NFS Precision

Heiminstitutionen: ETH Zürich, Universität Zürich

Präzisionsmessungen sind ein zentraler Bestandteil der exakten Wissenschaften. Sie spielen eine Schlüsselrolle in Forschung, Innovation und technologischer Entwicklung sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie. Seit der grundlegenden Revision des internationalen Einheitensystems (SI) im Jahr 2019 und dem Einsatz neuer Technologien wie optischer Frequenzstandards und Frequenzkämmen erlebt die Messtechnik eine regelrechte Revolution. Dies eröffnet neue Möglichkeiten in Fachgebieten wie Physik, Kosmologie, Navigation, Geologie und Sensorik.

Der Nationale Forschungsschwerpunkt «Precision – Erforschung neuer Physik mit Präzisionsmessungen» will ein umfassendes Forschungsprogramm zu Präzisionsmessungen aufbauen, das auf die physikalischen Grössen Zeit und Frequenz fokussiert. Ziel ist es, die Genauigkeit und Empfindlichkeit von Messungen auf ein neues Niveau zu heben und damit auch bislang unbekannte physikalische Phänomene jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik zu erforschen. Die wichtigste strukturelle Massnahme ist die Festlegung und Verbreitung von optischen Frequenzstandards in der Schweiz.

Der NFS Precision basiert auf vier Säulen:

• Grundlagenphysik: Präzise Messungen an einfachen Atomen und Molekülen – auch mit Antimaterie – sollen helfen, physikalische Theorien zu testen und neue Phänomene zu entdecken.

• Quanten-Zustandskontrolle: Durch gezielte Manipulation von Teilchensystemen sollen Messungen noch empfindlicher und präziser werden.

• Photonik-Technologien: Neue optische Komponenten wie extrem schmalbandige Laser und Frequenzkämme sollen die Präzision und Anwendbarkeit von Messsystemen erweitern.

• Präzisionssensorik: Atomare und Festkörper-Systeme werden als hochauflösende Sensoren genutzt, etwa zur Messung kleinster elektrischer und magnetischer Felder oder zur Navigation und Gravimetrie (Messung der Gravitation).

Die 32 Forschungsgruppen aus verschiedenen Institutionen bündeln international anerkanntes Fachwissen in Spektroskopie, Atom- und Molekülphysik, Optik und Sensorik.

Die Schweiz ist international exzellent positioniert im Bereich Präzisionsmesstechnik. Um diese Position zu halten und weiter auszubauen, braucht es langfristige, interdisziplinäre Forschung. Der NFS Precision schafft dafür die Grundlage, um sowohl unser Verständnis der Naturgesetze zu vertiefen als auch um neue Impulse für die Schweizer Hightech-Wirtschaft zu geben.