Hier in Villigen arbeiten rund 2500 Menschen. Wie lautet der Auftrag?

Christian Rüegg: Man kann sich das PSI als Kombination von Hightech-Unternehmen und Universität vorstellen. Die eine Hälfte der Belegschaft – vorwiegend Ingenieurinnen und Techniker – baut und wartet unsere fünf Grossforschungsanlagen. Die andere Hälfte der Mitarbeitenden – mehrheitlich Physikerinnen, Chemiker, Biologinnen und Umweltwissenschaftler – betreibt an den Anlagen Grundlagenforschung und transferiert diese in die Industrie. Das PSI ist weltweit der einzige Ort, wo sich Hochenergie-Quellen für Protonen, Neutronen, Myonen, Elektronen und Photonen in Fussdistanz befinden.

Im Kern handelt es sich bei allen fünf Anlagen um gigantische Labors. Sie erlauben die Durchführung von Experimenten und erzeugen Messresultate. Was zeigen uns die Daten?

Nehmen wir die Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS, die wir eben für über 100 Millionen Franken auf den neuesten technischen Stand gebracht haben. Sie erzeugt sehr intensive Röntgenstrahlen, mit denen sich die Struktur von Materialien untersuchen lässt, zum Beispiel von Proteinen, den Bausteinen des Lebens. Wir können an der SLS aber auch Werkstoffe oder chemische Prozesse auf atomarer Ebene untersuchen.

Auf welchen Gebieten liegen die Forschungsschwerpunkte des PSI? 

Besonders aktiv sind wir in den Bereichen Gesundheit – wir nennen es Health Innovation –, Energie und Klima. Ausserdem befassen wir uns grundlagenwissenschaftlich mit Zukunftstechnologien auf der Nano- und Quantenskala.

Die meisten Menschen bringen den Namen PSI mit der Nukleartechnik in Verbindung. Zu Recht?

Wir sind das Kompetenzzentrum des Bundes für Nukleartechnologie und -sicherheit. Mehr als 200 Fachleute liefern Knowhow, das es der Schweiz erlaubt, die bestehenden Kraftwerke sicher weiterzubetreiben – oder allenfalls zusammen mit der Industrie neue zu bauen.

Bei Ihrem Amtsantritt vor fünf Jahren sprachen Sie davon, dass das PSI eine wichtige Rolle beim Umbau der Schweizer Energieversorgung spielen könne. Was meinten Sie damit?

Die Energiestrategie des Bundes sieht vor, dass die Schweiz bis 2050 «netto null» erreicht, also kein zusätzliches CO2 mehr in die Atmosphäre emittiert. Das grösste Hindernis auf dem Weg dahin ist die so genannte Winterlücke: Der Strombedarf ist ausgerechnet dann am höchsten, wenn Wind- und Sonnenkraftwerke witterungsbedingt nur Bruchteile der potenziell möglichen Leistung erbringen. Um die Lücke zu überbrücken, brauchen wir saisonale Speicher. Das PSI will beim Aufbau dieser Infrastrukturen eine Schrittmacherfunktion einnehmen.

Auf welche Technologien setzen Sie?

Der Sammelbegriff lautet Power-to-X-Technologien; gemeint ist die Umwandlung von elektrischem Strom in Gase oder Flüssigkeiten, die sich als Treib- und Brennstoffe nutzen lassen. Die Herausforderung besteht darin, dass alle gängigen Power-to-X-Verfahren einen sehr tiefen Wirkungsgrad haben. Am PSI haben wir die Möglichkeit, auf diesem Gebiet Fortschritte zu erzielen. Wir verfügen über eine Messinfrastruktur, mit der sich die synthetischen und katalytischen Umwandlungsprozesse in Echtzeit analysieren lassen. Und wir haben das ingenieurwissenschaftliche Knowhow, das es uns erlaubt, Pilotanlagen jenseits des Labormassstabes zu realisieren. Wir können hier demonstrieren, wie die ersten Schritte in Richtung industrieller Produktion aussehen könnten.

Das PSI ist eine Forschungsanstalt des ETH-Bereichs. Es ist gesetzlich verpflichtet, wissenschaftliche und technische Dienstleistungen für Dritte zu erbringen. Wir kommen Sie diesem Auftrag nach?

Wir empfangen jedes Jahr weit über 3000 Gastforschende aus dem akademischen Bereich und der Industrie. Von den rund 1000 Experimenten, die an der SLS jedes Jahr durchgeführt werden, gehen ungefähr zehn Prozent auf das Konto von Unternehmen. Das ist verglichen mit anderen europäischen Anlagen ein hoher Anteil.

Aus welchen Branchen stammen die Kunden?

Eine grosse Nachfrage besteht in der Pharmaindustrie. Roche – so sagt man – setzt bei neuen Medikamenten oft auf Proteinanalysen an der SLS. Ebenfalls ein grosses Kundensegment stellt die fertigende Industrie. 

Konzerne wie Roche oder ABB betreiben grosse F+E-Abteilungen. Sie verfügen über Fachleute, die komplexe Experimente aufsetzen und auswerten können. Die Leitung eines 30-köpfigen Betriebes dürfte sich schwer tun mit Ihren Anlagen. 

Unsere Forscherinnen und Forscher sind zwar sehr zugänglich, aber sie sind keine Innovations-Coaches. Deshalb gründete das PSI 2019 zusammen mit der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW, dem Swiss Nanoscience Institute SNI und dem Standortkanton Aargau ein hier auf dem Campus domizilierte Technologietransferzentrum. ANAXAM bietet Schweizer KMU einen niederschwelligen Zugang zu unseren Grossanlagen.

Wie nutzen Ihre KMU-Kunden die Messresultate aus dem PSI?

Ich nenne zwei Firmen aus dem Aargau: Der Wohlener Automobilzulieferer Springfix optimierte basierend auf Experimenten mit Neusilber seine Produktionsprozesse. Und Huba Control aus Würenlos kam zu uns, um die Orientierung und Dichte von Fasern in Kunststoffbauteilen zu charakterisieren. Später waren sie in der Lage, die Robustheit ihrer Sensoren zu steigern.

Im April 2024 feierten Sie in Anwesenheit von Wirtschaftsminister Guy Parmelin die Eröffnung des Switzerland Innovation Park Innovaare. Was verbirgt sich hinter dem sperrigen Namen?

Switzerland Innovation ist eine nationale Initiative mit dezentralen Akteuren. Die Parks fördern Forschungs- und Entwicklungskooperationen zwischen Unternehmen und Hochschulen. Mit dem Park Innovaare beherbergt der Kanton Aargau einen von sechs Hauptstandorten, was mich nicht nur als Direktor des PSI, sondern auch als Aargauer freut.

Das Gebäude bietet direkt neben dem PSI-Campus 23 000 Quadratmeter Labor- und Bürofläche; ausserdem einen Reinraum. Wird die Infrastruktur genutzt?

Sehr gut sogar. Es gibt noch etwas leere Fläche. Aber ich darf sagen, dass der Park Innovaare ein Erfolgsmodell ist. Ein Beispiel: Die Schweiz gehört zu den Gründungsmitgliedern der European Space Agency ESA, wurde aber bei der Wahl der Standorte immer übergangen. Jetzt ist die ESA neu in der Schweiz im Park Innovaare. Sie entwickeltaund testet an den PSI-Anlagen elektronische Bauteile für Satelliten und Raketen. Ich bin überzeugt, dass sich daraus grosse Chancen für die Schweizer Industrie ergeben.

Die letzte Frage geht an den Physiker Christian Rüegg und betrifft den Nobelpreis für Physik, der an drei Quantenphysiker ging. Können Sie uns erklären, weshalb die richtigen Forscher geehrt wurden?

John Clark, Michel Devoret und John M. Martinis legten die quantenmechanischen Grundlagen für Technologien, die heute breit genutzt werden; in Smartphone-Chips oder Magnetresonanztomographen zum Beispiel, aber auch in Sensoren, die wir hier am PSI entwickeln und einsetzen.