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Im Rahmen der Schweizer Roadmap für Forschungsinfrastrukturen 2019 (Roadmap) prüft die Schweiz in den kommenden Jahren eine allfällige Beteiligung an vier in Vorbereitung oder im Bau befindlichen internationalen Forschungsorganisationen. Für die Vorbereitung dieser Beteiligungen – die auch in anderer Form als über eine Mitgliedschaft bei der Organisation erfolgen können – ist das SBFI zuständig, von der Erstellung des finanziellen Rahmens über die Evaluation der Vorteile einer Beteiligung für die Schweiz bis hin zur Unterzeichnung eines internationalen Abkommens. Die Vertreterinnen und Vertreter der betroffenen schweizerischen Wissenschaftsgemeinschaften werden eng in diese Arbeiten eingebunden.
Im Rahmen der Schweizer Roadmap für Forschungsinfrastrukturen 2019 (Roadmap) prüft die Schweiz in den kommenden Jahren eine allfällige Beteiligung an vier in Vorbereitung oder im Bau befindlichen internationalen Forschungsorganisationen. Für die Vorbereitung dieser Beteiligungen – die auch in anderer Form als über eine Mitgliedschaft bei der Organisation erfolgen können – ist das SBFI zuständig, von der Erstellung des finanziellen Rahmens über die Evaluation der Vorteile einer Beteiligung für die Schweiz bis hin zur Unterzeichnung eines internationalen Abkommens. Die Vertreterinnen und Vertreter der betroffenen schweizerischen Wissenschaftsgemeinschaften werden eng in diese Arbeiten eingebunden.
CTA, Cherenkov Telescope Array (Astroteilchenphysik)
Das CTA ist eine internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit zum Bau einer weltweit führenden Forschungsinfrastruktur im Bereich Astropartikel. Die Infrastruktur soll ein Netzwerk aus über 100 Tscherenkow-Teleskopen umfassen, die auf der südlichen Halbkugel in Chile (Paranal) und auf der nördlichen Halbkugel auf der Insel La Palma (Kanarische Inseln, Spanien) installiert werden. Das CTA-Observatorium wird als European Research Infrastructure Consortium (ERIC) errichtet, mit Sitz in Bologna (Italien) und einem wissenschaftlichen Datenverarbeitungszentrum in Zeuthen (Deutschland). Es werden entscheidende Erkenntnisse in der Hochenergieastrophysik, aber auch allgemeiner in Kosmologie und Grundlagenphysik erwartet. Der Bau des CTA sollte 2019 beginnen. In der Schweiz beteiligen sich insbesondere die Universitäten Zürich und Genf sowie die ETH Zürich am Projekt. Das SBFI beteiligt sich zusammen mit den voraussichtlichen künftigen Mitgliedern (12 Staaten der ganzen Welt sowie die ESO) an den laufenden Verhandlungen zur Schaffung der Organisation CTAO ERIC.
ELI, Extreme Light Infrastructure (Laserphysik)
ELI ist eine im Bau befindliche Forschungsinfrastruktur, die auf drei Standorte in drei Ländern verteilt ist: die Tschechische Republik, Rumänien und Ungarn. Sie ist die bisher einzige Spitzenforschungsinfrastruktur, die ausschliesslich in Ländern der erweiterten Europäischen Union angesiedelt ist und die einzige, für deren Bau als Hauptfinanzierungsquelle (85%) der Europäische Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) dient.
An jedem Standort («Pfeiler») von ELI werden gegenwärtig Laser mit sehr hoher Intensität installiert, um zusätzliche Experimente in den Bereichen Materialphysik und Kernphysik durchführen zu können. Aufgrund der einmaligen Stärke und Intensität (zehnmal höher als bestehende Quellen) und der einzigartigen Möglichkeiten, die diese neuartigen Lichtquellen den internationalen Nutzerinnen und Nutzern bieten, wird ELI von den Projektverantwortlichen auch als «Laser-CERN» bezeichnet.
Die Laserphysik hat sich in den vergangenen Jahrzehnten rasant entwickelt, angetrieben durch die immer grössere Leistungsfähigkeit der Quellen. Die möglichen Anwendungen dieser Laser der neuen Generation sind sehr vielversprechend und ein Forschungsfeld erster Wahl für die moderne Physik. Die Schweizer Forscherinnen und Forscher beobachten diese Entwicklung aufmerksam und entwickeln in der Schweiz geeignete Forschungsinfrastrukturen, die idealerweise durch einen Zugang zu den weltweiten Spitzeninfrastrukturen an den drei Standorten der ELI ergänzt werden sollen.
SKA, Square Kilometre Array (Astronomie)
Das Square Kilometre Array ist ein im Bau befindliches Radioteleskop, das eine Gesamtsammelfläche von rund einem Quadratkilometer aufweisen soll. Das SKA soll in einem Frequenzbereich von 0,10-25 GHz arbeiten, wobei letztlich ein Bereich von 0,06-35 GHz angestrebt wird. Aufgrund seiner Grösse wird es zwischen 10 und 100 Mal empfindlicher sein als die bisher verwendeten Instrumente. So wird es möglich sein, mehrere unabhängige Sichtfelder abzudecken, womit mehrere Strahlenastronominnen und -astronomen gleichzeitig beobachten bzw. mehrere Bereiche des Himmels gleichzeitig untersucht werden können. Mit dem SKA-Radioteleskop können dank der Nutzung der Interferometrie Bilder von entfernten Strahlenquellen aufgenommen werden.
Das SKA wird das empfindlichste Instrument zur radioastronomischen Beobachtung sein, das jemals gebaut wurde. Es soll in der Lage sein, alle aktiven galaktischen Kerne bis zu einer Rotverschiebung 6 zu erkennen, als das Universum nicht mehr als eine Milliarde Jahre alt war. Es wird die nötige Empfindlichkeit haben, um Anzeichen für erdähnliche Planeten auf eine Distanz von mehreren Hunderttausend Lichtjahren zu entdecken. Das SKA-Netzwerk, deren Bau 2020 beginnen könnte, soll bis zu 3000 Parabolantennen umfassen, die in Südafrika und Australien installiert werden. Der Hauptstandort des SKA wird in Grossbritannien sein. 2019 haben die Vertreterinnen und Vertreten von sieben Staaten aus der ganzen Welt das Abkommen unterzeichnet, das das SKA als zwischenstaatliche Organisation begründen soll. Weitere Staaten haben ihre Absicht erklärt, der Organisation beizutreten. Durch seinen grossen Umfang wird das SKA längerfristig zu einem zentralen Projekt für die Astrophysik auf internationaler Ebene. Die Schweiz, insbesondere die Universitäten Genf und Zürich sowie die ETH Zürich und die ETH Lausanne, verfolgen die Entwicklung aufmerksam. Das SBFI beteiligt sich als Beobachter an den Sitzungen der SKA Council Preparatory Task Force, die für den Abschluss der Einrichtung der Organisation zuständig ist.
LBNF, Long-Baseline Neutrino Facility and DUNE, Deep Underground Neutrino Experiment (Teilchenphysik)
Die internationale Forschungsgemeinschaft im Bereich der Teilchenphysik entwickelt und baut ein Projekt bisher einzigartigen Ausmasses zur Weiterentwicklung der Forschung in diesem Bereich: Das Projekt DUNE, das in der speziell zu diesem Zweck geschaffenen LBNF-Infrastruktur durchgeführt werden soll. Eine internationale Zusammenarbeit ist für die Finanzierung und Durchführung dieses Projekts zuständig, das angesichts der Fortschritte in der Teilchenphysik als wesentliche Ergänzung der am CERN durchgeführten Forschungen betrachtet wird. Die Infrastruktur wird in den USA gebaut, einerseits am Fermilab in der Nähe von Chicago, andererseits in South Dakota, in einer dafür eingerichteten ehemaligen Mine in 1,5 km Tiefe.
Die Forscherinnen und Forscher der Schweiz im Bereich der Neutrinophysik, insbesondere die Universitäten Bern, Basel und die ETH Zürich, leisten einen bedeutenden und von der Zusammenarbeit sowie den zuständigen Behörden der USA sehr geschätzten Beitrag zu dieser Infrastruktur. Der europäische Beitrag zu LBNF/DUNE wird vom CERN vorbereitet, das einen der Detektoren des Experiments entwirft und baut. Der Bundesrat hat im Mai 2019 entschieden, den derzeit beim CERN entwickelten Sachbeitrag an LBNF/DUNE finanziell zu unterstützen.
Die Universitäten Genf und Bern sowie die ETH Zürich leisten bei Experimenten im Bereich der Neutrinophysik in Japan einen erheblichen Beitrag. Zudem prüfen sie, ob sie sich beim Bau einer Grossinfrastruktur in diesem Bereich ab 2020 beteiligen wollen.
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