PSI-FORSCHER erhält 2,2 Mio. für Quantenforschung

Modernes Quantenforschungslabor mit wissenschaftlichen Geräten am Paul Scherrer Institut

Der Physiker Giacomo Sala gewinnt eine europäische Finanzierung von 2,3 Millionen Euro für das Projekt Q-GEOMSPIN, das Spintronik und Quantengeometrie kombiniert. Eine Suche, die den Schweizer Datenspeicher revolutionieren könnte.

Kontext

In Kürze

  • Giacomo Sala (PSI) erhält 2,3 Mio. Euro (~2,2 Mio. CHF) vom Europäischen Forschungsrat
  • Projekt Q-GEOMSPIN: Spintronik + Quantengeometrie für 5 Jahre
  • Ab Ende 2025 ist die Schweiz in vollem Umfang an den EU-Programmen beteiligt

Eckdaten

  • Was: ERC-Startzuschuss für die Forschung in der Quantenspintronik
  • Wann: 3. September 2026
  • Wo: Paul Scherrer Institut (PSI), Villigen, Aargau
  • Wer: Giacomo Sala, Experimentalphysiker
  • Betrag: 2,3 Mio. EUR (ca. 2,2 Mio. CHF)
  • Laufzeit: 5 Jahre
  • Team: 2 Doktoranden + 1 Postdoktorand

Giacomo Sala, Experimentalphysiker am Zentrum für Neutronen- und Myonenforschung des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) in Villigen, hat einen der begehrtesten Zuschüsse des Europäischen Forschungsrats (ERC) gewonnen: einen Starting Grant. Die Finanzierung in Höhe von 2,3 Millionen Euro — rund 2,2 Millionen CHF — wird sein Q-GEOMSPIN-Projekt für die nächsten fünf Jahre unterstützen. Ein Sieg, der für die Schweizer Forschung viel bedeutet, insbesondere im Hinblick auf die neue volle Beteiligung der Schweiz an den europäischen Forschungsförderprogrammen, die ab Ende 2025 wirksam wird.

Was macht diese Initiative so außergewöhnlich? Sala vereint zwei bisher getrennte Forschungsbereiche: die Spintronik, eine seit drei Jahrzehnten etablierte Disziplin, und die Quantengeometrie, ein junges und sich noch in der Entwicklung befindliches Feld. «Soweit ich weiß, hat bisher niemand diese beiden Felder experimentell miteinander verbunden», sagt Sala.

Operative Details

Spintronik: Vom Labor zur industriellen Anwendung

Die Spintronik nutzt den Spin — die intrinsische Rotation — der Elektronen, um Informationen zu speichern und zu verarbeiten. Die Bedeutung dieses Feldes wurde mit dem Nobelpreis für Physik des Jahres 2007 anerkannt, der für die Forschung in diesem Bereich vergeben wurde. Dennoch gibt es in den letzten Jahren eine Lücke in der Spintronik, die noch nicht vollständig verstanden wird: Einige theoretische physikalische Studien deuten darauf hin, dass bestimmte spintronische Phänomene durch die Quantenmetrik vorhergesagt, verstanden und kontrolliert werden können.

Sala greift auf eine faszinierende Analogie zurück, um das Konzept zu erklären. Die Schwerkraft sorgt dafür, dass die Erde um die Sonne kreist. Laut Albert Einstein ist die korrekte Erklärung jedoch nicht eine einfache "Anziehung", sondern eine Krümmung des Raums, die durch die Masse der Sonne verursacht wird. "Das Gleiche gilt für Elektronen, wenn sie sich durch einen Festkörper bewegen", erklärt Sala. Aufgrund der Quantenmetrik krümmt sich der Impulsraum. Die Elektronen "wahrnehmen" dieses Phänomen und werden entsprechend abgelenkt.

Praktische Anwendungen und wirtschaftlicher Einfluss

Die Forschungen im Projekt Q-GEOMSPIN könnten den Weg für effizientere Datenspeichersysteme ebnen. Langfristig könnten die Ergebnisse zur Entwicklung leistungsfähigerer spintronischer Speicher (MRAM), Computerprozessoren, die nach dem Vorbild des Gehirns funktionieren, und neuer Materialeigenschaften beitragen. Es ist wichtig zu beachten, dass abgesehen vom Riesenmagnetowiderstand, der in den 1980er Jahren entdeckt wurde und kurz darauf die Speicherdichte von Computer-Festplatten vervielfachte, kommerzielle Anwendungen der Spintronik bisher selten waren. Das Projekt von Sala könnte einen bedeutenden Durchbruch für die schweizerische und europäische Technologieindustrie darstellen, mit Beschäftigungseffekten im High-Tech-Sektor.

Das PSI als europäisches Zentrum für Quantenforschung

Dass Sala das Paul Scherrer Institut für sein Projekt gewählt hat, ist kein Zufall. Das PSI ist eines der wichtigsten Forschungszentren Europas mit einzigartigen Infrastrukturen und Forschungsstrategien, die mit den nationalen und europäischen Prioritäten übereinstimmen. Im neuen "Quantum Matter and Materials Center" (QMMC) des PSI fließen die Arbeiten verschiedener Forschungsgruppen in das Feld der Quantenmaterie und -materialien zusammen. Q-GEOMSPIN fügt sich perfekt in diesen neuen Forschungsschwerpunkt ein und stärkt die Position der Schweiz in der internationalen Quantenforschung.

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Wichtige Punkte

Fortgeschrittene Infrastrukturen und Laborausstattungen

Das PSI stellt Sala und seinem Team alle notwendigen Strukturen zur Verfügung, um die Forschung voranzutreiben. Das Team wird Strukturen im Mikrometerbereich herstellen und auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (–273,15 Grad Celsius) abkühlen. Zu diesem Zweck erwirbt das PSI dank der ERC-Mittel ein spezielles Kryostat: eine Kühlvorrichtung, die auch starke Magnetfelder erzeugen kann. In seinem Inneren wird ein elektrischer Strom durch die Probe geleitet und die Ablenkung der Elektronen gemessen. Auf diese Weise suchen die Forscher gezielt nach nichtlinearen Effekten, das heißt Situationen, in denen kleine Veränderungen der Spannung oder des Magnetfelds zu großen Änderungen in der Messung führen.

Das Team wird Zugang zu drei Spitzeninfrastrukturen haben: der Schweizer Synchrotronlichtquelle (SLS), dem Reinraum PICO (einem fortschrittlichen Reinraum, der von der Nanotechnologie-Gruppe verwaltet wird) und der Schweizer Spallations-Neutronenquelle (SINQ). Diese Strukturen sind in Europa einzigartig und ermöglichen die Charakterisierung von Materialien auf nanometrischer Ebene. Das Programm sieht die Untersuchung von topologischen Materialien (Festkörper, die im Inneren isolierend sind, während sie an der Oberfläche elektrischen Strom leiten), Oxidverbindungen und zweidimensionalen Van-der-Waals-Materialien wie Graphen vor.

Karrieremöglichkeiten in der Schweizer Quantenforschung

Mit der ERC-Finanzierung kann Sala zwei Doktoranden und eine Person auf Postdoktorandenebene einstellen. Die Quantenforschung ist einer der dynamischsten und am schnellsten wachsenden Bereiche der Schweizer Wirtschaft. Die europäischen Finanzierungsprogramme, die ab Ende 2025 dank der Assoziierung vollständig zugänglich sind, bieten konkrete Karrieremöglichkeiten für junge Forscher, Doktoranden und Postdoktoranden in der ganzen Schweiz. Der Bereich betrifft nicht nur das PSI: Universitäten wie die ETH Zürich, die Universität Genf, die Universität Bern und andere Schweizer Hochschulen investieren stark in die Quantenforschung und die Ausbildung neuer Talente.

Die in Forschungsprojekten wie Q-GEOMSPIN entwickelten Fähigkeiten — von der Datenanalyse über die Nanotechnologie bis hin zur experimentellen Physik und Materialwissenschaft — sind auch im privaten Sektor sehr gefragt, von Mikroelektronikunternehmen bis hin zu industriellen Forschungslaboren. Eine Karriere in der Schweizer Quantenforschung bietet stabile Beschäftigungsmöglichkeiten und international wettbewerbsfähige Gehälter.

Zugang zu Finanzierungen und Forschungsmöglichkeiten

Wenn Sie Student, Forscher oder Absolvent sind und an einer Karriere in der Schweizer Forschung interessiert sind, ist der erste Schritt, die Stellenangebote im Forschungsbereich zu konsultieren und sich über die Lebenshaltungskosten in der Schweiz und die Qualität der Forschung in den verschiedenen Regionen zu informieren. Universitäten und Forschungszentren veröffentlichen regelmäßig Stellenausschreibungen für Doktoranden, Postdocs und Wissenschaftler.

Der Europäische Forschungsrat veröffentlicht regelmäßig Ausschreibungen für Starting Grants (bis zu 3,75 Millionen Euro), Consolidator Grants und Advanced Grants. Die Bewerbungsfristen und -modalitäten finden Sie auf der offiziellen ERC-Website. Dank der vollständigen Assoziierung der Schweiz ab Ende 2025 können sich auch Schweizer Forscher direkt bewerben und erhalten Finanzierungen ohne institutionelle Vermittlung.

Für diejenigen, die die wirtschaftliche Bedeutung der Gehälter im Forschungs- und öffentlichen Sektor in der Schweiz vertiefen, die Möglichkeiten in verschiedenen Kantonen und Regionen vergleichen und ihren beruflichen Werdegang planen möchten, bietet der Schweizer Gehaltsrechner einen detaillierten Überblick über die Vergütungen im Forschungs- und öffentlichen Sektor.

Quelle: admin.ch

Häufig gestellte Fragen
Was ist der ERC Starting Grant und was sind die typischen Beträge?
Der Starting Grant ist ein Zuschuss des Europäischen Forschungsrats für Forscher, die eine eigene unabhängige Forschungsgruppe gründen möchten. Im Projekt von Giacomo Sala beträgt der Betrag 2,3 Millionen Euro für fünf Jahre. Die ERC Starting Grants decken bis zu 3,75 Millionen Euro für ausgewählte Projekte im europäischen Wettbewerb ab. Sie richten sich an Forscher, die ihr Doktorat abgeschlossen haben und über 2 bis 7 Jahre Postdoktorandenerfahrung verfügen, mit der Einschränkung, dass es sich um ihre erste unabhängige Position handelt.
Welche Bedeutung hat die neue Schweizer Assoziierung an die europäischen Forschungsprogramme ab Ende 2025?
Seit Ende 2025 ist die Schweiz voll in die Forschungsförderprogramme der Europäischen Union eingebunden. Dies bedeutet, dass Schweizer Forscher direkt von europäischen Einrichtungen wie dem ERC finanziert werden können, ohne dass eine Vermittlung durch ausländische Institutionen erforderlich ist. Der neue Verband stärkt die internationale Wettbewerbsfähigkeit der Schweizer Forschung deutlich, eröffnet Zugang zu bisher begrenzten europäischen Fördermitteln und erleichtert die Zusammenarbeit zwischen schweizerischen und europäischen Forschern.
Was sind Spintronik und Quantengeometrie und warum ist ihre Kombination innovativ?
Die Spintronik nutzt den Elektronenspin, um Informationen zu speichern, während die Quantengeometrie eine junge Disziplin ist, die die geometrischen Eigenschaften des Quantenraums untersucht. Die Kombination ist außergewöhnlich, weil sie es ermöglicht, bisher vernachlässigte Spintron-Phänomene zu verstehen und zu kontrollieren, was den Weg für effizientere Datenspeicher, leistungsfähigere Spintronic Memory (MRAM) und neue technologisch fortschrittliche Materialien ebnet.
Welche PSI-Infrastrukturen werden im Q-GEOMSPIN-Projekt genutzt?
Das Projekt nutzt drei herausragende Infrastrukturen des Paul Scherrer Instituts: die Schweizer Synchrotron-Lichtquelle (SLS), den Pico-Reinraum für Nanotechnologie und die schultergestützte Neutronenquelle (SINQ). Diese Strukturen sind in Europa einzigartig und ermöglichen die Charakterisierung von Materialien im Nanometerbereich, die Herstellung winziger Mikrokomponenten und die Durchführung von Messungen bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt.
Wie greift man als Schweizer Forscher auf ERC-Finanzierungen zu?
Schweizer Forscher können sich über die offizielle Website erc.europa.eu direkt für ERC-Ausschreibungen (Starting Grant, Consolidator Grant, Advanced Grant) bewerben. Die Bekanntmachungen werden jährlich mit bestimmten Fristen veröffentlicht. Sie können sich als Principal Investigator bewerben, wenn Sie über die erforderliche Promotion und Postdoktorandenerfahrung verfügen (typischerweise 2-7 Jahre für den Starting Grant). Die Schweizer Universitäten und Forschungszentren bieten administrative Unterstützung und Beratung bei Bewerbungen.

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