die mit den bestehenden Messstandards nicht mehr erreicht werden kann», erklärt Prof. Stefan Willitsch.
Disruptiver Umbruch in der Messtechnologie
Präzisionsmessungen bilden die Grundlage der exakten Wissenschaften. Sie sind auch direkt relevant für Gesellschaft und Industrie. Beispiele sind Zeitreferenzen, Kalibrierungen und hochgenaue Sensorik. In den letzten Jahren gab es bedeutende Fortschritte in der Quanten- und photonischen Technologie. Diese haben den Weg für neuartige Verfahren geebnet.
Diese Verfahren versprechen eine bisher unerreichte Messempfindlichkeit und -genauigkeit. Die Messtechnologie befindet sich damit in einem disruptiven Umbruch. Der NFS «Precision» will diesen aktiv mitgestalten.
Hintergrund: Nationale Forschungsschwerpunkte (NFS)
NFS sind ein langfristiges Förderinstrument des Bundes. Sie schaffen die Voraussetzungen für den Aufbau neuer Forschungsfelder in der Schweiz. Sie etablieren nachhaltige Strukturen für Forschung und Lehre. Zudem fördern sie die nationale und internationale Vernetzung der Forschenden. Die Forschungsnetzwerke werden von einer oder zwei Heiminstitutionen getragen, die auch eigene Mittel beisteuern.
Forschung an der Grenze der Physik
Das Forschungsnetzwerk vereint 32 Forschungsgruppen aus der gesamten Schweiz. Acht dieser Gruppen sind an der Universität Basel angesiedelt. Die Forschenden erwarten von der unerreichten Messpräzision einen besonderen Erkenntnisgewinn.
«Mit der hochpräzisen optischen Spektroskopie von Atomen, Molekülen und Festkörpersystemen eröffnen sich neue Wege, fundamentale Physik jenseits des Standardmodells zu erforschen», erläutert Prof. Philipp Treutlein. Er ist stellvertretender NFS-Co-Direktor und Professor für Experimentelle Quantenphysik in Basel.
Entwicklung einer präzisen Atomuhr in Basel
Ein zentrales Projekt im Rahmen des NFS «Precision» ist die Entwicklung einer optischen Atomuhr an der Universität Basel. Dies geschieht in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich und dem Eidgenössischen Institut für Metrologie (METAS) in Bern. Diese Uhr soll extrem genaue Frequenzvergleiche mit verschiedensten physikalischen Systemen ermöglichen.
«Präzision ist quasi in der DNA der Schweiz, und in Basel werden wir eine Uhr bauen, die die genaueste der Schweiz werden wird», so Prof. Philipp Treutlein.
Diese hochpräzise Uhr soll langfristig am METAS betrieben werden. Sie wird einen wichtigen Beitrag zur nationalen und internationalen Zeitmessung leisten.
Die Rolle der Universität Basel
Die Universität Basel bringt viel Expertise im Bereich der Spektroskopie, Präzisionsmessungen und quantenbasierten Messprotokollen mit. Dies gilt sowohl in der Physik als auch in der Chemie, sagt Prof. Primo Schär, Vizerektor Forschung der Universität Basel.
Die Basler Forschungsgruppen sind auf atomare, molekulare und optische Quantentechnologien spezialisiert. Sie sind international hervorragend positioniert. Gleichzeitig entwickelt sich in der Region Basel ein dynamisches Quanten-Ökosystem. Dieses greift Forschungsimpulse auf und setzt sie in Hightech-Innovationen um.
Die Rolle als zweite Heiminstitution des NFS «Precision» stärkt die Position der Universität Basel. Sie festigt ihren Ruf als führender Standort für Forschung an der Schnittstelle von Physik, Chemie, Quantentechnologie und Präzisionssensorik.
Basler Expertise im NFS «Precision»
- Anzahl Basler Forschungsgruppen: 8 von insgesamt 32 Gruppen.
- Spezialisierung: Atomare, molekulare und optische Quantentechnologien.
- Regionale Entwicklung: Dynamisches Quanten-Ökosystem in Basel.
Langfristige Förderung und Vernetzung
Nationale Forschungsschwerpunkte sind ein Instrument für langfristige Förderung. Sie ermöglichen es Forschenden in der Schweiz, neue Felder zu erschliessen. Sie helfen auch, nachhaltige Strukturen für Lehre und Forschung zu schaffen. Zudem fördern sie die Vernetzung auf nationaler und internationaler Ebene.
Die Universität Basel ist bereits Heiminstitution in anderen NFS-Programmen. Dazu gehören «Antiresist» (Antibiotikaforschung) und «Spin» (Quantentechnologie). Der NFS «Molecular Systems Engineering» endet dieses Jahr nach seiner dritten Förderphase. Der neue NFS «Precision» fügt sich nahtlos in diese Reihe von Spitzenforschungsprojekten ein.
Die Investition in den NFS «Precision» unterstreicht die Bedeutung der Schweiz als Forschungsstandort. Sie zeigt das Engagement, die Grenzen des wissenschaftlich Machbaren immer wieder neu zu definieren.
