ERC Advanced Grants: Projekte aus Informatik, Medizin und Physik erfolgreich

EU-Förderung für wegweisende Projekte

GERDA-Detektor in Gran Sasso
Mit einer Weiterentwicklung des GERDA-Detektors (im Bild) soll der neutrinolose Doppelbetazerfall nachgewiesen werden. Prof. Schönert entwickelt mithilfe seines ERC-Grants neue Detektoren hierfür. (Bild: GERDA)

Forschung

Testmethoden für die Computer der Zukunft, neue Einblicke in die Entstehung des Herzens, die Eigenschaften von Quantenmaterialien und eine noch nie nachgewiesene Form des Zerfalls von Atomkernen: Mit diesen Themen beschäftigen sich vier Projekte an der Technischen Universität München (TUM), die künftig mit hochdotierten Advanced Grants des Europäischen Forschungsrats (ERC) gefördert werden.

Jedes Jahr vergibt der Forschungsrat Grants in verschiedenen Kategorien. Die Advanced Grants sind exzellenten etablierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern vorbehalten, die in den letzten zehn Jahren Spitzenleistungen vorzuweisen haben. Sie sind mit bis zu 2,5 Millionen Euro dotiert.

Zusätzlich zu den vier Advanced Grants werden zwei Projekte aus der TUM mit sogenannten Proof of Concept Grants gefördert. Diese werden an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vergeben, die prüfen wollen, ob aus ihren ERC-Forschungsprojekten marktfähige Innovationen entstehen können. Als unternehmerische Universität legt die TUM auf diesen Aspekt der Forschung großen Wert und fördert gezielt Firmengründungen durch Forschende und Studierende.

In der Bewerbungsrunde, die mit der Vergabe der Advanced Grants endet, konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TUM zuvor bereits fünf Consolidator Grants und sechs Starting Grants des ERC einwerben. Durch die Neuzugänge steigt die Zahl der ERC Grants, die Forscherinnen und Forscher der TUM einwerben konnten auf 90.

Prof. Dr. Javier Esparza (Informatik)

Viele Computersysteme der Zukunft werden nach dem Prinzip von Ameisenvölkern funktionieren: Eine große Zahl kleiner, identischer und vergleichsweise einfacher Bestandteile erledigt eine Aufgabe gemeinsam. Sicherzustellen, dass diese Systeme korrekt arbeiten, stellt eine große Herausforderung dar. Heutige Prüfalgorithmen scheitern an dieser Aufgabe, sobald die Zahl der Teile bestimmte Werte übersteigt. Prof. Javier Esparza will dieses Problem mit seinem Projekt „Parameterized Verification and Synthesis“ (PaVEs) lösen. Mithilfe neuer Methoden wollen er und sein Team Algorithmen entwickeln, die mit jeder Anzahl an Bestandteilen umgehen können.

Javier Esparza ist Professor für Grundlagen der Softwarezuverlässigkeit und Theoretische Informatik.

Prof. Dr. Alessandra Moretti (Medizin)

Das Herz ist das erste Organ, das sich im Körper bildet. Über die zellulären und molekularen Mechnanismen seiner Entwicklung im Menschen bestehen viele offene Fragen. Prof. Alessandra Moretti will einige von ihnen im Projekt „Deep BIOmodeling of human CARDIOgenesis“ (BIOCARD) beantworten. Mithilfe von pluripotenten Stammzellen soll ein „Atlas“ der Entwicklung des humanen Herzmuskels entstehen. Es wird erforscht, welche Zwischenstufen der Zellentwicklung auf dem Weg von kardialen Vorläuferzellen zum fertigen Herz an welcher Stelle auftreten und welche molekularen Prozesse dabei beteiligt sind. Diese Erkenntnisse will Prof. Moretti nutzen, um menschliche Herz-Organoide zu züchten. Mit diesen „Mini-Herzen“, deren Herstellung bislang in keinem Labor gelungen ist, könnten in Zukunft Herzerkrankungen erforscht, neue Medikamente getestet und Therapien für Zellersatz entwickelt werden.

Alessandra Moretti ist Professorin für Regenerative Medizin kardiovaskulärer Erkrankungen. Für ihre Forschung wurde sie unter anderem mit dem Innovationspreis der Deutschen Hochschulmedizin ausgezeichnet.

Prof. Dr. Christian Pfleiderer (Physik)

Unter extremen Bedingungen wie etwa Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt, hohen Magnetfeldern und hohen Drücken verändern Quanteneffekte die Eigenschaften von Materialien radikal. Derzeit wird intensiv erforscht, wie sich diese Veränderungen vorhersagen und nutzen lassen. Dabei treten ungeahnte Probleme auf: Die Ergebnisse vieler Experimente stellen grundlegende Konzepte der Festkörperphysik in Frage. Im Projekt „Extreme Quantum Matter in Solids“ (ExQuiSid) will Prof. Christian Pfleiderer die Eigenschaften von solchen Quantenmaterialien experimentell untersuchen und die Ursache der Abweichungen vom gegenwärtigen theoretischen Verständnis aufklären. Pfleiderer und sein Team haben dafür eine Reihe neuer Untersuchungsmethoden implementiert, darunter spezielle Labormessverfahren und eine neue Form der Neutronenspektroskopie, die auch in starken Magnetfeldern eine besonders hohe Auflösung ermöglichen.

Christian Pfleiderer ist Inhaber des Lehrstuhls für Topologie korrelierter Systeme. Seine Arbeiten zu topologischen Materialien wurden 2012 mit einem Advanced Grant des ERC gefördert.

Prof. Dr. Stefan Schönert (Physik)

Eines der großen ungelösten Rätsel der Physik ist, warum es in unserem Universum mehr Materie als Antimaterie gibt. Eine Lösung wäre, dass Teilchen existieren, die identisch mit ihren Antiteilchen sind. Neutrinos sind die einzigen bekannten Elementarteilchen, die diese Eigenschaft besitzen könnten. Überprüfen ließe sich das nach heutigem Wissenstand nur durch den Nachweis des neutrinolosen Doppelbetazerfalls, eines sehr seltenen Zerfalls von bestimmten Atomkernen. Aufbauend auf früheren Experimenten will Prof. Stefan Schönert mit seinem ERC-geförderten Projekt „GemX“ die Vorarbeit für das neue Großexperiment LEGEND zum Nachweis dieses Zerfalls leisten. Hierfür wollen er und sein Team hochreine, im Germanium-Isotop Ge-76 angereicherte Detektoren entwickeln. Langfristig soll bis zu einer Tonne dieser neuartigen Detektoren in einem unterirdischen Labor betrieben werden, abgeschirmt von kosmischer Strahlung und natürlicher Radioaktivität.

Stefan Schönert ist Professor für Experimentelle Astroteilchenphysik an der TUM, Co-Sprecher des Sonderforschungsbereichs SFB1258 und Sprecher von LEGEND. Schönert ist zudem Mitglied des Exzellenzclusters Universe.

Prof. Dr. Hendrik Dietz (Physik)

Jede chemische Reaktion läuft mit einer bestimmten Geschwindigkeit ab. Das Tempo zu kennen, mit dem Moleküle sich verbinden oder Bindungen lösen, ist beispielsweise für die Entwicklung von Medikamenten entscheidend. Prof. Hendrik Dietz will ein Verfahren entwickeln, mit dem sich diese kinetischen Eigenschaften von molekularen Reaktionen vergleichsweise preiswert, unkompliziert und dennoch zuverlässig messen lassen. Wie der Name des mit einem Proof of Concept Grant geförderten Projekts „Nanodevice“ verrät, entwickelt Prof. Dietz kein technisches Gerät im klassischen Sinne. Sein Spezialgebiet ist sogenanntes DNA-Origami, bei dem aus DNA-Molekülen winzige Maschinen geformt werden. Das neu entwickelte Molekül soll durch Fluoreszenz Informationen über die kinetischen Eigenschaften des Zielmoleküls liefern.

Hendrik Dietz
ist Professor für Experimentelle Biophysik und Träger des Leibniz-Preises der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Seine Arbeiten zu DNA-Origami wurden bereits mit einem Starting und einem Consolidator Grant des ERC gefördert.

Prof. Dr. Kilian Eyerich (Medizin)

Die Hautkrankheiten Schuppenflechte und Neurodermitis diagnostisch voneinander zu unterscheiden kann schwierig sein, da beide sehr ähnliche Symptome zeigen. Prof. Kilian Eyerich hat mit seinem Team in den letzten Jahren zwei Proteine als Erkennungsmarker etabliert, die eine verlässliche Diagnose ermöglichen. So können Patienten die wirkungsvollste Therapie erhalten. Mit dem Proof of Concept-Grant-geförderten Projekt „peLabDisk“ wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler darauf aufbauend ein tragbares, schnelles, automatisiertes und leicht zu bedienendes Nachweissystem entwickeln. Es soll als Werkzeug für die Standarddiagnose im Klinikalltag dienen und ein „lab-on-a-chip“ sein. In eine Scheibe aus Kunststoff mit Aussparungen werden die benötigten Komponenten gegeben. Durch Mikrofluidik-Technik werden sie dann automatisch in richtiger Menge gemischt, weiterverarbeitet und automatisch ausgewertet.

Kilian Eyerich hat seit 2014 eine Heisenberg-Professur für Experimentelle Dermato-Immunologie an der TUM inne. 2015 konnte er bereits einen ERC Starting Grant einwerben.

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