Internationale Forschungsorganisationen

Die weltweit führenden Zentren der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung sind wesentlicher Bestandteil der deutschen Forschung. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA, Paris), die Europäische Organisation für Kernforschung (CERN, Genf), die Europäische Organisation für Astronomische Forschung in der Südlichen Hemisphäre (ESO, München), die Europäische Konferenz für Molekularbiologie (EMBC, Heidelberg) bzw. die Europäische Organisation für Molekularbiologie (EMBO), das Europäische Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL, Heidelberg), die Europäische Synchrotron-Strahlungsanlage (ESRF, Grenoble) und das Institut Max von Laue – Paul Langevin (ILL, Grenoble) werden von deutschen Forschenden intensiv genutzt.

Die deutsche Grundlagenforschung ist international aufgestellt (siehe auch III 1.7 Naturwissenschaftliche Grundlagenforschung). Die nationalen und europäischen Großgeräte sind ein wesentlicher Bestandteil der deutschen Forschungslandschaft. Sie bilden die Infrastruktur für zentrale Forschungsfragen und setzen internationale Maßstäbe. Ihre experimentelle Leistungsfähigkeit schafft einzigartige Möglichkeiten für die Forschung.

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA – engl. European Space Agency) ist Europas Tor zum Weltraum. Ihren Hauptsitz hat sie in Paris mit weiteren wissenschaftlich-technischen Niederlassungen in Noordwijk (Niederlande), Darmstadt, Köln, Frascati (Italien), Harwell (UK), Villafranca (Spanien) und der Raketenstartbasis Kourou in Französisch-Guayana. Aufgabe der ESA ist es, das gemeinsame europäische Weltraumprogramm zu konzipieren und umzusetzen. Die Zielsetzung ihrer Projekte ist dementsprechend vielfältig – von der Erforschung der Erde, ihres unmittelbaren Umfelds, des Sonnensystems und des Universums über die Entwicklung satellitengestützter Technologien und Dienstleistungen bis hin zur Förderung der europäischen Raumfahrtindustrie. Darüber hinaus arbeitet die ESA auch intensiv mit außereuropäischen Weltraumorganisationen im Rahmen internationaler Kooperationen zusammen.

Die European Organization for Nuclear Research (CERN) ist die weltweit größte Forschungseinrichtung auf dem Gebiet der Teilchenphysik. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt erwarten von den Forschungsmöglichkeiten einen noch besseren Einblick in die Entstehung und Zusammensetzung der Materie und der Kräfte, die sie zusammenhalten.

Das European Southern Observatory (ESO) baut und betreibt auf der südlichen Halbkugel gelegene astronomische Observatorien. Es organisiert das europäische Zusammenwirken und fördert die internationale Zusammenarbeit der astronomischen Forschung. ESO nutzt drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile. In La Silla dienen mehrere mittelgroße Teleskope den Astronomen. Auf dem Paranal steht das weltweit leistungsfähigste optische Very Large Teleskop (VLT), das aus vier identischen Teleskopen mit jeweils 8,2 Metern Spiegeldurchmesser besteht. Auf dem benachbarten Gipfel des Cerro Armazones wird derzeit das größte optische Teleskop mit 39 Metern Spiegeldurchmesser, das E-ELT (European Extremely Large Telescope), gebaut. Es wird der Astronomie Forschungsmöglichkeiten auf neuen Gebieten erschließen. Auf dem Plateau Chajnantor wird auf 5.000 Meter Höhe ein flexibles Netzwerk von 66 Radioteleskopen, das Atacama Large Millimeter Array (ALMA), in Kooperation mit den USA, Kanada, Japan und Taiwan betrieben.

Die European Molecular Biology Conference (EMBC) mit Sitz in Heidelberg hat das Ziel, die molekularbiologische Forschung zum Wohl der Menschheit voranzutreiben und weiterzuentwickeln. Sie ist eine internationale Organisation, die den Rahmen für Kooperationen in der Molekularbiologie schafft und durch internationale Konferenzen, Kurse und Workshops den wissenschaftlichen Austausch zwischen den Disziplinen fördert. Die EMBC ist eine wichtige Säule für die Ausbildung und umfassende Förderung europäischer Talente zu den modernsten Herangehensweisen in der Molekularbiologie. Mit der Umsetzung des Rahmenprogramms wurde die European Molecular Biology Organization (EMBO) beauftragt. Die EMBO hat als Vereinigung der europäischen Spitzenforscher etwa 1.500 Mitglieder, die auf Grundlage wissenschaftlicher Exzellenz in die EMBO aufgenommen werden.

Das European Molecular Biology Laboratory (EMBL) mit Sitz in Heidelberg ist eine der besten biomedizinischen Forschungseinrichtungen weltweit und rangiert kontinuierlich unter den ersten fünf Rängen. Als Impulsgeber hat das EMBL in vielen Bereichen Maßstäbe gesetzt und steht für innovative, unkonventionelle Ideen und Forschungsansätze. Das EMBL ist eine internationale Institution mit Völkerrechtsstatus, die zurzeit von 20 Mitgliedstaaten getragen wird. Deutschland trägt mit etwa 20 Mio. Euro ein Fünftel des EMBL-Haushalts und ist damit der Hauptzuwendungsgeber. Neben dem Hauptsitz in Heidelberg hat das EMBL vier Außenstellen, Hamburg, Hinxton (Großbritannien), Grenoble (Frankreich), Monterotondo (Italien), die unterschiedliches Spezialwissen beisteuern. Das EMBL prägte und prägt die biomedizinische Forschungslandschaft in Deutschland und Europa. Eine Reihe von Führungskräften namhafter Forschungseinrichtungen haben entscheidende Karriereschritte am EMBL vorzuweisen.

Die European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) betreibt eine hochleistungsfähige Synchrotron-Strahlungsanlage für Forschungszwecke. Die 620 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter entwickeln und bauen neuartige Messplätze und führen die Experimente und Messungen gemeinsam mit den 4.000 Gastwissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern durch und unterstützen sie bei der Auswertung der Ergebnisse. Die Synchrotron-Strahlungsquelle ist ein „Supermikroskop", das mit Licht von extrem hoher Intensität und Genauigkeit Strukturen in der Festkörperphysik, der Molekularbiologie, der Materialwissenschaft, der Chemie, für Diagnose und Therapie in der Medizin sowie für spezielle Experimente in der Radiobiologie, der Grundlagenphysik und der physikalischen Chemie analysieren kann. Mit dieser Synchrotron-Strahlungsquelle kann Materie auf der Größenskala von Atomen und Molekülen untersucht werden.

Das Institut Max von Laue – Paul Langevin (ILL) verfügt über einen Hochflussreaktor (HFR) für Neutronenforschung für friedliche Zwecke. 490 ILL-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler sowie Technikerinnen und Techniker unterstützen den Bau neuartiger Messeinrichtungen und die wissenschaftlich-technische Arbeit der 1.500 auswärtigen Gastforscherinnen und -forscher aus 40 Ländern der Welt und begleiten die Auswertung ihrer Experimente und Messungen. Die dort erzeugten Neutronen dienen der zerstörungsfreien Untersuchung der Struktur und Dynamik von fester, gasförmiger oder flüssiger Materie in den Bereichen Materialwissenschaft, Biologie, Chemie, Medizin und Teilchenphysik. Da das Neutron die einzige Sonde ist, mit der sowohl die Atomkerne als auch die magnetischen Eigenschaften der Elektronen „gesehen" werden können, eignen sich diese besonders gut für die Untersuchung der Mechanismen in komplexen Molekülen, der Elastizität von Polymeren und der Eigenschaften von grenzflächenaktiven Stoffen und Lösungsmitteln sowie der Struktur und Dynamik von biologischen Membranen.

Folgende internationale Forschungsinfrastrukturen mit deutscher Federführung oder Beteiligung entstehen derzeit:

  • Der in Hamburg gebaute europäische Röntgenlaser European (XFEL) wird ab 2017 am Ende eines 3,4 Kilometer langen Beschleunigertunnels (der in Schenefeld liegt) ultrakurze Laserlichtblitze im Röntgenbereich erzeugen – 27.000-mal in der Sekunde und mit einer Leuchtstärke, die milliardenfach höher ist als die der besten Röntgenstrahlungsquellen herkömmlicher Art. Diese weltweit einzigartigen Eigenschaften des XFEL ermöglichen es, Moleküle bei chemischen Reaktionen zu filmen und Innovationen in der Medizin und den Materialwissenschaften durch verbessertes Verständnis der Struktur der Materie zu befördern. In der XFEL GmbH haben sich 13 Staaten zusammengeschlossen, um in internationaler Gemeinschaft den Röntgenlaser zu bauen und für eine weltweite Nutzerschaft zu betreiben.
  • Die Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR), die in Darmstadt gebaut wird, ist ein einzigartiger Ringbeschleuniger mit 1.100 Metern Umfang, an den sich Speicherringe und Experimentierstationen zur Forschung mit Antiprotonen und Ionen anschließen. Hier werden neue Erkenntnisse zur Struktur unseres Universums gewonnen und Fragen beantwortet, wie: Warum gibt es nur Materie und keine Antimaterie, welche Bedingungen herrschen im Innern von Neutronensternen etc. Der diagnostische und therapeutische Einsatz von Ionenstrahlen in der Krebstherapie wird ebenfalls weiterentwickelt. In Kooperation einer internationalen Länder- und Forschergemeinschaft gebaut, wird FAIR rund 3.000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus 50 Ländern einzigartige Forschungsmöglichkeiten bieten und damit zu einem Meilenstein in der internationalen Forschungszusammenarbeit werden. Die weltweite Anziehungskraft für Forscherinnen und Forscher aus dem Ausland wird den Wissenschaftsstandort Deutschland nachhaltig stärken und die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses in Deutschland in internationalen Netzwerken voranbringen.
  • Die Europäische Spallationsneutronenquelle (ESS) in Lund (Schweden) stellt die weltweit modernste Neutronenquelle dar. Aufgrund der besonderen Eigenschaften des Neutrons (elektrische Neutralität, hohe Durchdringungsfähigkeit von Materie) können neue Eigenschaften von harten und weichen Materialien erforscht werden. Die ESS wird von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Physik, Materialforschung, Biologie und Medizin für Grundlagenforschung wie für angewandte Forschung eingesetzt werden können. ESS wurde Ende August 2015 in der Rechtsform eines European Research Infrastructure Consortium (ERIC) gegründet. Am Bau und Betrieb der ESS, der ersten großen europäischen Forschungsinfrastruktur, die in Skandinavien gebaut wird, beteiligen sich 17 europäische Staaten. In der ESS sollen einer weltweiten Nutzergemeinschaft zunächst 16 Instrumente für ganz unterschiedliche Experimente zur Verfügung gestellt werden.
  • Mit dem Cherenkov Telescope Array (CTA) soll ein Observatorium für bodengebundene Hochenergie-Astronomie und Astroteilchenphysik zur Untersuchung kosmischer Gammastrahlungsquellen errichtet werden. Das Array soll aus insgesamt etwa 100 fotosensorischen Teleskopen mit Reflektordurchmessern von 6, 12 und 24 Metern bestehen. Das CTA ermöglicht die Untersuchung einer Vielzahl fundamentaler Fragen wie die Struktur des Zentrums der Milchstraße, zum Ursprung der kosmischen Höhenstrahlung oder zur Entstehung der Sterne. Am CTA-Konsortium sind rund 1.200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus über 170 Instituten in 29 Staaten und 5 Kontinenten beteiligt.