NFS Muoniverse

Heiminstitutionen: PSI, Universität Zürich

Die Myonenforschung untersucht und nutzt die besonderen Eigenschaften von Myonen, den «schweren Geschwistern» der Elektronen. Myonen sind Elementarteilchen mit einem empfindlichen magnetischen Moment, die innerhalb von Mikrosekunden zerfallen. Diese Eigenschaften machen Myonen zu wertvollen Sonden in der Teilchenphysik – wo sie Präzisionstests des Standardmodells und detaillierte Untersuchungen der Kernstruktur ermöglichen – und verleihen ihnen zugleich eine zentrale Rolle bei der Erforschung neuartiger Quantenmaterialien wie Supraleiter und exotische Magnete.

In der angewandten Forschung werden die Myonen in verschiedenen Disziplinen eingesetzt, von der Umweltforschung über die Energieforschung bis zur Archäologie. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Objekte aller Art zu durchleuchten und dadurch zerstörungsfreie Einblicke in deren Inneres zu ermöglichen, werden sie unter anderem für die Untersuchung grosser Bauwerke oder zur tiefenaufgelösten Elementanalyse von Materialien genutzt.

Der Nationale Forschungsschwerpunkt «Muoniverse: Myonen für Wissenschaft und Gesellschaft – von der Grundlagenforschung zur Anwendung» bringt erstmals Forschende aus Natur-, Ingenieur- und Kulturwissenschaften zusammen, um bislang getrennte Fachbereiche zu vernetzen. Ziel ist es, Myonenstrahltechnologie mit Teilchen- und Materialforschung zu verbinden, um neue Anwendungsmöglichkeiten zu entwickeln. Diese sollen Forschenden tiefere Einblicke in Quantenmaterialien ermöglichen oder zur Untersuchung archäologischer Fundstücke beitragen.

Die Schweiz spielt bereits heute eine führende Rolle in der Myonenforschung, insbesondere durch die weltweit renommierte Myonenstrahlanlage am Paul Scherrer Institut (PSI). Diese Infrastruktur wird zwischen 2025 und 2028 umfassend ausgebaut. Der NFS Muoniverse ergänzt und nutzt diese Anlage durch ein interdisziplinäres Netzwerk aus 30 Forschungsgruppen an Schweizer Hochschulen, Forschungsinstitutionen, Museen und dem CERN. Zudem sollen bestehende internationale Kooperationen gestärkt werden.

Während der NFS Muoniverse bestehende Aktivitäten weiterführen und stärken wird, soll die Nutzung von Myonen in der Schweiz deutlich ausgeweitet werden durch neue Technologien, verbesserte Methoden und innovative Anwendungen in Bereichen wie erneuerbare Energien, Umweltüberwachung und kulturelles Erbe.