PhYsik und Industrie - Felix Wuersten

Physik und Industrie
Eine erfolgreiche Partnerschaft
zwischen Hochschule und Praxis

Inhalt
STANDPUNKT
Eine fruchtbare Beziehung 2
Louis Pasteur als Vorbild 3
Interview mit ETH-Vizepräsident Prof. Ulrich W. Suter
über die Rolle der ETH als Partner der Industrie
ZUSAMMENARBEIT KONKRET
Die Suche nach dem «Gott-Teilchen» 6
Erfolg mit kleinen Sensoren 8
Ultraschnelle Festkörperlaser 9
Spurennachweis mit Laserlicht 10
Gut verbunden 11
Mehr Sinn fürs Hören 12
AUSSENSICHT
Den Zugang erleichtern 14
Vier Physikabsolventen der ETH Zürich über die
Zusammenarbeit zwischen Industrie und Hochschule
Die Schweiz im Vergleich 18
Staatliche Forschungsfinanzierung in verschiedenen Ländern
IM GESPRÄCH
Ein vielfältiges Berufsbild 20
Physik-Alumni im Porträt
AKTUELLE ZUSAMMENARBEITEN
Eine Auswahl von Projekten 25
Impressum 29

Liebe Leserin, lieber Leser
Seit Jahren stagniert die Schweizer Wirtschaft. Der Desindustrialisierung
steht neuerdings auch bei den Dienstleistungen
kein kompensierendes Wachstum mehr entgegen.
Um im globalen Wettbewerb zu bestehen, muss die
Schweiz am Markt zeitgerecht mit Innovationen auftreten,
die dank Wettbewerbsvorsprung den Firmen hohe Margen
ermöglichen.
Es ist ein Glück, dass wir mit der ETH Zürich eine renommierte
Hochschule von Weltruf besitzen, die dazu
die entscheidende Voraussetzung bietet. Es ist nicht die
Aufgabe der ETH, konkrete Produkte und Dienstleistungen
für die Industrie zu entwickeln. Aber sie bildet
die nötige Wissens- und Könnensquelle, um mit Ausund
Weiterbildung, in Kooperation mit Firmen und
über Spin-off-Gründungen die Innovationsgrundlagen
bereitzustellen, die dann von den Firmen am Markt
umgesetzt werden.
Dabei kommt dem Departement Physik eine besondere
Stellung zu. Obwohl es keine «physikalische Industrie»
gibt, baut ein enormer Teil der Technik auf der Physik
auf. Beispiele sind Mikroelektronik, Materialwissenschaft,
Informatik oder Maschinenbau. Deshalb arbeiten
die ETH-Physikerinnen und -Physiker seit langem
intensiv und erfolgreich mit der Industrie zusammen,
sei es mit grossen internationalen Konzernen, sei es in
Projekten mit kleinen Start-up-Firmen. Verschiedene
Forschergruppen dieses Departements pflegen auch enge
Beziehungen mit Jungunternehmen im Technopark ®
Zürich.
Das Departement Physik möchte im Jubiläumsjahr der
ETH Zürich der Öffentlichkeit seine vielfältigen Partnerschaften
mit der industriellen Praxis vorstellen. Konkrete
Beispiele zeigen auf, welche Motive die Forscherinnen
und Forscher verfolgen, welche Erfahrungen sie dabei
gemacht haben, welche Erwartungen von Seiten der
Industrie bestehen und welche Hindernisse es zu überwinden
gilt.
Es fällt immer wieder auf, in welch vielfältiger Weise
Absolventen des Studiengangs Physik dank ihrer systemorientierten
Ausbildung eingesetzt werden. Auch hierzu
werden in diesem Heft Beispiele gezeigt.
Dr. Thomas von Waldkirch
Präsident Stiftungsrat Technopark®
1

STANDPUNKT
Eine fruchtbare Beziehung
Physik ist eine Naturwissenschaft.
Sie fragt, wie die Welt beschaffen
ist, welche Grenzen es gibt und was
möglich sein könnte. Anders als etwa
Ingenieure suchen Physiker nicht primär
nach Lösungen für konkrete Probleme,
sondern nach grundlegenden
Zusammenhängen. Deshalb erstaunt
es nicht, dass wichtige technische Entwicklungen
immer wieder auf Einsichten
in der Physik zurückgehen.
Die moderne Kommunikationstechnik
etwa wäre ohne die Arbeiten über
Elektromagnetismus, Elektronik,
Quantenmechanik und Quantenoptik
im 19. und 20. Jahrhundert schlicht
undenkbar. Das Internet, das unseren
Alltag in den letzten Jahren stark
verändert hat, ist letztlich entstanden,
weil Teilchenphysiker das World-
Wide-Web entwickelten, um die gewaltigen
Datenmengen ihrer Forschung
effizient verarbeiten zu können. Umgekehrt
können praktische Fragestellungen
zu fundamental Neuem führen.
Der Transistor als ein gezielt gesuchter
Ersatz für die Verstärkerröhre oder
die Entdeckung der Wellennatur des
Elektrons beim Verbessern der Elektronenröhre
sind gute Beispiele.
Zürich für die Industrie nach wie vor
attraktive Partner. Wer als technisch
orientierter Hochschulphysiker Erfolg
haben will, muss weit über den heutigen
Stand der Technik hinaus denken
und Probleme ansprechen, die sich
für die Industrie vielleicht erst am
Horizont abzeichnen.
Grosse Herausforderung
Ein solches Thema ist etwa die
Taktrate von Computern. Diese lässt
sich in herkömmlichen Mikroprozessoren
ab einem gewissen Punkt nur
noch mit grossem Aufwand steigern.
Optische Taktgeber sind eine mögliche
Alternative; die heute bekannten
Konzepte überzeugen allerdings noch
nicht, es fehlen nach wie vor wichtige
«Puzzleteile». Ein Durchbruch kann
nur mit zusätzlicher Forschung erreicht
werden. Für die Industrie ist
diese Phase eine grosse Herausforderung:
Kurzfristig soll ein weites Spektrum
von möglichen Lösungswegen
ausgelotet werden. Physiker an Hochschulen
sind geeignete Partner, da sie
gwohnt sind, sich auf unbekanntes
Terrain vorzuwagen und über spezifische
Qualitifkationen verfügen.
Für die Industrie zahlt sich eine solche
langfristig orientierte Zusammenarbeit
mehrfach aus. Erstens kann sie
mit Hilfe der Hochschule Probleme
lösen, die mittel- bis langfristig die
technische Entwicklung behindern.
Zweitens kann sie – je nach Vertrag
– zu wertvollem geistigem Eigentum
kommen. Und drittens werden durch
solche Projekte Nachwuchsforscher
ausgebildet, die später als qualifizierte
Arbeitskräfte zur Verfügung stehen.
Absolventen eines Studiums in Physik
sind auf dem Arbeitsmarkt begehrt,
weil sie dank ihrer Vielseitigkeit und
der Fähigkeit, Probleme selbständig
zu lösen, in unterschiedlichen Bereichen
erfolgreich wirken können.
Eine Hochschule wie die ETH Zürich
hat die Aufgabe, Erkenntnisse zu
gewinnen und sie der Gesellschaft zugänglich
zu machen. In der Industrie
wird dieses Wissen umgesetzt. Erfolgreiche
Firmen pflegen die Zusammenarbeit
mit der Hochschule nicht nur,
um als attraktiver Arbeitgeber aufzutreten,
sondern auch, um ihre Innovationskraft
zu stärken.
Bertram Batlogg, Ursula Keller
und Gert Viertel
Die drei Autoren sind Professoren am Departement
Physik der ETH Zürich.
Verändertes Umfeld
Physik und Industrie bilden seit langem
eine fruchtbare Partnerschaft. In
den letzten Jahren hat sich das Umfeld
dieser Beziehung aber verändert.
Die Firmen stehen unter Druck, ihre
Mittel möglichst zielgerichtet einzusetzen.
Nur noch wenige der ehemals
grossen industriellen Forschungslabors
haben den Umbau der Industrie
überstanden. Die Produktzyklen
werden immer kürzer, doch bleibt
es das Ziel, Forschungsresultate zum
kompetitiven Vorteil auszunützen. Bis
die Erkenntnisse der Grundlagenforschung
in Produkte umgesetzt werden,
verstreicht aber oft etliche Zeit.
Gerade weil sich das wirtschaftliche
Umfeld verändert hat, sind die Physikerinnen
und Physiker der ETH
«Für die Industrie zahlt sich eine solche
Zusammenarbeit mehrfach aus.»
2

STANDPUNKT
Louis Pasteur als Vorbild
Die ETH Zürich ist bestrebt, die Zusammenarbeit mit der Industrie zu intensivieren.
ETH-Vizepräsident Ulrich W. Suter erklärt, welchem Ideal die
Forschenden dabei nacheifern sollten.
Herr Suter, welche Instrumente setzt
die ETH Zürich konkret ein, um die
Zusammenarbeit mit der Industrie
zu fördern?
Wir verfügen über eine ganze Reihe
von Instrumenten, etwa die Stabsstelle
«ETH transfer» oder verschiedene
Transferinstitute, die einzelne
Professoren gegründet haben. Dabei
geht es darum, Partnerschaften anzuregen,
die Zusammenarbeit mit
der Wirtschaft zu unterstützen und
Technologien, die an der ETH Zürich
erarbeitet werden, gemeinsam
mit der Industrie auf den Markt zu
bringen.
Das Beispiel Physik zeigt, dass die
Möglichkeiten der Zusammenarbeit
vielfältig sind. So entwickelt etwa
die Industrie eigens für die Grundlagenforschung
neue Technologien.
Gerade die intensive Wechselwirkung
mit der Industrie ist eine grosse
Stärke der Forschung. Grundlagenforschung
ist übrigens ein Wort,
das ich unglücklich finde. Es suggeriert,
man habe keinerlei Vision,
was man mit den Erkenntnissen machen
könnte. Das entspricht nicht
der Realität. Auch ein Kosmologe
hat eine Vision, er möchte nämlich
das Weltbild verändern.
Welche Bezeichnung wäre denn angemessen?
Ich persönlich bevorzuge eine Unterteilung
anhand von zwei Kriterien:
Forschung kann erstens von
möglichen Anwendungen getrieben
sein; und sie kann sich zweitens für
die Grundlagen interessieren. Zu
der Forschung,
die nur von der
Anwendung getrieben
ist. Dazu
gehören etwa die
Arbeiten Thomas Alva Edisons. Diese
Forschung wird im Edison-Quadranten
zusammengefasst. Solche
Projekte machen wir an der ETH
Zürich in der Regel nicht. Dann
gibt es Forschung, die sich nur für
die Grundlagen interessiert. Niels
Bohr ist da ein typischer Vertreter,
deshalb fassen wir diese Arbeiten im
«Auch ein Kosmologe hat
eine Vision, er möchte das
Weltbild verändern.»
Bohr-Quadranten zusammen. Solche
Forschung gibt es an der ETH
Zürich auch.
Uns interessiert jedoch vor allem
der vierte Sektor, der Pasteur-Quadrant.
Dort sind Forschungsprojekte
angesiedelt, die sowohl an
Grundlagenwissen interessiert sind
als auch sich an möglichen Anwendungen
orientieren. Louis Pasteur
entdeckte wichtige wissenschaftliche
Grundlagen, gleichzeitig hatte seine
Arbeit eine immense Bedeutung für
das tägliche Leben, und er arbeitete
eng mit Firmen zusammen. Unsere
Hauptaktivität sollte deshalb im
Pasteur-Quadranten liegen.
Welche Rolle spielen die Bedürfnisse
der Wirtschaft bei der strategischen
Ausrichtung der ETH?
Eine sehr wichtige. Wir pflegen viele
Kontakte zur Wirtschaft. Das stimuliert
auch die Forschung. Häufig
ist es so, dass ein Forscher bei einer
praktischen Frage merkt, dass man
noch zuwenig weiss und es weitere
Grundlagen braucht. Genau darum
geht es beim Pasteur-Modell: Das
Wissen um die Relevanz ist entscheidend.
Könnte man den Dialog mit der
Wirtschaft noch verbessern?
Ja. Mit den grossen Firmen war der
Dialog einmal sehr gut. Viele Firmen
haben allerdings ihre Forschungsaktivitäten
reduziert und Labors geschlossen.
Das hat den Dialog natürlich
erschwert. Mit den kleinen und
mittleren Firmen
funktioniert der
Austausch noch
nicht so, wie wir
uns das vorstellen.
Aus diesem Grund möchten wir den
Zugang an die ETH für KMU verbessern.
Wir versuchen beispielsweise
zusammen mit dem Branchenverband
«Swissmem», den Dialog zu
verstärken. Wir unterstützen auch
Firmengründungen aus der ETH.
Solche Firmen sind in den ersten
Jahren volkswirtschaftlich natürlich
3

STANDPUNKT
noch nicht interessant, aber längerfristig
sind sie für das Wohlergehen
eines Landes wichtig.
Aus Fachkreisen wird immer wieder
bemängelt, es fehle in der Schweiz
an Startkapital.
In der Schweiz gibt es zwar sehr viel
Geld, aber wir haben nicht genügend
Gefässe, die Kapital auch mit
Risiko einsetzen. Ich denke, unsere
Banken können diese Aufgabe nicht
übernehmen. Denn Risikobanken
haben einen ganz anderen Ansatz
als die klassischen Finanzinstitute.
Die ETH hat
mit zehn Industriepartnern
die
Firma «Venture
incubator» gegründet.
Wir haben das aus «Verzweiflung»
getan, weil es in der
Schweiz zu wenige solcher Gefässe
gab. Insgesamt hinken wir – wie andere
europäische Länder auch – immer
noch weit hinter den USA her.
Wie funktioniert die Zusammenarbeit
mit grossen Konzernen?
Mit den grossen Firmen ist es relativ
einfach. Sie verfügen über professionelle
Strukturen und haben schon
Hunderte von Verträgen abgeschlossen.
Mit Grossfirmen schliessen
wir Rahmenverträge ab, welche die
komplizierten Sachen regeln, sodass
die einzelnen Forschungsverträge
einfach werden.
Bei kleinen Firmen hingegen besteht
die Schwierigkeit, dass sich
zwei völlig unterschiedliche Partner
finden müssen. Es gibt da auch eine
Reihe von schönen Erfolgen, aber
grundsätzlich braucht es mit solchen
Unternehmen einen bewussteren
Umgang.
Wie unterstützen Sie Forscher, die
eine Zusammenarbeit mit der Industrie
suchen?
Wir haben zum Beispiel «ETH
transfer» als interne Anlaufstelle, die
sehr stark genutzt wird. Jeder Vertrag
mit einem Gesamtvolumen von
«Viele ETH-Professoren
haben Erfahrungen in
der Wirtschaft gesammelt.»
mehr als 50 000 Franken wird von
«ETH transfer» geprüft und muss
von mir genehmigt werden. Günstig
ist sicher, dass etwa 40 Prozent aller
Professoren an der ETH Zürich Erfahrungen
in der Wirtschaft gesammelt
haben. Das ist im Vergleich
mit anderen Universitäten sehr viel.
Wie sehen Sie die Rollenverteilung
zwischen den Fachhochschulen und
der ETH?
Traditionell werden Fachhochschulen
und Universitäten in zwei verschiedene
Korsetts eingebunden
– hier die Universitäten
im Bohr-
Quadranten, dort
die Fachhochschulen
im Edison-
Quadranten. Ich bin absolut gegen
diese strikte Trennung; es sollte in
diesem Bereich einen freien Markt
geben. Bohr hat nicht viel gemacht,
das wirtschaftlich stimulierend war,
und Edison hat nicht viel von dem
verstanden, was er machte. Die beiden
hätten kaum miteinander reden
können. Wie gesagt, entscheidend
ist der Pasteur-Quadrant.
Einige Fachhochschulen sind in gewissen
Fachgebieten ausgesprochen
gut; sie sollten deshalb auch die
Freiheit haben, sich so zu betätigen,
wie sie möchten.
Welchen Stellenwert nimmt in dieser
Hinsicht das Departement Physik
an der ETH Zürich ein?
Die Physik ist eine unserer grossen
Stärken. Sie hat Fantastisches für die
Wissenschaft geleistet und gleichzeitig
wichtige Beiträge für die Wirtschaft
erbracht. Ich denke da konkret
an die Halbleitertechnik, an
nichtlineare optische Materialien,
an die Lasertechnik, die Sensorik
oder an supraleitende Materialien.
Wie wird sich die Zusammenarbeit
der ETH mit der Industrie in den
nächsten Jahren entwickeln?
Die Zusammenarbeit wird sich eher
intensivieren. Gerade in der Physik
bestehen schon seit langem gute Beziehungen
zur Industrie. Generell
ist es heute an der ETH nicht mehr
unanständig, Dinge zu machen, die
sich am Ende verkaufen oder die
sich in verkaufbare Produkte umsetzen
lassen. Der Pasteursche Aspekt
wird deshalb weiter an Bedeutung
gewinnen.
Interview: Felix Würsten
Zur Person
Ulrich W. Suter studierte
Chemie an
der ETH Zürich und
schloss 1973 seine
Dissertation ab. Danach
war er Postdoctoral
Researcher
an der Stanford University.
Von 1976 bis 1981 forschte er
als Oberassistent an der ETH Zürich.
Nach einem einjährigen Aufenthalt
als Visiting Scientist am IBM Almaden
Research Center in San Jose (Kalifornien)
wurde er 1982 als Professor ans
Massachusetts Institute of Technology
(MIT) berufen. Zwischen 1988 und 2001
war er Professor für Makromolekulare
Chemie an der ETH Zürich. Seit Dezember
2001 ist Ulrich W. Suter Vizepräsident
für Forschung und Mitglied der
Schulleitung der ETH Zürich.
4

ZUSAMMENARBEIT KONKRET
Die Suche nach dem «Gott-Teilchen»
Mit einem neuen Teilchenbeschleuniger suchen Physiker des CERN und
der ETH Zürich nach den Grundbausteinen der Materie. Am Grossprojekt
sind Firmen aus der ganzen Welt beteiligt. Die Partnerschaft zwischen
Wissenschaft und Industrie ist eine Erfolgsgeschichte.
Im Superlativ soll man nicht schreiben.
Das wird an jeder Journalistenschule
gelehrt. Wer sich mit Teilchenphysik
befasst, braucht ihn aber oft,
den Superlativ. Zwar sind die Teilchenphysiker
den Grundbausteinen
der Materie auf der Spur, die nicht
unbedingt der Steigerungsform bedürfen.
Die Anlagen aber, mit denen die
Physiker arbeiten, sind riesig – und
entsprechend teuer. Der Bau eines
Teilchenbeschleunigers verschlingt so
viel Geld, dass sich mehrere Länder
die Kosten aufteilen müssen. Am Europäischen
Labor für Teilchenphysik
(CERN) bei Genf zum Beispiel beteiligen
sich zwanzig Länder an den
laufenden Kosten von rund 1,3 Mrd.
Franken pro Jahr. Auch der «Large
Hadron Collider» (LHC), der grösste
Teilchenbeschleuniger, der bisher
gebaut wurde und 3,1 Mrd. Franken
kosten wird, übertrifft so manches andere
Projekt.
Mit dem LHC wollen die Forscher
tief in die Materie eindringen, Protonen
mit Protonen kollidieren lassen
und dann die Teilchen beobachten,
die entstehen. Unter anderem hoffen
die Physiker, dass sie dabei das Higgs-
Boson nachweisen können. Das in
den Medien auch schon als «Gott-Teilchen»
bezeichnete Boson ist für die
Masse der Materie verantwortlich und
wichtiger Bestandteil im Standardmodell
der Teilchenphysik.
Führende Rolle der ETH Zürich
Für die Beobachtung und wissenschaftliche
Auswertung benötigt man
am LHC riesige Detektoren. Einer davon
ist der CMS-Detektor (Compact
Muon Solenoid), der von Physikern
und Ingenieuren der ETH Zürich
und Industriepartnern mitentwickelt
wurde. Unter anderem sind Mitarbeiter
der ETH für den supraleitenden
Magneten, das Kristall-Kalorimeter
und Teile der Elektronik verantwortlich.
«Unser Institut war bis 1991
im Rahmen einer Kollaboration am
Protonenbeschleuniger SSC in Dallas
tätig. Aufgrund der politischen Entwicklung
am SSC zog sich die Kollaboration
zurück und arbeitete einen
Vorschlag für den LHC am CERN
aus», blickt der ETH-Ingenieur Istvan
Horvath zurück. «Für dieses Projekt
war die Entwicklung eines supraleitenden,
aluminium-stabilisierten und
mechanisch verstärkten Leiters notwendig.
Auf Anregung des CERN hat
das Institut für Hochenergiephysik
der ETH unter der Leitung von Prof.
Hofer diese Entwicklung an die Hand
genommen.»
Supraleitender Grossmagnet
Horvath war damals als Projektleiter
für die Entwicklung des Supraleiters
verantwortlich. «Im Januar 1993
haben wir Firmen aus der Schweiz zu
einer Tagung an die ETH eingeladen»,
erinnert er sich. «Zuerst informierten
wir die Firmen über den Stand des
Projekts, und anschliessend zeigten
diese, welche Erfahrungen sie einbringen
können.»
Schliesslich kam es zur Zusammenarbeit,
die eines erneuten Superlativs
bedarf: Innert kurzer Zeit entwickelten
die Industriepartner aus dem Inund
Ausland neue Techniken für die
Herstellung eines supraleitenden Magneten,
der mit einer Magnetfeldstärke
von 4 Tesla eine gespeicherte Energie
von 2,7 Giga-Joule aufweist und 220
Tonnen wiegt.
Doch der Reihe nach. Das finnische
Unternehmen Outokumpu lieferte den
technisch besten und finanziell günstigsten
Draht für den Supraleiter – insgesamt
1947 Kilometer einer Niob-Titan-Legierung
mit einem Durchmesser
von nur 1,280 Millimetern. In Espoo
ist man auf den Auftrag sehr stolz
und verweist auf die beiden Auszeichnungen,
die Outokumpu-Manager Ari
Ingman vom CERN für die geleistete
Arbeit entgegennehmen durfte. (Auch
die im Folgenden angeführten Unternehmen
wurden mit einem «CMS
Award» ausgezeichnet.)
Die Drähte wurden anschliessend bei
Brugg Cables in der Schweiz weiterverarbeitet.
Das Unternehmen hat bereits
seit den achtziger Jahren Erfahrungen
mit Supraleitern gesammelt, u. a. in
Zusammenarbeit mit dem damaligen
Schweiz. Institut für Nuklearforschung
(dem heutigen Paul Scherrer
Institut) in Villigen. In Brugg wurden
nun jeweils 32 Drähte zu 22 Flachkabeln
verseilt. «Wir mussten zuerst den
Verseilprozess erlernen und anschliessend
die Werkzeuge selbst herstellen»,
sagt Horvath. Überwacht wurde der
Prozess von der EMPA Dübendorf.
Entwicklungsleiter Peter Schreiner von
Brugg Cables bezeichnet den Auftrag
als wichtigen Türöffner, um sich als
zuverlässiger Verseilpartner im High-
Tech-Bereich für Drahtlieferanten zu
positionieren.
Kaskade von Partnerschaften
Schliesslich wurden die Flachkabel
in Aluminium eingeschlossen. Dafür
verwendeten die Ingenieure von Nexans
Suisse hochreines Aluminium
des japanischen Unternehmens Sumitomo
Chemicals. «Sumitomo kam
durch die Ausschreibung mit uns in
Kontakt. Sie lieferten die beste Qualität
zu einem günstigen Preis», lobt
Horvath – was Sumitomo-Direktor
Hideaki Watanabe stolz bestätigt.
Auch die Arbeit von Nexans wird als
exzellent beschrieben. Das Unternehmen
war als einzige Firma weltweit in
der Lage, die Aufgabe zu übernehmen.
Zusammen mit Horvath entwickelte
Nexans-Projektmanager Boris Dardel
spezifische Werkzeuge für die Extrusion
– die Zusammenarbeit würdigt
der ETH-Ingenieur als hervorragend.
6

ZUSAMMENARBEIT KONKRET
Der Extrusionsprozess wiederum wurde
durch eine Ultraschall-Einrichtung
überwacht, welche die EMPA und die
französische Firma R/D-Tech gemeinsam
entwickelten. Projektmanager
Dardel blickt zufrieden zurück: «Für
Nexans ist es ein Highlight, dass das
Unternehmen im CMS-Projekt eine
entscheidende Rolle spielte.»
Weitere Schritte folgten: Die Firma
Alcan steuerte Verstärkungsprofile aus
einer Aluminium-Legierung bei, die
beiden Schweizer Unternehmen Marti
Supratec und Helbling Technik entwickelten
eine spezielle Messtechnik, die
französische Techmeta verband die
einzelnen Komponenten des supraleitenden
Kabels mittels Elektronenschweissverfahren
zu einer Einheit,
und die italienische Ansaldo Superconduttori
fabrizierte schliesslich daraus
die fünf Magnetspulen.
«Für mich war es eine schöne und
interessante Aufgabe, zwischen der
ETH und der Industrie im In- und
Ausland die Verbindung herzustellen
und immer wieder zu aktivieren», sagt
Istvan Horvath. «Dank der gewonnenen
Erfahrung wurden wir auch von
anderen Instituten – zum Beispiel dem
FermiLab in den USA oder dem KEK
in Japan – angefragt, ihnen bei der Lösung
ähnlicher Aufgaben behilflich zu
sein.»
Nutzen für die Allgemeinheit
Auch Felicitas Pauss, Professorin
am Institut für Teilchenphysik der
ETH Zürich und Projektleiterin des
CMS-Detektors, betont die guten Erfahrungen,
die sie in der Zusammenarbeit
mit Ingenieuren und Physikern
machte. «Wichtig ist, dass man bei
einem so grossen Projekt den Überblick
behält, Prioritäten setzt und vor
allem sehr gut kommuniziert.» Und
Horvath meint: «Man muss genügend
Verständnis für die Anforderungen
der Physiker aufbringen und darf
die Industrie nicht mit unlösbaren
Aufgaben überfordern.» Auch Robert
Aymar, seit Januar 2004 Direktor des
CERN, unterstreicht den Nutzen, den
die Zusammenarbeit von Pysikerinnen
und Physikern mit Industriepartnern
bringt. Zum Beispiel berge die
Hochtechnologie grosses Potenzial,
das auch in anderen Bereichen angewendet
werden könne, etwa in der
Medizin. Aymar: «Ich denke, dass
sich der Nutzen für die Allgemeinheit
auszahlt und die Entwicklungskosten
schliesslich bei weitem aufwiegt.»
Alle Elemente des supraleitenden
Magneten sind inzwischen erstellt und
werden noch in diesem Jahr umfassend
getestet. Danach werden die Spulen
in den CMS-Detektor eingebaut.
Der Large Hadron Collider soll 2007
in Betrieb gehen und erste Resultate
liefern – vielleicht auch den Nachweis
für das «Gott-Teilchen». Auf jeden Fall
wird es ein Superlativ sein.
Michael Breu
Kontakt:
Prof. Felicitas Pauss, Institut für Teilchenphysik,
ETH Zürich. Web: www.ipp.phys.ethz.ch/
7

ZUSAMMENARBEIT KONKRET
Erfolg mit kleinen Sensoren
Das Kerngeschäft der Firma Sensirion bilden Chips, die sowohl einen Sensor
als auch die dazugehörige Auswerteschaltung umfassen. Die Grundlagen
dieser Technologie wurden an der ETH Zürich gelegt. Noch heute
pflegt der ETH-Spin-off Kontakte zur Hochschule.
Es ist ein sensitives Geschäft, das die
Firma Sensirion in Zürich Oerlikon
betreibt. Sie bietet Sensorsysteme an,
mit denen man sehr präzise Feuchte,
Temperatur, Massenflüsse von Gasen
wie auch Flüssigkeiten und Differenzdrucke
messen kann. Als konkretes
Einsatzbeispiel erzählt einer der Firmengründer,
der Physiker Felix Mayer,
von seinen Gasströmungssensoren,
die in Spitälern für die Sauerstoffmessung
gebraucht werden.
Die Flüssigkeitssensoren eignen sich
gemäss dem Geschäftsmann mit ETH-
Vergangenheit u. a. für die Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie.
In Wetterstationen für den Heimgebrauch
finden sich dagegen Feuchtesensoren,
die in vielen Fällen aus dem
Norden Zürichs stammen. Der Kern
der Sensirion-Produkte, der intelligente
Sensorchip, ist nur einige Millimeter
gross. Daraus resultieren, je nach
Marktsegment, Geräte, die kaum grösser
sind als eine Hand.
Sensor auf Chip
Die Basis für die Sensirion-Geräte
wurde in den neunziger Jahren an
der ETH gelegt. In der Gruppe von
Professor Henry Baltes am Institut
für Quantenelektronik zeigten die
Forscher, dass es möglich ist, sowohl
einen Sensor als auch die dazugehörige
Auswertschaltung auf einen Chip
zu integrieren. Dabei verwendeten die
Wissenschaftler Chips, die auf der
CMOS-Technologie basieren, einer industriellen
Halbleiter-Standardtechnologie.
Auf den CMOS-Chips wurden
Sensorstrukturen implementiert, welche
die gewünschten physikalischen
Parameter wie Feuchte oder Flüssigkeitsdurchfluss
erfassen.
Durch die Verschmelzung von Sensor
und Auswerteschaltung wird sichergestellt,
dass die empfindlichen
analogen Sensorsignale unmittelbar
störungsfrei und präzise verstärkt
und digitalisiert werden können. So
entfallen viele Kontaktstellen, deren
Anzahl die Zuverlässigkeit eines elektronischen
Gerätes bestimmt. Durch
diese Errungenschaften besitzen die
von Sensirion angebotenen Chips zur
Massenflussmessung nicht einmal die
Grösse eines Daumennagels, können
aber Massenflüsse von weniger als 50
Mikroliter pro Minute erfassen. Zudem
weist die Elektronik auf einem
solchen Chip eine Rechenleistung auf,
die gemäss Mayer von keinem Computer
in den siebziger Jahren erreicht
wurde.
Sensirion selbst wurde als Spin-off
von den beiden Doktoranden aus der
Baltes-Gruppe, Felix Mayer und Moritz
Lechner, 1998 gegründet, nachdem
sie den Business-Plan-Wettbewerb
«Venture» gewonnen hatten. Mit Venture-Kapital,
das einerseits von einer
Privatperson, andererseits von einer
Bank stammte, starteten die Jungunternehmer.
Noch immer sind die
beiden Investoren an der mittlerweile
rentablen und gemäss Felix Mayer
hoch bewerteten Firma beteiligt.
Auf die Frage, wie sie das Vertrauen
der Investoren gewinnen konnten, erwähnt
Mayer, dass zur Gründungszeit
ein gutes Investitionsklima geherrscht
habe. Zudem sei es wichtig gewesen,
dass man das Marktbedürfnis aufzeigen
konnte. Für den Unternehmer
mit seinen rund 50 Angestellten ist
auch heute noch das «A und O» des
Erfolges das Gespräch mit dem Kunden.
Denn hier zeige sich, was wirklich
gewünscht werde. Der Erfolg der ISOzertifizierten
Sensirion manifestiert
sich momentan in Wachstumsraten
von 50 bis 100 Prozent, einer räumlichen
Expansion nach Stäfa und dem
Gewinn des «Swiss Economic Award
2004».
Den Kontakt zur ETH Zürich will
Sensirion weiter pflegen. Der Ansprechpartner
ist mittlerweile ETH-
Professor Andreas Hierlemann, der die
Arbeit von Henry Baltes weiterführt.
Der ETH-Forscher betont, dass das
Implementieren mikromechanischer
Elemente auf einem CMOS-Chip immer
noch sehr anspruchsvoll sei.
Vom Rolls Royce zum Smart
Zurzeit ist die Gruppe des ETH-
Forschers in Zusammenarbeit mit
Sensirion dabei, chemische Sensoren
zu entwickeln. Dabei gehe es an der
Hochschule darum, das Prinzip zu
beweisen. Gemäss Hierlemann werde
dafür an der ETH meistens innerhalb
von ungefähr drei Jahren eine «Rolls-
Royce-Version» eines Sensorsystems
entwickelt. Die Produktentwicklung
und Fertigung einer breit verkaufbaren
«Smart-Variante» sowie deren
Qualitätssicherung sei dann Aufgabe
von Sensirion.
Felix Mayer bestätigt, dass sie in
ihrer Forschungsabteilung vor allem
Produktentwicklung betreiben. Das
beinhalte aber immer noch einen
beachtlichen Teil Forschung und sei
nicht nur einfaches Optimieren. Für
ihn ist die ETH neben der Entwicklung
neuer Sensorsysteme vor allem
wegen ihrer Absolventen von Bedeutung.
Denn ein vergleichbares Knowhow
sei sonst in der Schweiz nicht
vorhanden. Andreas Hierlemann ist
froh, dass das Hochschul-Wissen wie
im Fall von Sensirion in die Industrie
einfliessen kann. Für ihn sei es sehr
lehrreich zu erfahren, was industriell
machbar sei.
Christoph Meier
Kontakt:
Prof. Andreas Hierlemann, Institut für Quantenelektronik,
ETH Zürich.
Web: www.iqe.ethz.ch/pel/
Dr. Felix Mayer, Sensirion AG, 8050 Zürich.
Web: www.sensirion.ch/
8

ZUSAMMENARBEIT KONKRET
Ultraschnelle Festkörperlaser
Eigentlich dachte man in den
achtziger Jahren, es sei unmöglich,
kompakte, verlässliche, ultraschnelle
Festkörperlaser herzustellen. Doch
die Physikerin Ursula Keller erfand
Anfang der neunziger Jahre einen
Halbleiter-Chip, der das Tor für den
Alltagseinsatz von kurzgepulsten Festkörperlasern
öffnete. Diese erzeugen
regelmässige Pulse im Pico- und Femtosekundenbereich
– also Zeitspannen
kürzer als ein Milliardstel einer
Sekunde. Kellers Forschungserfolge
führten 1993 zu ihrer Berufung an die
ETH Zürich. Bereits 1995 gründete
sie mit ihrem Mann Kurt Weingarten
den ETH-Spin-off «Time-Bandwidth
Products» (TBWP).
Innerhalb eines KTI-Projekts entwickelte
TBWP den ersten kommerzielle
Prototyp eines dioden-gepumpten
Festköperlasers, basierend auf der so
genannten SESAM-Technologie. Mittlerweile
wurden verschiedene Geräte
entwickelt. Bei den einen wurden die
Leistungen, bei anderen die Taktraten
um mehrere Grössenordnungen verbessert.
Anwendungen finden sich in
der Forschung oder im Telekommunikationsbereich.
Als Beispiel erzählt
Kurt Weingarten von einem Gerät,
mit dem Kalziumionen in Neuronen
in real time verfolgt werden können.
Die Laser mit Leistungen von mehreren
Gigawatt pro Quadratzentimeter
seien auch interessant für die Materialbearbeitung
im Mikro- und Nanobereich.
Grundsätzlich ist der Firmenchef
überzeugt, dass dank dem guten
Preis-Leistung-Verhältnis seine Geräte
vermehrt von der Industrie eingesetzt
werden.
Jenseits der heutigen Technik
Rückblickend ist Weingarten mit
dem Geschäftsgang von TBWP zufrieden.
Hatte er basierend auf Eigenkapital
im kleinsten Rahmen begonnen,
arbeiten heute im Unternehmen,
das schwarze Zahlen schreibt, rund
15 Personen. Die Einkünfte aus den
hauptsächlich im Ausland verkauften
Lasern investiert TBWP vorwiegend in
die Forschung und Entwicklung. Für
die Schweiz von Interesse sind neben
den Geräten die Arbeitsplätze von
TBWP für hoch qualifizierte Hochschulabsolventen.
Die Zusammenarbeit mit der ETH
ermöglicht der Firma einen Einblick,
wo weiteres Entwicklungspotenzial vorhanden
ist. Aus der Praxis kommen
hingegen Impulse, welche Parameter
theoretisch weiter abgeklärt werden
sollten, ergänzt Keller. Kurt Weingarten
und Ursula Keller sind sich bewusst,
dass die momentane Win-win-
Situation ändern kann. So erwähnt
die ETH-Professorin, dass sie vermehrt
die Grenzen der Laser jenseits der
SESAM-Technologie ausloten möchte.
Eventuell münden diese Erkenntnisse
wiederum in neuartige Geräte.
Christoph Meier
Kontakt:
Prof. Ursula Keller, Inst. für Quantenelektronik,
ETH Zürich. Web: www.iqe.ethz.ch/ultrafast/
Dr. Kurt Weingarten, Time-Bandwidth Products
Inc., 8005 Zürich. Web: www.tbwp.ch/
9

ZUSAMMENARBEIT KONKRET
Spurennachweis mit Laserlicht
Das farblose Gas Ethylen muss möglichst rein hergestellt werden, damit
es zu Kunststoff weiterverarbeitet werden kann. Deshalb wird der Herstellungsprozess
überwacht. Eine Forschungspartnerschaft zwischen der
ABB und dem ETH-Labor für Laserspektroskopie und Analytik sucht nach
einem neuen Analysegerät.
52 Zentimeter lang ist es und 3,8
breit: das Herzstück, festgeschraubt
auf einem grünen Steintisch im ETH-
Labor für Laserspektroskopie und Analytik
auf dem Hönggerberg. An dieses
Stahlrohr führt auf der linken Seite
eine optische Faser heran, in der sich
Laserlicht fortpflanzt. Auf der rechten
Seite ist ein Detektor angebracht. Von
ihm führt eine weitere Verbindung zu
einem Oszilloskop, das rauschende
Linien auf einen Monitor zeichnet
und sie einem angeschlossenen Computer
zur Auswertung weiterleitet. Im
Stahlrohr selbst befinden sich zwei
Spiegel, die den Lichtstrahl gefangen
nehmen und zwischen sich hin und
her reflektieren. Nur ganz wenig Licht
gelingt es, auf der rechten Seite wieder
auszutreten und auf dem Oszilloskop
ebendiese charakteristischen Linien zu
hinterlassen.
Die Apparatur ist an sich nicht
kompliziert, aber sie hat es in sich,
im wahrsten Sinne des Wortes. Denn
die Apparatur wird von einem Gas
durchflutet – von Ethylen (C 2
H 4
) und
kleinsten Spuren an Acetylen (C 2
H 2
),
die es zu detektieren gilt. An einer solchen
Anlage ist die Petrochemie interessiert,
in diesem Fall Exxon Mobile.
Der Erdölmulti gelangte an die ABB,
der Technologiekonzern schliesslich
an die ETH Zürich. Das war vor drei
Jahren.
Forschungsziel anpassen
Inzwischen ist aus der Anfrage eine
fruchtbare Partnerschaft zwischen dem
ETH-Labor für Laserspektroskopie
und Analytik und dem Forschungszentrum
der ABB in Baden-Dättwil
entstanden. «Die ABB hat uns die
Finanzierung für eine Doktorandenstelle
sowie für die nötigen Sachmittel
zugesichert und den Themenbereich
vorgegeben», erinnert sich Physikprofessor
Markus W. Sigrist von der ETH.
Ausgehend von einem KTI-Projekt
mit der ABB studierten Sigrist und
Doktorand Daniel E. Vogler zunächst
minimalste Verluste in Glasfasern mit
einer neuartigen (vorgängig durch
die ETH patentierten) Methode mit
faseroptischen Kavitäten sowie deren
Verwendung für chemische Sensoren.
«Als sich nach eineinhalb Jahren zeigte,
dass das Forschungsziel angepasst
werden musste, war dies für die ETH-
ABB-Zusammenarbeit kein Problem.
Gemeinsam haben wir uns auf die
spektroskopische Konzentrationsbestimmung
von Acetylen festgelegt, ein
interessantes Forschungsgebiet.»
Der Physiker Hubert Brändle von
der ABB pflichtet bei: «Die Forschungspartnerschaft
mit der ETH ist
stimulierend, sie regt fachlich an und
erlaubt es der ABB, Probleme zu lösen,
für deren Bearbeitung wir keine
Kapazität hätten.» Für den Technologiekonzern
sei es zudem eine Chance,
den Kontakt mit Wissenschaftlern
der ETH zu intensivieren und gute
Forscher für die ABB zu rekrutieren.
Doktorand Vogler zum Beispiel hat
von der Firma ein entsprechendes Angebot
erhalten.
Beachtliche Leistung
«Was man nicht darf: Die ETH
zu einer Entwicklungsabteilung der
Industrie machen», warnt Brändle.
Diese Einstellung findet Anerkennung
bei Markus Sigrist, der für seine
Forschungsprojekte auf Drittmittel
angewiesen ist, aber auf keinen Fall
die Forschungsfreiheit eingeschränkt
haben will. Bei der Zusammenarbeit
mit ABB war dies auch kein Problem,
bestätigt Daniel Vogler. Zwar mussten
Artikel vor der Publikation in einer
Fachzeitschrift – wie kürzlich in einer
Sondernummer von «Optics and Lasers
in Engineering» – zuerst der ABB
vorgelegt werden; eine Zensur gab es
aber nicht. «Allenfalls hätten wir die
Daten für einige Wochen zurückgehalten
und sofort ein Patent eingereicht»,
sagt Brändle.
Rückblickend bezeichnen sowohl
Sigrist und Vogler als auch Brändle die
10

ZUSAMMENARBEIT KONKRET
Zusammenarbeit als gute, problemlose
Erfahrung, die man auch mit anderen
Projekten fortführen will.
Im ETH-Labor für Laserspektroskopie
und Analytik wird in der Zwischenzeit
am Feinschliff gearbeitet.
Letzte Versuche werden im Stahlrohr
durchgeführt, die Apparatur – im Jargon
als Cavity-Ring-Down-Spektroskopie
bezeichnet – an ihre Grenzen
geführt.
Die Messung, das zeigt das Signal
auf dem Computerschirm, kann zuverlässig
weniger als 60 Acetylenteilchen
in 1 Milliarde Gasteilchen nachweisen!
Eine beachtliche Leistung und
gute Voraussetzungen, dass die Apparatur
zur Marktreife weiterentwickelt
wird. Für die ETH ist das Projekt mit
dem Abschluss der Dissertation von
Daniel Vogler vorerst beendet.
Sollte die Apparatur dereinst tatsächlich
in einem petrochemischen
Betrieb stehen, wird sie den Herstellungsprozess
von Ethylen überwachen.
Denn kleinste Verunreinigungen von
Acetylen haben einen grossen ökonomischen
Verlust zur Folge: die ganze
Charge muss verbrannt werden.
Michael Breu
Kontakt:
Prof. Markus W. Sigrist, Institut für Quantenelektronik,
ETH Zürich.
Web: www.iqe.ethz.ch/irp/
Dr. Hubert Brändle, ABB Schweiz AG,
Corporate Research, 5405 Baden-Dättwil
Web: www.abb.ch/
Gut verbunden
Die Herstellung von elektrischen Verbindungen zu integrierten Schaltkreisen
erfordert höchste Präzision. Das Labor für Physikalische Elektronik
der ETH Zürich entwickelte zusammen mit der Firma ESEC Mikrosensoren,
welche diesen Prozess überwachen.
Drahtverbindungen, so genannte Wirebonds,
werden in der Mikroelektronikfertigung
benutzt, um elektrischen
Kontakt zu integrierten Schaltkreisen
herzustellen. Der Physiker Michael
Mayer, der bis 2004 selbst bei der Firma
ESEC AG in Cham tätig war, ist
mit den Raffinessen von Bondprozessen
bestens vertraut. Bereits während
seiner Doktorarbeit an der ETH Zürich
hat er zusammen mit der Firma
ESEC an einem gemeinsamen Forschungsprojekt
gearbeitet. Die Firma,
mittlerweile Teil der Unaxis-Division
«Unaxis Assembly and Packaging»,
stellt so genannte Bondautomaten
her. Dabei will sie eine möglichst
hohe Präzision und Geschwindigkeit
beim Ziehen der Bonds erzielen.
Mayer schildert, dass sich die ESEC
mit einer klar definierten Idee an die
ETH gewandt hat, nämlich Mikrosensoren
zu entwickeln, die Temperatur,
Bondstärke und Anpressdruck beim
Erstellen der Wirebonds registrieren.
«Mittels Mikrosensoren wollten wir
das Prozessfenster beim Erstellen der
Bonds genau charakterisieren. Uns
ging es darum, optimale Bondqualität
in möglichst kurzer Zeit zu erzielen.»
Die Kollaboration mit den Professoren
Henry Baltes und Andreas Hierlemann
sowie zeitweise Oliver Paul
und Oliver Brand, die mittlerweile
Professuren im Ausland angenommen
haben, bezeichnet Mayer als sehr bereichernd
– nicht nur, weil die ETH
über einzigartige Mikrosensor-Technologie
verfügte.
Attraktiver Partner
«Die Zusammenarbeit mit der ESEC
lief über mehrere Jahre hinweg», erinnert
sich ETH-Professor Hierlemann.
«In den letzten vier Jahren hat Michael
Mayer zusammen mit Professor Baltes
und dem Doktoranden Jürg Schwizer
das Projekt verfolgt.» Baltes und Hierlemann
bestätigen, dass die Entwicklung
der Mikrosensoren im Auftrag
der ESEC stattgefunden hat. «Die Forschung
im Bereich Mikrosensor-Technologie
hat uns zu einem attraktiven
Partner für die Industrie gemacht.»
Allerdings wäre es nicht sinnvoll,
ausschliesslich Auftragsforschung für
11

ZUSAMMENARBEIT KONKRET
die Industrie zu betreiben. Denn die
Forschung an der ETH müsse nicht
zwangsläufig von industriellem Nutzen
sein. Die Vernetzung zwischen
Gundlagenforschung und Anwendung
sei aber sehr wichtig. «So verliert man
nicht die Bodenhaftung und forscht
nicht an der Realität vorbei.» Hierlemann
findet es positiv, wenn Firmen
sich zum Beispiel in den Räumen der
ETH einmieten oder, wie in diesem
Fall, Doktoranden vor Ort in der Industrie
forschen. Die enge räumliche
Zusammenarbeit fördere nicht nur
den Austausch, sondern helfe auch,
dauerhafte Kontakte zu knüpfen.
Gemeinsame Ideen beim Kaffee
Rückblickend bezeichnet auch
Mayer die Erfahrung mit der ETH
als fruchtbar. Der Physiker, der die
Kollaboration sowohl als Forscher
an der ETH als auch als Mitarbeiter
der ESEC erlebt hat, kennt die Unterschiede
zwischen der Forschung in Industrie-
und Hochschullabors: «Eine
Firma lebt davon, die Bedürfnisse der
Kunden zu erfüllen. Die Arbeit im
Industrielabor ist vor allem auf kundenspezifische
Bedürfnisse fokussiert
und eigentlich nur für den entsprechenden
Kunden wertvoll. Die Arbeit
im Hochschullabor hingegen zielt
meist auf eine Verwertung durch alle
Firmen einer Branche, wobei der konkrete
Industriepartner natürlich einen
Vorsprung hat.» Und er unterstreicht:
«Idealerweise arbeitet der Hochschulpartner
im Industrielabor oder der
Industriepartner im Hochschullabor.
Denn gerade in den gemeinsam verbrachten
Kaffeepausen kommen oft
die besten Ideen.»
Anne Laurence Klein
Kontakt:
Proff. Henry Baltes u. Andreas Hierlemann, Institut
für Quantenelektronik, ETH Zürich
Web: www.iqe.ethz.ch/pel/
Unaxis Switzerland Ltd, Assembly & Packaging
(ESEC), 6330 Cham. Web: www.esec.ch
Mehr Sinn fürs Hören
Der Hörvorgang ist nicht nur sehr komplex, er ist auch schwierig am Menschen
selbst zu untersuchen. Ein an der ETH entwickeltes elektronisches
Modell der Cochlea soll helfen, die Funktion dieses Organs im Innenohr
zu ergründen. Die Phonak AG unterstützte die Arbeit, um sie gezielt bei
der Entwicklung von Hörgeräten einzusetzen.
«Wir haben es geschafft, die biophysikalischen
Grundlagen der Signalverarbeitung
beim Hören nahezu perfekt
zu simulieren», berichtet Ruedi Stoop.
Dabei deutet er auf das erste elektronische
Modell der Cochlea: fünf zirka
zehn Zentimeter lange aneinander gereihte
Schaltkreise. «Das Modell wird
entscheidend zum Verständnis des
Hörvorgangs in der Cochlea beitragen»,
erläutert der Physiker vom Institut
für Neuroinformatik der ETH
und Universität Zürich.
Vom Ton zum elektrischen Signal
Ob Musik oder Sprache – akustische
Signale werden von aussen über das
Mittelohr bis hin zu den Nervenzellen
im Innenohr verarbeitet. Besonders
spannend – und bisher kaum erforscht
– sind dabei die Vorgänge, die sich in
der Cochlea, der Gehörschnecke im
Innenohr, abspielen. Akustische Reize
setzen die Flüssigkeit der Cochlea
und auch die feinen Haare der Sinneszellen,
welche die Basilarmembran
der Cochlea bekleiden, in Bewegung.
Dies löst in den Sinneszellen ein elektrisches
Signal aus, das über den Hörnerv
an bestimmte Areale des Gehirns
zur Verarbeitung weitergeleitet wird.
Ein erstes Modell der Cochlea wurde
bereits 1863 von Hermann von
Helmholtz beschrieben. «Dieses Modell
reicht heute nicht mehr aus»,
erklärt Ruedi Stoop. «Es erklärt zum
Beispiel nicht, warum das Gehör fähig
ist, ein Gespräch aus einer lauten
Klangkulisse herauszufiltern.» Deshalb
entwickelte Albert Kern in einer
Doktorarbeit bei Ruedi Stoop eine so
genannte biomorphe Cochlea. Sein
Modell verwendet nur biologische
Parameter wie die Hydrodynamik in
der Cochlea, die Steifigkeit der Basilarmembran
und die Verknüpfung
einzelner Haarzellen. Basierend auf
diesem Modell entwickelte der Doktorand
Jan van der Vyver eine elektronische
Cochlea.
Mehr als ein Verstärker
Finanziell wurde das Vorhaben ursprünglich
von der KTI unterstützt.
Auch die Phonak Hearing Systems
AG in Stäfa zeigte rasch Interesse an
einer Forschungspartnerschaft. «Ruedi
Stoop hat uns seine Vision bereits
vor fünf Jahren präsentiert», erinnert
sich Stefan Launer. Der Forschungschef
des Hörgeräte-Herstellers erklärt:
«Ein elektronisches Modell der Cochlea
stiess bei uns auf reges Interesse.»
Anhand des Modells sollte festgestellt
werden, wie viel Information ein beschädigtes
Gehör noch verarbeiten
kann. Die Resultate sollten die Entwicklung
von speziellen Hörgeräten
unterstützen. «Hörgeräte sollen mehr
sein als nur simple Verstärker. Der intakte
Hörsinn soll möglichst gefördert
werden.»
Der Physiker Stoop zieht Bilanz:
«Die langjährige Zusammenarbeit mit
Stefan Launer war sehr bereichernd.
Leider scheint es nicht so einfach zu
sein, unsere Vision einer biomorphen
elektronischen Cochlea in die von
Phonak angestrebte Produktepalette
zu integrieren.» Er bedauert, dass die
Kollaboration vorerst abgeschlossen
wurde, da die jeweiligen Interessenslagen
sich verschoben haben.
Weiter Weg zur Anwendung
Dieser Aussage stimmt Launer zu:
«Die Zusammenarbeit mit Ruedi Stoop
war eine sehr positive Erfahrung.
Wir haben viel gelernt und konnten
zahlreiche Fragen beantworten.
12

ZUSAMMENARBEIT KONKRET
Es zeigte sich insbesondere, dass es
sehr aufwendig ist, die Cochlea zu
modellieren, und dass der Weg zur
direkten Anwendung weiter ist als
angenommen.» Und Launer ergänzt:
«Im Gegensatz zu den Hochschulen
verfolgen wir ein anwendungsorientiertes
und finanzgetriebenes Ziel. Wir
haben entschieden, dass sich aus der
elektronischen Cochlea für uns leider
kein direkter relevanter Marktnutzen
ergibt.»
Roboter mit Hörsinn
Angesprochen auf weitere Kollaborationen
mit der ETH, meint Launer:
«Nicht jede Zusammenarbeit mit
Hochschulpartnern führt zu einer
neuen Produktentwicklung. In der
Forschung ist es genauso wichtig,
grundlegende Ideen zu untersuchen
und Lösungsansätze zu entwickeln.
Die Realisierbarkeit und der Marktnutzen
wird dann kritisch geprüft.
Für uns war die Zusammenarbeit mit
dem Team von Ruedi Stoop sehr wertvoll.
Wir werden mit dieser Gruppe
im Kontakt bleiben und weiterhin
Diplomanden und Doktoranden der
ETH betreuen. Unser Interesse, die
Ergebnisse der Grundlagenforschung
direkt in die Produktentwicklung
zu integrieren, ist nach wie vor sehr
gross.»
Auch wenn in Bezug auf die elektronische
Cochlea die Zusammenarbeit
mit der Firma Phonak im Moment
ruht, blicken die Forscher am Institut
für Neuroinformatik auf eine erfolgreiche
Zeit zurück. Allein im letzten
Jahr wurden ihre Ergebnisse mehrfach
in renommierten Fachzeitschriften
veröffentlicht. Und: Zusammen mit
Partnern eines grossen Technologiekonzerns
sind die Erfinder bereits
dran, die biomorphe elektronische
Cochlea patentieren zu lassen. Sie soll
später in «Robotern mit Hörsinn» eingesetzt
werden.
Anne Laurence Klein
Kontakt:
PD Dr. Ruedi Stoop, Institut für Neuroinformatik,
ETH & Universität Zürich
Web: www.ini.unizh.ch/
Dr. Stefan Launer, Phonak Hearing Systems AG
8712 Stäfa. Web: www.phonak.ch/
13

AUSSENSICHT
Den Zugang erleichtern
Die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Hochschule wird von vielen
Faktoren beeinflusst. Vier Physikabsolventen der ETH Zürich, welche auf
beiden Seiten Erfahrungen gesammelt haben, erklären, welche Aspekte
ihrer Ansicht nach entscheidend sind.
Fleiss, Leistungswille, Zuverlässigkeit,
ein hohes Ausbildungsniveau
und ein innovatives Umfeld – diese
Faktoren sind es, welche nach Ansicht
von Hans Ulrich Beyeler der Schweizer
Wirtschaft zum Erfolg verhelfen.
«Sticking out of the crowd – das muss
unser Ziel sein», meint der CEO und
Präsident der SR Technics Holding.
«Wir müssen den Anspruch haben,
etwas zu machen, das auf der ganzen
Welt als andersartig anerkannt wird.»
Gerade dieser Wille jedoch sei der
Schweiz abhanden gekommen, findet
Beyeler. «Ich habe den Eindruck, dass
in unserem Land eine wirtschafts- und
innovationsfeindliche Haltung vorherrscht.
Viele Leute haben eine passive
Anspruchshaltung, die wirtschaftlich
gefährlich ist.»
Die ETH Zürich, so Beyeler, hätte
die Aufgabe, gegen diese Technikfeindlichkeit
anzukämpfen. «Wir sollten in
der Schweiz stolz sein, nicht auf die
früheren Leistungen, sondern auf das,
was wir heute machen.» Die ETH, so
der Eindruck Beyelers, kümmere sich
immer noch zu wenig um die prakti-
sche Relevanz ihrer Forschung. Dabei
hätte die Hochschule doch auch einen
volkswirtschaftlichen Auftrag zu erfüllen.
«Zu meiner Zeit war das sogar
noch viel ausgeprägter», erinnert er
sich. «Die Grundlagenforschung galt
als edel, sie hatte die Aura des Grossartigen.
Man wollte sich möglichst
nicht in die Niederungen der Anwendung
begeben.»
Elementare Probleme
Beyeler selbst hat sich aktiv um
diese «Niederungen» bemüht. Er war
im Aufsichtsorgan der früheren «Abteilung
für industrielle Forschung»
(AfiF) der ETH tätig. «Wir versuchten
damals, Forschungsresultate in die
Praxis zu transferieren.» Die Aufgabe
sei allerdings nicht ganz einfach zu
lösen, räumt Beyeler ein. «Ausserhalb
der ETH stellt man schnell einmal
eine Diskrepanz fest zwischen dem
hochkarätigen Wissen an der ETH
und den elementaren Problemen,
mit denen die meisten Firmen in der
Schweiz kämpfen. In der Industrie
arbeiten zum Beispiel viele Leute, die
schnell einmal fachlich überfordert
sind, wenn sie eine neue technische
Herausforderung bewältigen müssen.»
Ausgeprägt sei dies vor allem bei den
kleineren und mittleren Unternehmen
(KMU). «Es fehlt häufig nicht
nur an den Lösungen, sondern auch
an der Erfassung des Problems, ja sogar
am Erkennen, dass überhaupt ein
Problem vorliegt.» Als Wissenschaftler
sei man gewohnt, ein klar umrissenes
Problem zu behandeln. Eine KMU jedoch
könne es sich meist nicht leisten,
genügend in die Tiefe zu gehen. «Vieles
basiert einfach auf Empirie.»
Die Frage, ob es nicht mehr staatliche
Förderinstrumente brauche, um
die Zusammenarbeit zwischen den
Hochschulen und der Industrie zu
unterstützen, verneint Beyeler dezidiert.
«Die Frage ist, wie wir das Geld
möglichst wirksam einsetzen. Wir
brauchen einen schlanken Staat, nur
so bleiben wir attraktiv.»
Es fehlt an guten Projekten
Die Auffassung, die ETH spiele
für den Innovationsprozess in der
Schweiz eine wichtige Rolle, teilt auch
Heinz Boppart, stellv. Direktor in der
Abteilung Risk Management der UBS
Schweiz. «Die Frage ist immer: Soll
die ETH eher Grundlagenforschung
oder eher anwendungsorientierte Forschung
machen? Ich finde es in Ordnung,
wenn sie sich auf die Grund-
14

AUSSENSICHT
lagen konzentriert.» Wenn die ETH
ihren Auftrag erfülle und Forschungsresultate
erbringe, dann liege es an den
anderen, etwas daraus zu machen. Für
die Firmen, so ergänzt Boppart, sei es
allerdings oft schwierig zu erkennen,
was genau an der ETH gemacht werde.
«Von einer KMU kann man nicht
erwarten, dass sie sich mit Hochschulforschung
beschäftigt und die Fachliteratur
kennt.»
Boppart wünscht
sich deshalb eine
Informationsplattform,
auf der neue
Entwicklungen vorgestellt werden.
«Die Kunst der Forscher wäre es, sich
so zu äussern, dass die Firmen auf
Neuigkeiten aufmerksam werden.»
Im Vergleich zur Schweiz sei die
amerikanische Wirtschaft viel innovativer,
findet Boppart. «Das hängt
aber nicht nur mit den Hochschulen
zusammen, sondern liegt auch an der
grösseren Risikobereitschaft der Unternehmer.»
Die oft gehörte Klage, in
der Schweiz fehle es an Risikokapital
für Jungunternehmer, findet Boppart
hingegen nicht berechtigt. «Es gibt an
sich genügend Kapital in der Schweiz.
Was fehlt, sind förderungswürdige Projekte.»
Ideal wäre es, wenn man denjenigen,
die eine Idee haben, vermehrt
Leute beistellen würde, die etwas von
der Umsetzung verstehen. «Das technisch-fachliche
Wissen reicht nicht
«Viele scheitern nicht
an der Idee, sondern an
der Umsetzung.»
aus, um zu reüssieren. Es braucht
auch ökonomisches, finanzielles, marketingmässiges
Know-how.» Häufig,
so hat Boppart beobachtet, scheitern
junge Unternehmen nicht an der Idee
selbst, sondern an der Realisierung.
«Die Umsetzung ist Knochenarbeit»,
erklärt er, «das ist auch für uns so.»
Als Boppart an der ETH Physik studierte,
gab es noch keine begleitenden
Vorlesungen, die
ihm Managementwissen
vermittelt
hätten. «Ich denke,
dieser Aspekt wird
immer noch vernachlässigt.»
Boppart könnte sich vorstellen, dass
es viele pensionierte oder ehemalige
Ingenieure und Naturwissenschaftler
gibt, die in grossen Industriefirmen
Projekterfahrungen gesammelt haben.
«Solche erfahrenen Leute könnten
jungen Unternehmen beratend zur
Seite stehen.»
Bürokratie als Hemmschuh
Einer, der während seiner beruflichen
Karriere oft mit Hochschulen
zusammengearbeitet hat, ist Gustav
Pfister. Er habe mit der ETH zusammen
verschiedene Projekte realisiert,
erzählt der frühere Leiter des Geschäftszweiges
«Fire Products» bei der
Firma Siemens Building Technologies.
Kooperationen habe es auch mit der
Universität Neuenburg und mit der
EPF Lausanne gegeben. «Grundsätzlich
habe ich mit der ETH sehr gute
Erfahrungen gemacht», meint Pfister.
«Allerdings hatte ich den Eindruck,
dass die Zusammenarbeit mit Lausanne
und Neuenburg insgesamt etwas
einfacher war.»
Problematisch findet Pfister, dass
vor allem auf europäischer Ebene
grössere Forschungsvorhaben mit viel
Bürokratie verbunden sind. «Der administrative
Aufwand schreckt oft
davon ab, eine Projekteingabe zu machen.
Dies trifft vor allem die KMU»,
erklärt Pfister. Im Vergleich dazu findet
Pfister KTI-Projekte in der Schweiz
viel einfacher. Die Zusammenarbeit
mit einer Hochschule sei für kleine
Firmen aber noch aus einem anderen
Grund schwierig. «Die Hemmschwelle
ist zu gross. In vielen KMU arbeiten
keine Akademiker, und wenn der persönliche
Kontakt fehlt, dann ist der
Zugang zu Forschungseinrichtungen
viel schwieriger.»
Dazu kommt ein grundsätzliches
Problem der Schweiz. «Die Hochschulen
machen sehr viele gute Sachen von
industrieller Relevanz, aber aus diesen
wird zu wenig Kapital geschlagen.»
Pfister erwähnt als Beispiel die Programmiersprache
Modula, die vom
ETH-Professor Nicklaus Wirth Anfang
der achtziger Jahre entwickelt wurde.
«Das war damals wirklich ein grosser
Wurf; leider wurde der akademische
15

AUSSENSICHT
Erfolg nicht wirtschaftlich verwertet.
Inzwischen ist Modula natürlich längstens
überholt.» Pfister hat durchaus
Verständnis, dass Professoren in erster
Linie an ihrer Forschung interessiert
sind und wenig Lust verspüren, eine
eigene Firma aufzubauen. «Es fehlen
einfach Strukturen, um wissenschaftliche
Erkenntnisse zu verwerten.» Pfister
findet es positiv, dass inzwischen
Professoren die Gründung von Spinoff-Firmen
unterstützen. «Das fördert
das Unternehmertum von jungen Leuten
und das Innovationsklima in der
Schweiz. Ich begrüsse es auch, dass bei
der Wahl von Professoren vermehrt
auf die industriellen Interessen geachtet
wird.»
Unkomplizierter Umgang
In guter Erinnerung hat Pfister
seine Zeit in den USA. «Bei der Firma
Xerox erlebte ich phantastische
Jahre. Wir konnten relativ frei arbeiten,
und die Forschung hatte für das
Unternehmen einen sehr hohen Stellenwert.»
Der Kontakt zu den Hochschulen
empfand Pfister in den USA
wesentlich unkomplizierter als in der
Schweiz. «Das habe ich sowohl bei der
Cornell University in Ithaca als auch
beim Massachusetts Institute of Technology
(MIT) erlebt. Vielleicht sind
die Labors dort etwas unordentlicher
als bei uns, aber dafür ist die Atmosphäre
offener.»
Verändertes Umfeld in den USA
«In den USA ist es für eine Firma
vermutlich einfacher, Kontakte zu
Universitäten zu knüpfen als in Europa»,
bestätigt Pierre Wiltzius, Direktor
des Beckman Institute an der University
of Illinois in Urbana. Das Umfeld,
in dem solche Kooperationen
stattfinden, habe sich allerdings verändert.
Grosse Firmen wie IBM, AT&T
Bell Laboratories oder DuPont hatten
früher eigene grosse
Forschungabteilungen.
In den
neunziger Jahren
haben diese Unternehmen
ihre Forschungsaktivitäten
jedoch stark reduziert, vor allem im
Bereich der längerfristig orientierten
Forschung. «Heute gibt es eine
viel stärkere Segmentierung der Forschung»,
so Wiltzius. «Der grösste
Teil der Grundlagenforschung findet
an den Universitäten und staatlichen
Institutionen statt. Diese verfügen
zum Glück immer noch über ein ausreichendes
Budget für ihre Arbeit.»
Eigentlich würde man nun annehmen,
dass die Industrie heute viel
stärker mit den Universitäten zusammenarbeitet,
da sie ja weniger eigene
Grundlagenforschung betreibt. «Das
war bis im Jahr 2000 auch der Fall»,
erläutert Wiltzius. «Doch seither verhalten
sich viele Firmen zurückhaltend.
Auch bei uns ging die Zahl der
«Es fehlen Strukturen,
um die Erkenntnisse
zu verwerten.»
Forschungsinitiativen zurück.» Dieser
Trend könne übrigens quer durch das
gesamte Firmenspektrum festgestellt
werden. «Ich hoffe aber, dass dies ein
vorübergehendes Phänomen ist.»
Wiltzius weist darauf hin, dass Top-
Universitäten wie das MIT oder die
Stanford University die sehr viele Industriekontakte
haben, private Hochschulen
sind. «Diese Hochschulen arbeiten
bereits seit langem eng mit der
Wirtschaft zusammen
und haben
eine entsprechend
gut ausgebaute Infrastruktur,
um die
Forscher zu unterstützen.» Die öffentlichen
Universitäten hingegen hätten
eine andere Mission. «Die Steuerzahler
erwarten in erster Linie, dass sie Studierende
ausbilden.» Der Unterschied
wird offensichtlich, wenn man die
Budgets der Universitäten vergleicht.
«Beim MIT machen Kollaborationen
mit der Industrie ca. 20 Prozent des
Forschungsbudgets aus; bei der öffentlichen
University of Illinois hingegen
sind es nur wenige Prozent.»
Auch staatliche Universitäten versuchen
heute, ihre Industriekontakte
zu intensivieren. «Sie wollen vor allem
für junge Forscher attraktiv werden»,
meint Wiltzius. Natürlich gehe es
auch um die lokale Wirtschaft; aber
man dürfe zum Beispiel den ökonomischen
Effekt von Startups nicht über-
16

AUSSENSICHT
schätzen. «Die meisten dieser Firmen
gehen nach kurzer Zeit wieder ein,
einige wenige überleben, wenn auch
mittelmässig, und nur ganz wenige erwirtschaften
wirklich viel Geld.»
Europa holt auf
Bemerkenswert findet Wiltzius, dass
sich auf der akademischen Ebene das
Verhältnis zwischen den USA und
Europa verschoben hat. «Als ich 1982
an der ETH abschloss, war es als Forscher
ein absolutes Muss, in die USA
zu gehen. Ich bin nicht sicher, ob dies
heute immer noch der Fall ist.» Durch
den Zusammenschluss in Europa sei
die akademische Welt transparenter
geworden. «Es ist heute viel einfacher,
von einem Land zum anderen zu gehen.
Europa hat deutlich an Terrain
gutgemacht.» Demgegenüber habe
sich die Situation in den USA in den
letzten Jahren verschlechtert. Gerade
für junge Forscher aus Asien seien die
USA heute weniger attraktiv als früher.
«Mir fällt auf, dass sich die Europäer
stark nach Asien orientieren. Sie haben
eine grossartige Gelegenheit, sich
in eine gute Position zu bringen.»
Felix Würsten
Gustav Pfister
beendete 1968 seine Dissertation an
der ETH Zürich. Nach zwei Jahren als
Assistent an der ETH
ging er in die USA, wo
er im Forschungslabor
der Firma Xerox
tätig war. Nach 1979
baute er bei der Firma
Cerberus in der
Schweiz eine Forschungsgruppe
auf. 1984 wurde er als
Mitglied der Geschäftsleitung verantwortlich
für die globale Gesamtleitung
der F&E. Nach dem Zusammenschluss
von Cerberus mit Siemens Building
Technologies war er zusätzlich als Leiter
des Geschäftszweiges «Fire Products»
für den weltweiten Markt zuständig.
Seit Herbst 2004 ist er pensioniert.
Hans Ulrich Beyeler
promovierte 1970 im Gebiet Festkörperphysik
an der ETH Zürich. Er war zwei
Jahre Gastprofessor an der Universität
São Paulo und anschliessend
Research
Associate an der University
of Utah in Salt
Lake City. 1974 wechselte
er zum BBC Forschungszentrum
in
Dättwil, wo er ab 1977
eine Forschungsgruppe leitete. 1981
wurde er Mitglied der Geschäftsleitung
der Videlec AG in Lenzburg. Er wechselte
1986 zur Firma Zellweger-Uster, wo
er für den Bereich «Environmental Monitoring»
zuständig war. 1993 wurde er
Leiter des Departements Technik der
Swissair, vier Jahre später Geschäftsleiter
SR Technics Switzerland. Seit Juni
2004 ist er Präsident und CEO der SR
Technics Holding, der weltweit grössten
unabhängigen Dienstleisterin im
Bereich Flugzeugwartung.
Pierre Wiltzius
studierte Physik an der ETH und promovierte
1981. Nach einem Postdoc an
der University of California in Santa
Barbara arbeitete er
während 17 Jahren
bei den Bell Laboratories
in Murray Hill,
zuletzt als Direktor
der Abteilung «Semiconductor
Physics
Research». Seit Oktober
2001 ist er Direktor des «Beckman
Institute for Advanced Science and
Technology» an der University of Illinois
in Urbana.
Heinz Boppart
studierte nach einer Berufsausbildung
zum Elektroniker Physik an der ETH
Zürich. Nach seiner Promotion 1983
arbeitete er als Postdoc an der Harvard
University. 1986 wechselte er als
Mitarbeiter der neu
gegründeten Abteilung
«Neue Technologien»
zur Schweiz.
Bankgesellschaft.
Er arbeitete in verschiedenen
Funktionen
und wurde 1997
zum stellvertretenden Direktor befördert.
Seit Ende 1997 arbeitet er in der
Abteilung Risk Management der UBS
Schweiz AG. In dieser Funktion leitet er
verschiedene Gruppen und Projekte.
17

INTERNATIONAL
Die Schweiz im Vergleich
Die meisten Länder unterstützten heute mit staatlichen Mitteln Kooperationen
zwischen Firmen und Hochschulen. Dabei verfolgen die einzelnen
Staaten ganz unterschiedliche Ansätze.
Schweiz
In der Schweiz gibt es eine Reihe
von staatlichen F&E-Initiativen. Insgesamt
besteht die Förderlandschaft aus
kleinen, kaum vernetzten Inseln. Die
wichtigste nationale Initiative ist die
«Kommission für Technologie und Innovation»
(KTI), heute «Förderagentur
für Innovation» genannt. KTI fördert
angewandte Forschung von Unternehmen
mittels indirekter Finanzierung.
Sie verlangt zwingend eine Zusammenarbeit
mit öffentlichen Instituten. KTI
finanziert ausschliesslich die Ausgaben
der öffentlichen Forschungsinstitutionen;
die Unternehmen müssen zusätzlich
einen Cash-Beitrag von 10 bis 20
Prozent zu Gunsten des öffentlichen
Partners leisten. Der Cash-Beitrag fällt
weg, wenn mehrere Unternehmen gemeinsam
einen Forschungsauftrag erteilen.
Für die Periode 2004-07 stehen
der KTI insgesamt 396 Mio. Franken
zur Verfügung.
Auch verschiedene Bundesämter
unterstützen die private Forschung,
so etwa das Bundesamt für Energie,
das anwendungsorientierte Forschung
sowie Pilot- und Demonstrationsprojekte
unterstützt (teilweise direktfinanziert).
Heute stehen dafür 25 Mio.
Franken pro Jahr zur Verfügung.
Homepage der KTI: www.kti-cti.ch/
Lüdi Consulting R&D: Leitfaden für Unternehmen.
Fr. 120.-. Zu beziehen bei:
robert.luedi@bluewin.ch
Finnland
In Finnland ist die Stärkung der
Innovation ein politisch verankertes
Ziel. Seit den achtziger Jahren wurden
dazu Institutionen aufgebaut und
miteinander vernetzt. Die nationale
Technologieagentur «Tekes» ist das
wichtigste Planungs- und Finanzierungsorgan
im Bereich der angewandten
technologischen Forschung und
der privatwirtschaftlichen F&E. Tekes
verlangt nicht zwingend eine Zusammenarbeit
mit Hochschulen, doch
beinhalten beinahe alle unterstützen
Projekte solche Kooperationen. Über
Tekes werden rund 30 Prozent der
gesamten öffentlichen Forschungsmittel
vergeben. Im Jahr 2003 waren
dies 392 Mio. Euro. Tekes finanziert
bei Unternehmen 15 bis 50 Prozent,
bei Forschungsinstitutionen 50 bis
100 Prozent der Kosten. Projektbeiträge
reichen bis mehrere Millionen
Euro. Ist ein Projekt nahe am Markt,
gewährt Tekes auch Darlehen. Diese
müssen nur vollständig zurückbezahlt
werden, wenn das Projekt erfolgreich
ist. Normalerweise werden 70 bis 80
Prozent der Darlehen zurückbezahlt.
Homepage von Tekes: www.tekes.fi/
Deutschland
Die Ministerien für Bildung und
Forschung (BMBF) sowie für Wirtschaft
und Arbeit (BMWA) sind die
wichtigsten Förderer für Forschung
in Zusammenarbeit mit der Industrie.
Neben fachspezifischen Programmen,
bei denen 40 bis 60 Prozent der Mittel
direkt in die Industrie fliessen, gibt es
eine spezifische Förderung von Innovationen
in KMU. Jedes Vorhaben hat
einen externen Projektträger. Für fachspezifische
Förderprogramme ist dies
z. B. die «Forschungszentrum Jülich
GmbH», für die spezifische Innovationsförderung
in KMU etwa die «Arbeitsgem.
Industrieller Forschungsvereinigungen
Otto von Guerike» (AIF).
Bereits seit 1954 besteht die «Förderung
der Industriellen Gemeinschaftsforschung».
Mehrere Unternehmen
schliessen sich zusammen und lassen
ihre F&E-Vorhaben von Forschungsinstitutionen
durchführen. Projektträger
ist die AIF. Die Fördermittel des
BMWA beliefen sich 2003 auf rund
90 Mio. Euro. Die Förderungsquote
liegt bei kleinen Firmen bei 60 Prozent,
bei Grossfirmen bei 40 Prozent.
Das Programm «Förderung der Erhöhung
der Innovationskompetenz
mittelständischer Unternehmen» des
BMWA unterstützt anspruchsvolle
F&E-Kooperationen zwischen deutschen
KMU und deren Partnern im
In- und Ausland. Projektträger ist die
AIF. Die Fördermittel des BMWA betragen
rund 100 Mio. Euro (2003). Die
Förderquote liegt zwischen 25 und 50
Prozent. Die Förderbeiträge betragen
höchstens 350 000 Euro.
Homepage des BMWA: www.bmwa.bund.de/
USA
In den USA verfügen die einzelnen
Ministerien über grosse F&E-Budgets.
Für 2005 stehen insgesamt 132 Mrd.
US-Dollar zu Verfügung. Drei Viertel
davon entfallen auf die angewandte
Forschung und Entwicklung. Neben
den F&E-Programmen der einzelnen
Ministerien gibt es spezielle Programme
für KMU. Dazu gehören insbesondere
das «Small Business Innovation
Research Program» (SBIR) und das
«Small Business Technology Transfer
Program» (STTR). Für SBIR müssen
die zehn Ministerien mit einem F&E-
Budget von mehr als 100 Mio. Dollar
2,5 Prozent ihrer Mittel reservieren.
Insgesamt ergibt dies rund 1,9 Mrd.
Dollar pro Jahr. Für das STTR müssen
die fünf Ministerien mit einem
F&E-Budget von über 1 Mrd. Dollar
jährlich 0,3 Prozent ihrer Mittel bereitstellen.
Dies ergibt jährlich rund
230 Mio. Dollar. Koordiniert werden
beide Programme von der Small Business
Administration. Für Projekte des
STTR ist eine Forschungszusammenarbeit
zwischen Wirtschaft und Universitäten
zwingend, im SBIR fakultativ.
Beide Programme stellen für die
erste Projektphase max. 100 000 Dollar
zur Verfügung, für die zweite max.
750 000 Dollar, die direkt an die Industrie
ausbezahlt werden. Es werden
bis zu 100 Prozent der Entwicklungskosten
von Prototypen übernommen.
Ein weiteres Förderprogramm (nicht
18

INTERNATIONAL
Bewilligte Projekte der KTI und damit verbundene Bundesbeiträge. (Quelle: KTI)
Staatliche und privatwirtschaftliche Ausgaben für F&E der Länder als Prozentsatz
des BIP. (Quelle: OECD, Nov. 2004)
Schweiz Finnland Deutschand USA
Einwohner 7,2 Mio 5,2 Mio 82,2 Mio 292 Mio
BIP / Kopf (US$) 38 360 24 260 24 590 37 350
Bruttoinlandausgaben
für F&E (Mrd. US$)
Anteil Staat an
F&E-Ausgaben
Anzahl Forscher
(100%-Äquivalent)
5,56 4,78 54,45 284,58
23,2 % 26,1 % 31,9 % 31,2 %
25 800 36 630 266 800 1 261 200
Forschungsausgaben verschiedener Länder im Verhältnis zur ihrer Wirtschaftskraft
(Stand 2003). Die direkte Unterstützung der Industrie variiert je nach Land
(s. Text). (Quelle: OECD, Main Science & Technology Indicators, Nov. 2004)
nur für KMU) ist das «Advanced Technology
Program» (ATP) des «Department
of Commerce». Im Jahr 2004 standen
dafür 145 Mio. Dollar, im Jahr 2005
110 Mio. Dollar zur Verfügung. Unterstützt
wird die Entwicklung von innovativen
Produkten. Max. 50 Prozent der
anfallenden F&E-Kosten werden direkt
an die Industrie ausbezahlt. Bei gut der
Hälfte aller Projekte gibt es eine Zusammenarbeit
mit Hochschulen.
Informationen zu den beiden Programmen SBIR
und STTR: www.sba.gov/sbir/
Homepage der ATP: www.atp.nist.gov/
Internationale Initiativen
Im europäischen Raum gibt es zahlreiche
internationale F&E-Initiativen,
so etwa das 6. Rahmenprogramm der
EU (6. RP), die «European Research
Coordination Agency» (Eureka) oder
das «Intelligent Manufacturing Systems
Programm» (IMS). Das 6. RP, an
dem die Schweiz seit 2004 voll beteiligt
ist, hat klar definierte Förderbereiche.
Für die Periode 2003–2006 stehen insgesamt
17,5 Mrd. Euro zur Verfügung,
wobei 2,2 Mrd. für KMU-Projekte
reserviert sind. Mittelempfänger sind
Konsortien von 3 bis 30 Partnern aus
verschiedenen Ländern mit Projekt-
Budgets von 0,5 bis 30 Mio. Franken.
Eureka ist eine offene F&E-Initiative
mit industrienaher Ausrichtung. Eureka
verfügt über keine eigenen Fördermittel;
die Finanzierung erfolgt durch
die beteiligten Länder gemäss den jeweils
gültigen Richtlinien.
Das IMS ist das erste weltweite F&E-
Programm im Bereich Produktion
und Produktionssysteme. Es unterstützt
die Zusammenarbeit zwischen
europäischen Ländern sowie den
USA, Kanada, Australien, Japan und
Südkorea. Voraussetzung ist die Teilnahme
von Partnern aus mindestens
drei IMS-Regionen.
Informationen zum 6. RP: www.euresearch.ch
oder www.cordis.lu
Informationen zu Eureka:
www.bbt.admin.ch/kti/gebiet/int/eureka/d/
Homepage IMS: www.ims.org oder
www.bbt.admin.ch
Gabriele Aebli
19

IM GESPRÄCH
Ein vielfältiges
Berufsbild
Wer Physik studiert, dem eröffnet sich ein
breites Berufsspektrum. Dies zeigen nicht
nur die nachfolgenden Beispiele, sondern das
bestätigt auch die aktuelle Beschäftigungsstatistik
der ETH Zürich.
Knapp ein Viertel aller Absolventen und
Absolventinnen, die 2002 ihr Physikstudium mit
einem Diplom abschlossen, fand eine Stelle in der
Privatwirtschaft. Etwa 13 Prozent aller Abgänger
waren zur Zeit der Befragung bei Versicherungen
und in der Unternehmensberatung tätig. Weitere
7 Prozent arbeiteten in der Industrie, jeder Dritte
davon in der Elektroindustrie. Weitere 2 Prozent
fanden eine Stelle bei Dienstleistungsunternehmen.
65 Prozent aller Absolventen setzten ihre
wissenschaftliche Karriere an einer Hochschule
fort, der überwiegende Teil davon an der ETH
Zürich. 9 Prozent wechselten zu einer Forschungsanstalt;
der Rest arbeitete an einer Fachhochschule,
einer Mittelschule oder in der Entwicklungszusammenarbeit.
Von den Absolventinnen und Absolventen mit
Doktorat fand die Hälfte eine Anstellung in der
Privatwirtschaft. Über 25 Prozent aller Abgänger
arbeitete in der Industrie, mehr als jeder Vierte
davon in der Maschinenindustrie. Banken, Ingenieurbüros
oder sonstige Firmen aus dem Dienstleistungssektor
beschäftigten zur Zeit der Befragung
weitere 25 Prozent der Absolventen. Weitere
11 Prozent arbeiteten bei Forschungsanstalten,
18 Prozent blieben an der ETH Zürich. Die restlichen
Abgängerinnen und Abgänger gingen an
eine andere Universität, um ihre wissenschaftliche
Tätigkeit fortzusetzen.
Felix Greuter
arbeitet seit 1982 für die Firma ABB im Bereich
«Corporate Research». Zuvor war er zwei Jahre in
den USA am Synchrotron Radiation Center in
Madison sowie an der University of Pennsylvania
als Forscher tätig. Er hat über hundert Publikationen
in Fachzeitschriften veröffentlicht und über
40 Patente angemeldet. Erste Industrieerfahrungen
sammelte er schon während seines Studiums.
«Einmal die Nase in einen Betrieb zu stecken,
würde ich allen Studierenden empfehlen», sagt Felix
Greuter. Ihm selbst hat das Praktikum geholfen, sich
ein konkreteres Bild über seinen zukünftigen Beruf
zu machen. Er habe ein vages Berufsbild im Kopf
gehabt, als er mit dem Studium angefangen habe.
Während seiner Studienzeit unterrichtete er am
Gymnasium in Langenthal. Eine Karriere als Lehrer
zog er allerdings nie ernsthaft in Betracht. «Der
Wechsel vom Schüler zum Lehrer wäre für mich eine
zu kleine Veränderung gewesen.» Die Lehrerausbildung
habe er dann ohnehin abgebrochen, da seine
Leidenschaft – das Fussballspielen – neben der Physik
sonst zu kurz gekommen wäre. Nach abgeschlossenem
Studium investierte er seine Energie in eine
Assistentenstelle am Laboratorium für Festkörperphysik,
wo er 1979 auch seine Doktorarbeit schrieb.
«Meine ETH-Ausbildung wurde auch in den USA
geschätzt», sagt Felix Greuter. Anfangs sei er vom
neuen Umfeld beeindruckt gewesen. Schon rein
technologisch sei in den USA mehr möglich gewesen
als in der Schweiz. Und seine amerikanischen Kollegen
schienen immer alles sehr schnell zu verstehen.
«Doch dann merkte ich, dass viele nur mit Reizwörtern
argumentierten und über ein weniger fundiertes
Wissen verfügten, als es den Anschein machte.»
Zurück in der Schweiz trat er seine heutige Stelle
bei ABB an. «Ich denke nicht, dass es heute schwieriger
ist, in der Industrie Fuss zu fassen als früher.»
Allerdings beobachte er eine zunehmende Spezialisierung,
beispielsweise in den Bereichen Optik oder
Mikrotechnik.
20

IM GESPRÄCH
Bruno Lüthi
beendete 1955 sein Mathematik- und Physikstudium
an der ETH. Vier Jahre später schrieb er seine
Dissertation und arbeitete als Postdoc an der University
of Chicago. Nach fünfjähriger Tätigkeit im
IBM-Forschungslabor in Rüschlikon wurde er an
der Rutgers University in den USA zum Professor
ernannt. Bruno Lüthi forschte und dozierte nicht
nur in den USA und der Schweiz, sondern auch
an der Universität Frankfurt in Deutschland.
«Die Forschung hat mir in den USA am besten
gefallen, obwohl man damals in Deutschland und
der Schweiz mehr Forschungsgelder zur Verfügung
hatte», erklärt der emeritierte Physikprofessor. In
den Staaten habe er in den Sechzigerjahren wenig
administrative Aufgaben erledigen müssen und sich
auf die Forschung konzentrieren können. Sowohl in
Amerika als auch am IBM Forschungslabor schätzte
er die kleinen Gruppen und die unkomplizierten
Strukturen. Noch heute verbindet Bruno Lüthi viele
positive Erinnerungen mit seiner fünfjährigen Tätigkeit
in der Industrie. Das Team habe aus jungen
und enthusiastischen Physikern bestanden und sei
mit Labors in den USA vergleichbar gewesen. «Der
Austausch zwischen den Gruppen und mit anderen
Labors weltweit war sehr intensiv.»
Ein Physikstudium sei eine gute Basis, um in der
Industrie tätig zu sein. «Mit der zunehmenden Technologisierung
braucht die Industrie sogar immer
mehr Physiker. Verschiedene Sparten prägen zunehmend
ganze Industriezweige, etwa in der Materialentwicklung,
der Nanotechnologie oder der Computerindustrie.»
Als wichtigsten Karriereschritt bezeichent
er die Wahl seiner Dissertation bei Prof. J. L. Olsen,
der ihm fachlich und menschlich viel mitgegeben
habe. Er erinnert sich noch genau an den Tag, als er
als Erstsemestriger von Wolfgang Pauli willkommen
geheissen wurde. «Er sagte uns, für ein erfolgreiches
Physikstudium seien etwas Begabung und sehr viel
Fleiss notwendig. Diese Aussage habe ich Generationen
von werdenden Physikern weitergegeben.»
Silvia Signoretti
studierte Physik an der Universität von Bologna.
Im Jahr 2000 schrieb sie ihre Doktorarbeit an
der ETH Zürich. Anschliessend absolvierte sie in
Evian-les-Bains in Frankreich den Mini-MBA. Sie
arbeitete als Research Analyst für Frost & Sullivan
in London und ist seit 2004 als Management Consultant
für McKinsey & Co. in Zürich tätig.
«Ich habe in Bologna sehr gute Studienbedingung
vorgefunden, aber später an der ETH ein viel internationaleres
Umfeld angetroffen», sagt Silvia Signoretti.
Die Dissertationszeit sei für sie eine einmalige
Erfahrung gewesen. «Ich habe in einer Gruppe von
professionellen Wissenschaftlern gearbeitet und
konnte die neuesten Technologien anwenden.»
Silvia Signoretti war damals schon gewohnt,
sich in einer neuen Umgebung zurechtzufinden.
Vor ihrer Doktorarbeit ging sie nach London und
arbeitete zwei Monate für die Beratungsfirma Frost
& Sullivan. «In dieser Zeit war ich fasziniert von
der Dynamik einer solchen Organisation und den
schnellen Entscheidungen, die gefällt werden mussten»,
erzählt sie. Während ihren Forschungsarbeiten
an der ETH entdeckte Silvia Signoretti ihr Interesse
für Management und Consulting. Deshalb nahm
sie an verschiedenen Informationsanlässen der ETH
Zürich zu diesem Thema teil und versuchte so, ihre
Karriere in eine eher geschäftsorientierte Richtung
zu lenken. «An diesen Events wurden Geschäftsfälle
simuliert. Wir Studenten konnten unsere ganze Kreativität
und unseren Geschäftssinn für die Lösung des
Falles einsetzen», erinnert sie sich.
Das Physikstudium erlebte sie in mancher Hinsicht
als bereichernd. «Im Geschäftsleben kommen
mir heute meine analytischen Fähigkeiten zugute.
Hinzu kommt ein gutes Zeitmanagement sowie eine
gute Basis, um ein Projekt erfolgreich zu managen»,
präzisiert sie. Und nicht zuletzt finde sie es immer
noch faszinierend, einfache physikalischen Vorgänge
im alltäglichen Leben zu verstehen.
21

IM GESPRÄCH
Jakob Bernasconi
arbeitet seit 1968 bei der Firma ABB (vormals
BBC) in der Abteilung «Corporate Research». Er
geniesst es, in der Industrie unter optimalen Bedingungen
Forschung zu betreiben. Deshalb hat er
nie das Bedürfnis verspürt, seine Stelle zu wechseln.
Mit der ETH ist er heute noch über einen
Lehrauftrag verbunden. Er erteilt Einführungsvorlesungen
am Institut für Neuroinformatik.
Das Dozieren verschaffe ihm einen Ausgleich zur
täglichen Arbeit, erklärt Jakob Bernasconi. Deshalb
setze er auch gerne einen Teil seiner Freizeit für den
Lehrauftrag ein. «Die Verbindung von Arbeit und
Unterrichten ist ideal», sagt er. Überhaupt habe in
seiner beruflichen Laufbahn schon immer «alles
irgendwie zusammengepasst». Als Jakob Bernasconi
seine Diplomarbeit an der ETH verfasste, gründete
die damalige Firma Brown Boveri das BBC-Forschungszentrum
in Dättwil. Dafür wurden nicht nur
erfahrene Forscher, sondern auch junge Mitarbeiter
gesucht. Jakob Bernasconi nutzte die Beziehungen
seines Professors, um in der Industrie Fuss zu fassen.
Im Hinblick auf seine Dissertation unterzeichnete
er zunächst einen Arbeitsvertrag für ein Jahr. Er entschloss
sich dann aber, weiterhin für die Firma tätig
zu sein. Seine Dissertation konnte er dort sozusagen
nebenbei schreiben.
«Damals haben wir in der Industrie Forschung
betrieben, die sich mit jener an einer Hochschule
durchaus vergleichen lässt», erzählt er. Dieser
Umstand führte bei ihm zu einer starken Bindung
an das Unternehmen. Ausserdem schätzt er das
breite Betätigungsfeld in der Industrie. «Wir befassen
uns natürlich nur mit Sachverhalten, die für die
Firma von Bedeutung sind; aber diese Interessen
ändern sich stetig.» Er ist überzeugt, dass vielseitig
interessierte Studierende, die gerne interdisziplinär
arbeiten, in der Industrie besonders gefragt sind. Er
selbst wende bei seiner heutigen Arbeit zwar häufig
physikalische Methoden an, modelliere damit dann
aber beispielsweise ökonomische Probleme.
Regula Keller-Baumann
nahm 1962 ihr Studium an der ETH Zürich auf.
Nach bestandenem Diplom in Physik und vollendeter
Doktorarbeit in Festkörperphysik arbeitete
sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin und später
Oberassistentin am Institut für Molekularbiologie
und Biophysik bei Professor Kurt Wüthrich.
Heute ist sie Dozentin an der Zürcher Hochschule
Winterthur, wo sie massgeblich am Aufbau des Departements
Mathematik und Physik beteiligt war.
«Damals wusste ich noch nicht genau, was eine
Physikerin macht», erinnert sich Regula Keller an
ihre Studienwahl. Schwierige physikalische Aufgaben
hätten sie schon während ihrer Schulzeit an der
Höheren Töchterschule der Stadt Zürich fasziniert.
Deshalb beschloss sie nach der Matura, eine naturwissenschaftliche
Richtung einzuschlagen. «In meinem
Jahrgang studierten an der ETH gut hundert
Männer und eine weitere Frau Physik», erklärt Regula
Keller. Ihnen allen hätte sich nach dem Studium
ein breites berufliches Spektrum eröffnet.
Während des Studiums hatte sie zwar während
eines zweimonatigen Praktikums in Finnland etwas
Industrieluft geschnuppert. Die Faszination der
Grundlagenforschung aber überwog. Die Physikerin
befasste sich an der ETH mit NMR-Spektroskopie
und publizierte zahlreiche Artikel in Fachzeitschriften.
Den weiteren Aufbau einer akademischen
Karriere konnte sie mit ihren Familienpflichten
nicht vereinbaren und stellte darum die Weichen für
den beruflichen Werdegang neu. 1989 erwarb sie den
Fähigkeitsausweis für das höhere Lehramt. In einer
Untersuchung ging sie der Frage nach, was Frauen
bewegt, ein technisches Studium zu ergreifen.
Das Thema «Frauen und Technik» interessiert sie
noch heute. Als Dozentin an der Zürcher Hochschule
Winterthur arbeitet sie in den Bundesprogrammen
zur Förderung der Frauen im Technikbereich mit.
Dabei kann sie sich nicht nur auf ihr Fachwissen,
sondern auch auf ihre Lebenserfahrung stützen.
22

IM GESPRÄCH
Walter Thurnherr
ist seit Februar 2003 als Generalsekretär im Eidg.
Volkswirtschaftsdepartement tätig. Zuvor war
er unter anderem als Minister in der Schweizer
Botschaft in Moskau und persönlicher Mitarbeiter
des damaligen Bundesrates Flavio Cotti tätig. Sein
Physikstudium schloss er 1987 an der ETH ab.
«Materielles Wissen – etwa über Quantenfeldtheorien
– hat mir für die Diplomatenausbildung nicht
viel geholfen», meint der Generalsekretär rückblickend.
Trotzdem habe er im Physikstudium wertvolle
Erkenntnisse gewonnen, die für seine berufliche
Laufbahn hilfreich gewesen seien. «Ich habe gelernt,
Dinge, die man sieht, zu hinterfragen.» In der Physik
stelle man grundsätzliche Fragen und versuche
diesen dann Schritt für Schritt auf den Grund zu gehen.
Eine Denk- und Arbeitsweise, die ihn während
seiner Karriere begleitet habe.
Diese begann mit der Aufnahmeprüfung für
den Dienst am Eidg. Departement für Auswärtige
Angelegenheiten. Den Aushang für diesen Concours
habe er zufällig entdeckt und sich später über die
bestandene Prüfung gleichermassen gefreut wie auch
gewundert. «Die Zahl der Bewerber war gross, und
nur relativ wenige wurden zugelassen.» Während
seiner Ausbildung wurde er in Moskau und in der
Schweiz eingesetzt. Er arbeitete anschliessend im
aussenpolitischen Planungsstab in Bern, unterstützte
den Sonderbeauftragten des Generalsekretärs der
Vereinten Nationen für Georgien und vertrat im
Rahmen der OSZE-Präsidentschaft die Schweiz in
der Vermittlung des Nagornij-Karabach-Konflikts.
Das Physikstudium habe ihm bei diesen zum
Teil schwierigen Aufgaben als Denkschule geholfen.
Obwohl er selbst nie in der Industrie tätig war, ist
er überzeugt, dass ein Studium der theoretischen
Physik auch für eine Tätigkeit in diesem Bereich
hilfreich ist. Denn er habe an der ETH vor allem gelernt,
diszipliniert zu arbeiten. «Ich habe in meinem
ganzen Leben nie so hart und intensiv gearbeitet wie
damals in meinem Studium.»
Max Ziegler
wurde 1996 zum Rektor der Kantonsschule
Limmattal ernannt, an der er seit 28 Jahren als
Mittelschullehrer tätig ist. Er hat seinen Horizont
mit zahlreichen Weiterbildungen stets erweitert.
Max Ziegler nutzte einen neunmonatigen Forschungsurlaub,
um sich an der Sommerschule des
Dickinson College in Carlisle mit dem Einsatz von
Computern im Physikunterricht auseinanderzusetzen.
Er habe damals viel gelernt und danach seinen
Beruf motiviert wieder aufgenommen. «Ich habe das
neu Gelernte sofort in meinen Unterricht eingebaut.»
Das permanente Lernen spielt eine wichtige Rolle in
seinem Leben. Deshalb habe ihm auch das wissenschaftliche
Arbeiten grosse Freude bereitet. «Beim
Schreiben meiner Dissertation hatte ich richtige
Höhenflüge.» Trotz dieser Begeisterung blieb die Promotionsarbeit
seine einzige wissenschaftliche Studie.
Nach intensiven Jahren am Laboratorium für Festkörperphysik
bewarb er sich gleichzeitig für eine
Anstellung als Gymnasiallehrer sowie für einen Forschungsplatz
in der Industrie. Er entschied sich für
das Erstere, nicht zuletzt wegen seiner Familie. «Ich
hätte die Arbeit mit meinen Verpflichtungen als Familienvater
nicht unter einen Hut bekommen.» Die
Faszination Forschung hat ihn trotzdem nie ganz
verlassen. «Mit 50 hatte ich das Gefühl, nochmals
ausbrechen zu müssen», erklärt er. Der Wunsch nach
einem Wechsel in die Industrie sei in Zusammenhang
mit seinem Amerikaaufenthalt aufgekommen.
Er entschied sich erneut für die Familie und seinen
Beruf als Lehrer. Ein Entschluss, der sich auszahlte.
Kurze Zeit später avancierte er zum Rektor der Kantonsschule
Limmattal. Mit der ETH blieb er über einen
Lehrauftrag verbunden, den er sieben Jahre lang
ausführte. «Ich würde sofort wieder Physik studieren»,
erklärt er. Seine Begeisterung versucht er, auch
auf die Schüler zu übertragen. «Wer Physik studiert,
will nicht den einfachsten Weg gehen. Solche Leute
sind auf dem Arbeitsmarkt immer gefragt.»
Claudia Nägeli
23

AKTUELLE ZUSAMMENARBEITEN
Aktuelle Zusammenarbeiten – eine Auswahl
Astronomie
www.astro.phys.ethz.ch/
Spektrometer auf dem ESA-Satelliten Herschel
Wasser spielt eine grosse Rolle bei der Entstehung von Sternen und
Planeten. Es kann aber nicht vom Boden aus beobachtet werden,
da die Erdatmosphäre die Moleküllinien von Wasser im fern-infrarot
Spektralbereich vollständig absorbiert. Die ETH ist beteiligt an
der Konstruktion des Spektrometers HIFI auf dem ESA-Satelliten
Herschel, der diese Wissenslücke schliessen soll.
ETH: Prof. Arnold Benz
Industrie: Hochtechnologie Systeme (HAST), Wallisellen
Digitales Radio-Spektrometer
Welche Prozesse sind wohl bei der Entstehung unseres Sonnensystems
abgelaufen? Aufschluss geben sollen Beobachtungen der
Moleküllinien von kalten interstellaren Wolken, in denen Sterne
und Planeten entstehen. Bislang war die Methode jedoch durch
den Frequenzbereich begrenzt, der in einem Durchgang erfasst
werden konnte. Nun wird ein vollständig digitales, kostengünstiges
Spektrometer entwickelt mit einer 100mal grösseren Bandbreite
von einem Gigahertz. Die dazu notwendigen Fast-Fourier-Transformationen
berechnet ein fünf mal fünf Zentimeter grosser Chip.
ETH: Prof. Arnold Benz
Industrie: Acqiris SA, Genf
Toroidgitter für einen UV-Spektrographen
Die äussere Atmosphäre der Sonne ist extrem dynamisch. Das Millionen
Grad heisse Plasma wird von den Magnetfeldern kontrolliert und
bläst wie ein Wind mit Überschallgeschwindigkeit durch das Sonnensystem.
Die Strahlung der Sonnenatmosphäre erfolgt vorwiegend im
extremen UV- und Röntgen-Bereich und kann nur vom Weltraum aus
beobachtet werden. Mit dem SOHO-Satelliten der ESA hat man seit
1995 ein sehr erfolgreiches Sonnenobservatorium. Durch die Entwicklung
einer neuen Technologie zur Herstellung von optischen Gittern
mit Toroidform konnte eine effiziente Abbildung in einem UV-Spektrographen
auf dem SOHO-Satelliten erreicht werden.
ETH: Prof. Jan O. Stenflo
Industrie: Contraves AG, Zürich
Festkörperphysik
www.solid.phys.ethz.ch/
Silicium-Germanium-Schichten für schnelle Elektronik
Um epitaktische Schichten aus Silicium-Germanium mit hohen
Abscheidungsraten herzustellen, wurde ein neues Verfahren entwickelt.
Dieses soll industriell einsetzbar sein. Um das Resultat
kommerziell umzusetzen, wurde eine Start-up-Firma gegründet.
ETH: PD Dr. Hans von Känel
Industrie: Unaxis, Zürich
Organische Halbleiter in elektronischen Schaltungen
Neue organische halbleitende Materialien werden entwickelt, die
bei niedrigen Temperaturen verarbeitet und kostengünstig in elektronischen
Schaltkreisen eingesetzt werden können.
ETH: Prof. Bertram Batlogg
Industrie: Ciba Specialty Chemicals, Basel
Infrarot-Sensorenarrays für Wärmepulsmethode
Um dünne Schichten auf verschiedenen Unterlagen zerstörungsfrei
zu prüfen oder deren Produktion kontinuierlich zu überwachen,
werden Infrarot-Sensorenarrays auf Silicium-Substraten entwickelt.
Wenn ein Energiepuls kurzzeitig das Material erwärmt, kann
der zeitliche Zerfall der Temperatur-Signale mit Hilfe der Sensoren
in Echtzeit gemessen werden.
ETH: PD Dr. Hans Zogg
Industrie: ARSENCO AG, Altdorf
CIGS-Dünnschichtsolarzellen auf flexiblen Substraten
Herkömmliche CIGS-Solarzellen werden auf Glassubstraten hergestellt.
Für die Roll-to-Roll-Beschichtung und diverse Applikationen
sind flexible Solarzellen wünschenswert. In diesem Projekt werden
Polymerfolien als Substrate verwendet. Ein Weltrekord für den Wirkungsgrad
von flexiblen Solarzellen (>14 Prozent) wurde erreicht.
ETH: Prof. Ayodhya N. Tiwari, PD Dr. Hans Zogg
Industrie: Applied Films (D); ISOVOLTA, (A); Würth Solar (D)
Flexible Solarzellen für Weltraumanwendungen
Mit diesem Projekt soll die Eignung von Dünnschicht-Photovoltaik
für Weltraumanwendungen abgeklärt werden sowie flexible Cadmium-Tellur-Solarzellen
entwickelt werden.
ETH: Prof. Ayodhya N. Tiwari, PD Dr. Hans Zogg
Industrie: Contraves Space (CH); European Space Agency (NL)
Neuroinformatik
www.ini.unizh.ch/
Intelligentes Wohnen
Fensterläden, die gelernt haben sich zu öffnen, sobald eine Bewohnerin
aufsteht, Duschen, die sich die Lieblings-Wassertemperatur
gemerkt haben: Dazu braucht es Heimelektronik, die sich den
Benutzern anpasst und von ihnen lernt. Das Projekt hat sich der
Entwicklung energiesparender intelligenter Heim- und Gebäude-
Elektronik verschrieben.
ETH: Prof. Rodney Douglas
Industrie: High Technology Systems
Optische 3D-Maus und Tastsensoren
Ingenieure entwickeln heute Produkte mittels Computer-Unterstützung,
bekannt unter dem Namen Computer Aided Design (CAD).
Bauteile und Baugruppen werden dreidimensional gezeichnet und
zu ganzen Produkten zusammengestellt. Für die Interaktion mit
CAD-Systemen soll nun eine kostengünstige 3D-Maus entwickelt
werden. Eine ähnliche Technik kann ausserdem bei der Ausrüstung
von Robotern mit verlässlichen Tastsensoren verwendet werden.
ETH: Dr. Kynan Eng
Industrie: Austrian Research Centers (A)
Verständnis von visuellen Prozessen
Wenn Roboter einst «sehen» und so in unserer Welt Aufgaben übernehmen
sollen, muss zuerst das biologische Seh-System verstanden
werden. Eine wichtige Frage ist, welche Eigenschaften von natürlichen
Szenen in biologischen Systemen Aufmerksamkeit erregen.
Dazu werden die Augenbewegungen von Menschen, Primaten und
Katzen untersucht. Die Resultate dieser Untersuchungen werden
25

AKTUELLE ZUSAMMENARBEITEN
Aufmerksamkeitsmodelle verfeinern und so die Entwicklung von
aktiven künstlichen Seh-Systemen vorantreiben.
ETH: Dr. Wolfgang Einhäuser, Peter König
Industrie: Honda RI Europe GmbH
Unüberwachte Datenklassifizierung («Clustering»)
Wie können neue Arzneimittel möglichst günstig entwickelt werden?
Eine neue Methode ist die kombinatorische Chemie. Hier werden
nicht einzelne Substanzen synthetisiert, sondern Experimente
gemacht, in denen eine Vielzahl von Produkten entstehen. Um diese
effizient auf ihre Wirkung zu prüfen, werden nach grundlegenden
physikalischen und chemischen Eigenschaften Klassen gebildet, aus
denen nur noch der typische Vertreter getestet werden muss. Dazu
werden Algorithmen entwickelt und verfeinert, welche autonom
eine möglichst unvoreingenommene Klassifizierung vornehmen.
ETH: PD Dr. Ruedi Stoop, Thomas Ott
Industrie: Novartis, Basel
Hörgeräte und Hörverständnis
Mit einem herkömmlichen Hörgerät kann das ehemalige Hörverständnis
nicht zurückgewonnen werden. Um herauszufinden,
weshalb das so ist, muss zuerst verstanden werden, wie das Ohr
funktioniert. Dazu wurde der biologische Hörvorgang in Form einer
Differentialgleichung nachgebildet. Für deren Integration wurde
dann eine elektronische Version des Modells entwickelt. Diese
erlaubt, den Hörvorgang in ausserordentlicher Detailtreue nahezu
in Echtzeit wiederzugegeben.
ETH: PD Dr. Ruedi Stoop
Industrie: Phonak AG, Stäfa
Ein Gerät als Freund des Physiologen
Der «Pysiologist‘s Friend Chip» ist eine elektronische Schaltung, eine
Art Bildsensor samt optischer Linse. Er dient zur Modellierung des visuellen
Systems im Gehrin des Menschen. Dabei werden die künstlich
erzeugten Nervenimpulse hörbar wiedergegeben und erlauben
somit einen Einblick in die Datenverarbeitung. Das Gerät wird im
Unterricht als Anschauungsmaterial eingesetzt wie auch im Labor
der Physiologen zur Kallibrierung des Messgeräte-Parks verwendet.
ETH: Dr. Tobi Delbrück
Industrie: Internal Commercial Project
Weiterentwicklung von interaktiven Bodenplatten
Der intelligente Boden erkennt die Position von Personen und kann
durch Lichteffekte in Interaktion mit ihnen treten. Damit lassen
sich eine Vielzahl von Anwendungen realisieren, wie Spiele, Animationen
oder Leitsysteme. Der Boden kann zusätzlich mit Kameras
und Leinwandprojektionen gekoppelt werden. Die Bodenplatten
von «Ada – the intelligent space», welche an der Expo.02 in Neuchâtel
zum Einsatz kamen, werden zusammen mit der Westiform AG
weiterentwickelt.
ETH: Gerd Dietrich, Adrian Whatley
Industrie: Westiform AG, Bern
Neutronenstreuung
http://lns.web.psi.ch/
Herstellung und Charakterisierung von Neutronenleitern
Neutronenstrahlen werden häufig verwendet, um auf atomarer
Ebene Diffusionsprozesse, Magnetismus oder Gitterschwingungen
in Festkörpern zu untersuchen. Da die Experimente einen hohen
Platzbedarf haben, müssen die Neutronen über Strecken von
bis zu 100 Metern transportiert werden. Der Transport erfolgt in
Glas-Röhren, den Neutronenleitern, die mit hunderten aufeinander
liegenden hauchdünnen Filmen beschichtet sind. Das Leiterdesign
und die Beschichtungen sollen optimiert werden.
ETH: Dr. Jochen Stahn
Industrie: SwissNeutronics AG
Kompensierter Magnet für Neutronenstreuexperimente
Eigenschaften von Substanzen können mit Hilfe von Neutronenstreuung
in starken Magnetfeldern untersucht werden. Soll diese
Methode jedoch vermarktbar sein, muss der Magnet zwei Bedingungen
erfüllen: Zunächst dürfen dort, wo die Probe ist, keine mechanische
Teile die einfallenden und gestreuten Neutronen stören.
Ausserdem soll das Magnetfeld ausserhalb des Magneten möglichst
klein sein. Wenn der Hauptmagnet in zwei einzelne Spulen
aufgeteilt und das äussere Feld mit Zusatzspulen kompensiert wird,
scheint dieses Ziel erreichbar zu sein.
ETH: Dr. Peter Allenspach
Industrie: Bruker-Biospin, Fällanden
Diffraktometrie an beschichteten Implantaten
In der Medizinaltechnik ist die Qualitätskontrolle der Prothesenoberflächen
wichtig. Damit sich zementlos implantierbare Hüft- und
Kniegelenke rasch und dauerhaft durch Knochengewebe verankern,
werden die Implantate in einem Vakuum-Plasma-Spritzverfahren
mit einer bioaktiven Beschichtung aus Calciumphosphat (Hydroxylapatit)
überzogen. Eine langzeitstabile Fixation nach der Implantation
setzt jedoch eine hohe Phasenreinheit dieser Beschichtung voraus.
Mit Hilfe der Diffraktometrie kann sie überprüft werden.
ETH: Prof. Hans Grimmer
Industrie: Medicoat AG, Mägenswil
Quantenelektronik
www.iqe.ethz.ch/
Spurengasnachweis in der petrochemischen Industrie
Aethylen ist die Basis für die Herstellung vieler Produkte der Kunststoffindustrie.
Kleinste Mengen von verunreinigenden Gasen können
unerwünschte chemische Reaktionen hervorrufen. Um diese
Spurengase nachzuweisen, wird ein empfindlicher Gassensor erforscht
und entwickelt.
ETH: Prof. Markus W. Sigrist
Industrie: ABB Corporate Research, Baden-Dättwil
Atemluftanalyse zur medizinischen Diagnostik
Das Wohlbefinden hängt nicht zuletzt auch von der Gesundheit der
Leber ab. Ist dieses Organ krank, zeigt sich das unter anderem in der
Ausatmungsluft. In dieser hat es jedoch über 400 Substanzen in
teilweise sehr kleinen Konzentrationen – unter ihnen Methylamine,
die sich für die Diagnostik von Leberfunktionsstörungen eignen. Für
ihren Nachweis wird ein laserspektroskopisches Verfahren erforscht,
das eine hohe Empfindlichkeit und Nachweisselektivität besitzt.
ETH: Prof. Markus W. Sigrist
Industrie: Roche Forschungsstiftung, Basel
Faser-optische Sensoren
Anspruchsvolle industrielle Prozesse müssen gesteuert und überwacht
werden. Dazu braucht es Sensoren, die eine hohe Messempfindlichkeit
aufweisen. Eine Machbarkeitsstudie befasst sich mit der
Entwicklung neuartiger Sensoren, deren Messprinzip auf spektroskopischen
Untersuchungen mit faser-optischen Kavitäten beruht.
ETH: Prof. Markus W. Sigrist
Industrie: ABB Corporate Research, Baden-Dättwil
26

AKTUELLE ZUSAMMENARBEITEN
Dezentrales Netzwerk von Sensorstationen
Soll die Verkehrssituation oder die Luftbelastung zuverlässig überwacht
werden, braucht es vernetzte Messstationen. Für diesen
Zweck werden miniaturisierte Gas-Sensor-Systeme entwickelt.
Via USB-Schnittstelle können diese Sensorsysteme direkt an einen
Computer angehängt werden. Diese Gasdetektionseinheiten übermitteln
die Daten über Mobilfunknetz (GSM) oder Bluetooth an eine
Zentrale. Die resultierenden Werte sind über Internet zugänglich.
ETH: Prof. Henry Baltes, Prof. Andreas Hierlemann
Hochschulen: Universität Tübingen (D), Rome Intern. University (I)
Industrie: Telecom Italia Lab SPA (It), Sociedad Iberica de Construcciones
Electricas, SA (E) Applied Sensor GmbH (D)
Charakterisierung des Wirebondprozesses
Ziel ist, höhere Präzision und Geschwindigkeit in Bondprozessen zu
erreichen. Die Temperatur und der Anpressdruck werden während
des Bondprozesses mit Mikrosensoren, die unter Testbondpads angebracht
sind, gemessen. Das Prozessfenster (Anpressdruck, Bondstärke,
Temperatur, benötigte Zeit) soll möglichst genau bestimmt werden,
um optimale Bondqualität bei kürzester Bondzeit zu erreichen.
ETH: Prof. Henry Baltes
Industrie: ESEC, Cham
Kompakte frequenzverdoppelte blaue Laser
Optische Datenspeicher, Fluoreszenzspektroskopie, hoch aufgelöste
Farbdrucke: Dies sind nur einige Beispiele, wo kompakte frequenzverdoppelte
blaue Laser eingesetzt werden können. Für die
Schlüsselkomponente dieser Laser, den Wellenleiter, wird ein reproduzierbares
Herstellungsverfahren entwickelt. Zusammen mit einer
infraroten Laserquelle für die effiziente Frequenzverdoppelung
soll dieser Wellenleiter in einem kompakten blauen Lasersystem
integriert werden. Nach Abschluss des Projekts soll dessen Herstellung
serienreif sein.
ETH: Prof. Peter Günter
Industrie: Rainbow Photonics AG, Zürich
Chemische Sensortypen mit moderner Elektronik
Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen stören häufig die Messung
von gasförmigen Schadstoffen. Um verlässliche Messungen
zu erhalten, wird eine Technologie für monolithische chemische Mikrosensorsysteme
entwickelt. Diese umfassen chemische Sensoren
sowie «Hilfssensoren», die etwa Feuchte oder Temperatur erfassen.
Die komplette Sensoranordnung und -elektronik samt digitaler
Kommunikationseinheit ist auf einem einzigen Chip angewendet.
Das System dient als Prototyp für den Einsatz in der Gassensorik.
ETH: Prof. Henry Baltes, Prof. Andreas Hierlemann
Industrie: Sensirion AG, Zürich
Optische Pulsgeneratoren für die Telekommunikation
Im Projekt werden gepulste Laser mit Puls-Repetitionsraten im
Multi-Gigahertz-Bereich entwickelt für Anwendungen in Telekommunikationssystemen,
für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung
über weite Distanzen (long-haul) oder Multi-Kanalquellen
(auf mehreren Wellenlängen operierende Laserquellen)
für Fiber-to-the-Home-Systeme. Die Lasersysteme finden auch Anwendungen
in Bereich der optischen Taktgebung von schnellsten
integrierten Schaltungen, Präzisionsmessungen von Zeit und Frequenzstandards
(optische Frequenz-Metrologie) und high-speed
Test- und Messinstrumenten.
ETH: Prof. Ursula Keller
Industrie: GigaTera AG, Zürich
Gepulste Hochleistungslaser
Das Schneiden von sehr präzisen Strukturen im Mikro- oder Nanobereich,
etwa für die Elektronik, ist oft sehr aufwändig. Die bisher
verwendeten Laser haben entweder eine hohe Spitzenleistung
und eine tiefe Wiederholrate der Pulse oder umgekehrt. Ein neuartiger
kompakter Dioden-gepumpter Festkörperlaser kombiniert
nun hohe Spitzenleistung mit hoher Wiederholrate.
ETH: Prof. Ursula Keller
Industrie: Time-Bandwith Products AG, Zürich
Ultraschnelle Taktgeber für Mikroprozessoren
Computer sollen immer schneller werden. Damit dies möglich ist,
braucht es immer schnellere Taktgeber, welche die Mikroprozessoren
synchronisieren. Heute sind dies Quarzoszillatoren, deren
Frequenz bis auf einige Milliarden Pulse pro Sekunde vervielfacht
wird. Nun ist das Ziel, einen optischen Taktgeber zu entwickeln, der
50 bis 100 Milliarden Pulse pro Sekunden abgibt und nicht allzu
viel Platz einnimmt. Dies soll mittels passiv modengekoppelten
monolithischen integrierten VECSELs (vertical external cavity surface
emitting semiconductor laser) erreicht werden.
ETH: Prof. Ursula Keller
Industrie: Intel Corporation, Hillsboro (USA)
Superhelle Miniatur-Lichtquellen
Sei es in der Medizin für die Diagnose von Krankheiten oder in Präzisionskreiseln
für die Stabilisierung einer Flug- oder Fahrbahn, den so
genannten Gyroskopen: In beiden Anwendungsbereichen braucht
es superhelle Miniatur-Lichtquellen. Diese neuartigen Lichtquellen
sollen im Infrarot-Gebiet mit hoher Intensität strahlen. Dazu werden
Halbleiter-Kristalle als Material verwendet. Entwurf und Test werden
in Zusammenarbeit mit der Zürcher Industriefirma ausgeführt.
ETH: Prof. Georg Guekos
Industrie: EXALOS AG, Zürich
Synchroton Lichtquelle Schweiz
http://sls.web.psi.ch/
Pixel Detektor
Um den Aufbau der Materie besser zu verstehen, werden in Teilchenbeschleunigern
Elementarteilchen erforscht. Die so genannten
b-Mesonen entstehen aus Proton-Proton-Kollisionen und zerfallen,
nachdem sie sich einige Millimeter von ihrem Entstehungspunkt
entfernt haben. Der entwickelte Pixeldetektor kann die Lebensdauer
dieser Elementarteilchen mit hoher Präzision bestimmen.
ETH: Dr. Roland Horisberger
Industrie: HighTech MC, Lenzburg
Teilchenphysik
www.ipp.phys.ethz.ch/
Geiger-Mode Avalanche Photodiode
Viele Experimente in der Astro-Teilchen-Physik verlangen hohe Detektionseffizienz
von bestimmten Photonen. Verschiedene Projekte
zielen auf eine Verbesserung der Quanteneffizienz, eine breitere
spektrale Sensitivität sowie hohe Zählratenverträglichkeit ab. Ein interessanter
Ansatz sind Geiger-Mode-Avalanche Photodioden als Ersatz
für Photomultiplier. Weitere Anwendungen sind denkbar in der
Kernphysik und in der Nuklearmedizin, etwa für die Krebsforschung,
für Alzheimerstudien sowie für die Medikamentenentwicklung.
ETH: Dr. Eckart Lorenz
Industrie: HAMAMATSU, Hamamatsu City (Jp)
27

AKTUELLE ZUSAMMENARBEITEN
Bleiwolframat-Kalorimeter
Das elektromagnetische Kalorimeter, eine Schlüsselkomponente des
Hochenergie-Experimentes «Compact Muon Solenoid» (CMS), dient
zur präzisen Energiemessung und Identifikation der Elektronen und
Photonen am «Large Hadron Collider» (LHC). Geeignete Detektorenmaterialien
sind Szintillationskristalle und Photosensoren. Das CMS
wird am LHC (CERN) aufgebaut und stellt bezüglich Eventrate, Energiemessbereich
und Strahlung eine besondere Herausforderung
dar. Eine langjährige, erfolgreiche Entwicklung von strahlungsfesten
Kristallen ist die Grundlage des im Bau befindlichen Detektors.
ETH: Prof. Hans Hofer, Prof. Felicitas Pauss, Dr. Pierre Lecomte
Industrie: Institute of Ceramics, Shanghai (China), Plant of Technical
Products, Bogoroditsk (Rus)
Auslese-Elektronik für Kristallkalorimeter
Das elektromagnetische Kalorimeter des «Compact Muon Solenoid»
(CMS) besteht aus 75 848 Kristallen. Das Szintillationslicht von
Elektronen und Photonen in den Kristallen wird mit Photodetektoren
gemessen. Die Auslese-Elektronik muss die sehr schnellen Signale
von ungefähr 100 Nanosekunden über einen grossen dynamischen
Bereich präzise erfassen und in Echtzeit digitalisieren.
ETH: Dr. Werner Lustermann
Industrie: ASCOM Systec AG, Hombrechtikon
Supraleiter für grosse Magnetvolumina
Das starke magnetische Feld von 4 Tesla ist eine Schlüsselkomponente
des CMS-Hochenergie-Experimentes. Es ermöglicht die genaue
Bestimmung des Impulses der geladenen Teilchen aus den Strahlwechselwirkungen
des «Large Hadron Collider»-Beschleunigers LHC.
Die Entwicklung eines zuverlässigen Supraleiters in Zusammenarbeit
mit der Industrie war die Voraussetzung für den erfolgreichen
Bau des Magneten mit einem Volumen von 360 Kubikmetern.
ETH: Prof. Hans Hofer, Prof. Felicitas Pauss
Industrie: Outokumpu (Fi); Kabelwerke Brugg (CH); Nexans (CH);
Sumitomo (Jp); ALCAN (CH); Techmeta (F)
Supraleitender Magnet
Für das AMS-Experiment auf der Internationalen Raumstation (ISS)
wird ein supraleitender Magnet entwickelt, der einen dreijährigen
Betrieb mit superflüssigem Helium ermöglicht. Besondere Anforderungen
an den Magneten sind der Betrieb unter Weltraumbedingungen,
ohne Wartung oder zusätzliche Heliumfüllung.
ETH: Prof. Hans Hofer, Dr. Jürgen Ulbricht
Industrie: Space Cryomagnetics Ltd (GB), BIERI Engineering, Winterthur
(CH); Linde (D); WEKA, Bäretswil (CH); IKL (D)
Aktiver Pixel-Sensor
Für Anwendungen in der Hochenergiephysik und Medizin wird ein
neuartiger Pixeldetektor entwickelt. Dies geschieht in der Thin-
Film-Technology: Eine dünne Schicht Sensormaterial, amorphes Silizium
(a-Si:H) oder polykristallines Quecksilberjodid (HgJ2), wird auf
einen «Application Specific Integrated Circuit» (ASIC) aufgedampft.
Vorzüge dieses aktiven Pixel-Sensors sind niedrige Kosten, geringe
Leistungsaufnahme, hohe Ortsauflösung und Strahlungsfestigkeit.
ETH: Prof. Günther Dissertori, Prof. Gert Viertel
Industrie: Real-Time Radiography Ltd., Jerusalem (Isr)
Schneller Spurtrigger
Der schnelle Spurtrigger beim Hochenergieexperiment H1 dient
zur Echtzeitrekonstruktion von geladenen Elementarteilchen. Sie
entstehen in Elektron-Proton-Stössen bei hohen Energien und werden
in der zentralen Spurenkammer nachgewiesen. Damit lassen
sich kurzlebige Zustände in komplexen Ereignissen innerhalb einer
1/10 000 Sek. mit hoher Präzision nachweisen.
ETH: Dr. André Schöning
Industrie: Supercomputing Systems, Zürich
Weltraumtaugliche Elektronik
Um den diffusen Untergrund an niederenergetischen Photonen
und geladenen Teilchen in einer erdnahen Umlaufbahn zu bestimmen,
wurde der Prototype Synchrotron Radiation Detector gebaut.
Die gewonnenen Daten dienen einer Studie zum Bau eines Synchrotron-Strahlungsdetektors.
Dieser soll Elektronen und Positronen
der kosmischen Strahlung mit ultrahohen Energien messen.
ETH: Prof. Gert Viertel
Industrie: ISATEC (D); Elfab AG, Mellingen; Contraves AG, Zürich
Hundert-Kilotonnen-Flüssig-Argon-Detektor
Für ein künftiges Neutrino-Astrophysik-Observatorium wird ein
neuer Detektor entwickelt. Dieser dient dem Nachweis von Neutrinos,
von neuen, hochintensiven Neutrinostrahlen, so genannten
«neutrino factories», und einer hochempfindlichen Suche nach
Proton- und Neutronzerfällen. Gesucht wird eine Möglichkeit, einen
Kryostaten für 100 000 Tonnen flüssiges Argon als eine Einheit
und als Driftkammer zu bauen.
ETH: Prof. André Rubbia
Industrie: Technodyne Intern. Ltd (GB)
ICARUS-Auslese-Elektronik
Der ICARUS-Detektor wird im Gran-Sasso-Untergrundlabor in Italien
aufgebaut, um die Eigenschaften der sehr schwach mit Materie
wechselwirkenden Neutrinos zu studieren. Der Detektor besteht
im Endausbau aus einigen tausend Tonnen flüssigen Argons, das
mit Drahtkammern ausgelesen wird. Pro tausend Tonnen gibt es
etwa 100 000 Drähte. Um diese grosse Anzahl von Drähten auszulesen,
wurde eine spezielle Elektronik entwickelt.
ETH: Prof. André Rubbia
Industrie: CAEN Viareggio (It)
Flüssig-Argon-Driftkammer im Magnetfeld
Als Weiterentwicklung der Driftkammer-Technik in flüssigem Argon
wird das Driftverhalten der Elektronen im flüssigen Argon in
einem Magnetfeld untersucht. Mit einem solchen Detektor kann
durch die magnetische Krümmung der Impuls und das Vorzeichen
der elektrischen Ladung eines Teilchens bestimmt werden. Dies
ist erforderlich bei zukünftigen Experimenten an hochintensiven
Neutrinostrahlen von so genannten «neutrino factories».
ETH: Prof. André Rubbia
Industrie: Prophysik AG, Ruggell
Kommerzielle Datierungsanlagen
Forschungsarbeiten am PSI/ETH-Labor für Ionenstrahlphysik haben
gezeigt, dass es im Prinzip möglich ist, kompakte 14C-Datierungsanlagen
zu bauen. Aufgrund dieser Ergebnisse wurde eine
Entwicklungszusammenarbeit mit der Industrie gegründet. Ziel
dieser Zusammenarbeit war der Aufbau eines Prototyps einer solchen
kompakten Beschleuniger-Massenspektrometrie-Anlage. Mit
dieser Anlage konnte gezeigt werden, dass die Spezifikationen für
14C-Datierungsmessungen erfüllt werden können. Basierend auf
diesen Resultaten und unter Verwendung des ETH/PSI-Konzeptes,
hat NEC ein kommerzielles Produkt entwickelt. Zurzeit sind mehrere
Anlagen dieses Typs in Betrieb oder im Aufbau.
ETH: Prof. Martin Suter, Dr. Hans-Arno Synal
Industrie: National Electrostatic Corp. (NEC), Middleton WI (USA)
28

Impressum:
Herausgeber:
Redaktionskommission:
Redaktion & Gestaltung:
Fotos:
Bildnachweis:
Druck:
Auflage:
Departement Physik, ETH Zürich
Prof. Bertram Batlogg, Prof. Ursula Keller
Prof. Gert Viertel
Dr. Felix Würsten, Zürich
Britta Appert (Titelseite)
Heidi Hostettler
Titelseite; S. 17, unten: Philip Morris Stiftung
S. 24, oben: NASA / AMS Kollaboration;
S. 24, unten: MAGIC Kollaboration
rva Druck und Medien AG, Altstätten SG
4000 Ex.
© April 2005, ETH Zürich