Internationale Spitzenforschung an der Uni Siegen wird fortgesetzt

Der 2019 gestartete Transregio-Sonderforschungsbereich „Phänomenologische Elementarteilchenphysik nach der Higgs-Entdeckung“ wird um vier weitere Jahre verlängert. Das hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) mitgeteilt.

Auch in den kommenden Jahren wird es an der Universität Siegen Forschung zur Teilchenphysik auf internationalem Spitzenniveau geben. Der Transregio-Sonderforschungsbereich 257 „Phänomenologische Elementarteilchenphysik nach der Higgs-Entdeckung“ geht in die Verlängerung. Das hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) offiziell bekanntgegeben. 2019 haben die WissenschaftlerInnen in Siegen sowie an den Partner-Universitäten RWTH Aachen und Karlsruher Institut für Technologie als Sprecher-Hochschule die gemeinsame Arbeit aufgenommen. Mit der Bewilligung für eine weitere Förderperiode kann die sehr erfolgreiche Kooperation im TRR 257 für mindestens vier weitere Jahre fortgeführt werden.

„Nachdem wir zwei Sonderforschungsbereiche in den Medienwissenschaften etablieren konnten, zeigt die Verlängerung des Physik-Sonderforschungsbereich, dass die Forschungsstärke der Universität Siegen in mehreren Bereichen auf höchstem Niveau angesiedelt und international sichtbar ist. Das spricht für das Siegener Forschungsprofil insgesamt. Ich danke den Kolleginnen und Kollegen für ihr Engagement, es hat sich gelohnt“, erklärt Uni-Rektor Prof. Dr. Holger Burckhart. „Ich freue mich sehr, dass die Gutachter unsere Arbeit in der ersten Förderperiode sehr gewürdigt haben und uns die DFG nun weiterhin fördert“, sagte Prof. Dr. Thomas Mannel, Co-Sprecher des Transregio-Sonderforschungsbereichs.

Im TRR „Phänomenologische Elementarteilchenphysik nach der Higgs-Entdeckung“ gehen die WissenschaftlerInnen der Frage nach, woraus das Universum im Innersten besteht. Mit der Entdeckung des „Higgs-Bosons“ am CERN im Jahr 2012 wurde das sogenannte Standardmodell der Teilchenphysik vervollständigt. Das Standardmodell beschreibt alle uns bekannten Phänomene des Mikrokosmos wie Materieteilchen, Kraftteilchen – und eben Higgs-Teilchen. Es gibt aber auch kosmologische Phänomene, die das Standardmodell nicht erklären kann. Dazu zählt die Dunkle Materie, die rund ein Viertel der Materie des Universums ausmacht. Genau an dieser Stelle setzt der TRR 257 an. Die ForscherInnen wollen ein umfassendes Bild einer möglichen Physik jenseits des Standardmodells erhalten.

Elementarer Bestandteil ist deshalb auch die Verknüpfung mit dem Large Hadron Collider (LHC), dem leistungsfähigsten Teilchenbeschleuniger der Welt am CERN. Mit modernsten theoretischen Methoden wollen die WissenschaftlerInnen in Siegen, Karlsruhe und Aachen theoretische Vorhersagen für zukünftige Datenanalysen am LHC schaffen – um am Ende mehr Licht in die dunkle Materie zu bringen.

Der Grundstein für den Transregio-Sonderforschungsbereich wurde bereits vor fast zehn Jahren gelegt. Von 2013 bis 2019 untersuchten ForscherInnen in Siegen und an der TU Dortmund unter dem Titel „Quark Flavour Physics and Effective Field Theories“ die Eigenschaften der fundamentalen Bausteine der Materie. Auf dieser erfolgreichen Vorarbeit baut der TRR 257 auf – der nun um weitere vier Jahre verlängert wird.

Roboter in der Weihnachtsbaumkultur: Weihnachtsbäume nachhaltiger anbauen

Die Universität Siegen entwickelt einen smarten Roboter, der eine umwelt- und ressourcenschonendere Aufzucht von Weihnachtsbäumen ermöglichen soll.

Etwa 23 bis 25 Millionen Weihnachtsbäume schmücken jedes Jahr die deutschen Wohnzimmer. Während die Liebe zum Baum meist nur wenige Tage oder Wochen anhält, vergehen im Schnitt acht bis zehn Jahre, bis ein Weihnachtsbaum bereit für den Verkauf ist. Künftig soll ein Roboter bei der Aufzucht der Bäume unterstützen. Die Forscherinnen und Forscher im Projekt „Weihnachtsbaumroboter“ (WeBaRo) der Universität Siegen entwickeln ihn mit den Unternehmen Innok Robotics und Weihnachtsbaumkulturen Solbach im Sauerland. Das Forschungsprojekt wird im Rahmen der Förderung „Gartenbau 4.0“ des Bundeslandwirtschaftsministeriums gefördert.

Weihnachtsbäume sind empfindlich: Schon wenn Unkräuter oder Gräser die unteren Astreihen überwachsen, werden sie in ihrer Entwicklung gestört. Die meisten Betriebe schützen die empfindlichen Gewächse deshalb mit Pflanzenschutzmitteln und entfernen das Unkraut um die Stämme. Zudem werden die Pflanzen gedüngt, um ein schnelles Wachstum und ein sattes Grün zu erzielen. „Besonders ressourcenschonend ist der konventionelle Weihnachtsbaumanbau damit bislang nicht. Außerdem ist der Prozess sehr arbeitsintensiv“, erklärt Dr. Klaus Müller. Er ist Projektkoordinator am Institut für Echtzeit Lernsysteme (EZLS).

Doch es geht auch anders. Im Projekt WeBaRo mäht der Weihnachtsbaumroboter das Unkraut vollkommen selbstständig. Ähnlich funktioniert auch die zielgenaue Düngung einzelner Pflanzen, die einen reduzierten Dünger-Einsatz verspricht. Eine standortbezogene Karte sagt dem Roboter genau, wo er die Bäume eingepflanzt hat. Über Satellitendaten und ein Sensorsystem können sie immer wieder vom Roboter angesteuert und bearbeitet werden. „Autonome Robotersysteme können dabei helfen Pflanzenschutzmittel, Dünger und besonders auch die Arbeitslast der Erzeuger zu verringern und damit den Weihnachtsbaumanbau in Deutschland zukunftsfähig zu machen“, sagt Müller.

WeBaRo ist eines von zwölf Forschungsprojekten im Förderschwerpunkt „Gartenbau 4.0“ des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Über das Innovationsprogramm will das BMEL die Entwicklung von digitalen und automatisierten Lösungen im Gartenbau vorantreiben. Denn Themen wie Klimawandel und Umweltschutz stellen vielfältige Anforderungen an nachhaltige Produktions- und Wertschöpfungsketten im Gartenbau der Zukunft.

Mehr Infos
www.hortico40.de
https://www.hortico40.de/project/webaro/

Kontakt
Dr. Klaus Müller, Institut für Echtzeit Lernsysteme (EZLS), Universität Siegen
Email: klaus.mueller@uni-siegen.de
Telefon: 0271 740-2864

Öffentliche Weihnachtsvorlesung mit chemischen Experimenten

Weihnachten ist auch ein Fest der Farben und des Lichts, die wesentlich zum wohligen Ambiente der Adventszeit beitragen. Und diese weihnachtliche Farbenwelt wird maßgeblich von chemischen Eigenschaften und Prozessen bestimmt, die den besonderen Zauber der Weihnachtszeit überhaupt erst ermöglichen. Daher widmet sich die diesjährige Weihnachtsvorlesung an der Universität Siegen, moderiert von Prof. Dr. Michael Schmittel und Prof. Dr. Heiko Ihmels aus der Organischen Chemie, einmal mehr kuriosen Experimenten mit beeindruckenden Feuer- und Lichteffekten. Dem Publikum wird ein farbenprächtiges Weihnachtslabor vorgestellt, und die zugrunde liegenden chemischen Prinzipien werden anschaulich erklärt.

Die öffentliche Vorlesung findet am 09. Dezember 2022 ab 16:00 Uhr im Audimax (AR-E 8101) statt. Das Ankündigungsplakat zur Vorlesung finden sie hier.

Neue Achse schafft mehr Reichweite für E-Autos

Wissenschaftler vom Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen haben eine neue Hinterachse für Elektro-Kleinwagen entwickelt. Die Achse schafft in der Karosserie mehr Platz für die Batterie – die Reichweite der E-Autos lässt sich so um ca. 115 Kilometer steigern.

Die begrenzte Reichweite ist ein wesentlicher Kritikpunkt speziell bei kleineren Elektro-Autos. Eine Innovation des Lehrstuhls für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen ermöglicht hier eine deutliche Verbesserung: Professor Dr.-Ing. Xiangfan Fang und sein Team haben eine neue Hinterachse für batteriebetriebene Kleinwagen entwickelt, die in der Karosserie mehr Raum für die Batterie lässt. So können größere Antriebsbatterien eingebaut werden, wodurch sich die Reichweite der Autos um 35 Prozent steigern lässt – das entspricht rund 115 Kilometern. Die neue Hinterachse wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „E-MLTA“ (Entwicklung und Erprobung einer bauraumsparenden Mehrlenker-Torsionsachse) zusammen mit Ford, VW und weiteren Projektpartnern entwickelt. Das Projekt wurde aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) NRW mit insgesamt 1,6 Mio. Euro gefördert.

„Unsere Idee war eigentlich ganz einfach: Wir haben die Hinterachse ‚umgedreht‘ und den Querträger der Achse so nach hinten, in Richtung Kofferraum verlagert“, sagt Prof. Fang. „Damit vergrößert sich nach vorne die Fläche, die unter dem Auto für die Batterie zur Verfügung steht.“ Um die gewohnten Fahreigenschaften des Autos zu erhalten, mussten die Siegener Fahrzeugbauer an der Achse jedoch noch weitere Anpassungen vornehmen: Mehrere Lenker und Gelenke sorgen unter anderem dafür, dass sich das Auto beim Bremsen normal verhält und nicht mit dem Heck nach oben geht. „Wir haben die neue Achse zunächst am Computer konstruiert und virtuell in die Karosserie integriert, um die Eigenschaften genau berechnen und simulieren zu können“, erklärt Projekt-Mitarbeiter Jens Olschewski. Basierend auf diesen Daten sei im Anschluss der Prototyp der Stahlachse entstanden.

Im nächsten Schritt wurde die Achse mit den Projektpartnern aus der Industrie in Hardware umgesetzt und in einen Fiesta eingebaut, den Projektpartner Ford den Wissenschaftlern als Testwagen zur Verfügung gestellt hatte. Um das Gewicht der Batterie zu simulieren, wurden unter dem Boden des Benziners schwere Metallplatten angebracht. Anschließend wurde das Auto mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet und im Prüfstand sowie auf einer Teststrecke der Firma Ford in Belgien von Experten ausführlich getestet. Zusätzlich führte das Siegener Forscherteam Testfahrten mit allen Mitarbeitern des Projektkonsortiums auf dem Verkehrsübungsplatz in Olpe durch. Bei den Tests zeigte sich, dass Komfort und Sicherheit des Fahrzeugs erhalten bleiben. Bei der Fahrdynamik schnitt der Testwagen in einigen Punkten leicht schlechter ab als Autos mit herkömmlicher Hinterachse. „Die Differenz ist aber so gering, dass wir sie durch weitere Abstimmungen sicherlich kompensieren können“, ist Prof. Fang überzeugt. Vertreter der beiden Projektpartner Ford und VW hätten sich von den Ergebnissen insgesamt beeindruckt gezeigt, beide Unternehmen seien an der neuen Hinterachse „sehr interessiert“.

Aktuell arbeiten Prof. Fang und sein Team daran, das neue Achs-Konzept noch weiter zu verbessern. Parallel laufen Gespräche mit mehreren Autoherstellern mit dem Ziel, die Hinterachse serienmäßig in Elektro-Kleinwagen einzubauen. „Wir wären sehr stolz darauf, wenn in einigen Jahren E-Autos mit unserer Achse durch die Gegend fahren“, sagt Prof. Fang.

Hintergrund:
An dem Projekt E-MLTA waren neben VW und Ford auch die Firmen Mubea, Vorwerk Autotec, Schmedthenke Werkzeugbau und CP Autosport GmbH beteiligt. Als weiterer Projektpartner war die Technische Hochschule Köln mit im Boot. Zum Team des Lehrstuhls für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen (FLB) gehörten neben Prof. Dr.-Ing. Xiangfan Fang und Jens Olschewski auch Dr. Timo Schlichting und Tobias Nießing. Von den 1,6 Mio. Euro Fördermitteln gingen 530.000 Euro an die Universität Siegen.

Kontakt:
Prof. Dr. Xiangfan Fang (Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen)
E-Mail: Xiangfan.fang@uni-siegen.de
Tel.: 0271-740 4670

Universität Siegen freut sich auf Zusammenarbeit mit erster Digitalen Universität Indiens

Die Universität Siegen und die Digital University Kerala (Indien) starten eine intensive Zusammenarbeit im Bereich der Elektrotechnik.

Am 11. Oktober 2022 unterzeichneten die University of Digital Sciences, Innovation and Technology Kerala (Digital University Kerala, Indien) und die Universität Siegen ein Memorandum of Understanding hinsichtlich einer Zusammenarbeit in der Elektrotechnik, insbesondere im Bereich der Schaltkreise und Nanosysteme für künstliche Intelligenz.

Ziel der Erklärung ist es, durch die Einrichtung von Exzellenzzentren praktische Forschungsaktivitäten zu fördern und die Messlatte für den Hochschulsektor höher zu legen“, sagte der Ministerpräsident von Kerala Pinarayi Vijayan, der neben Industrieminister P. Rajeeve bei der Unterzeichnung anwesend war.

Für die Universität Siegen bedeutet die Umsetzung der Absichtserklärung konkret eine gemeinsame Forschungs- und Entwicklungszusammenarbeit im auf dem Gebiet der elektronischen Schaltungen und der Mikro-/Nanotechnologie sowie den Austausch von Studierenden, Nachwuchswissen-schaftlern und Fakultätsmitgliedern zu Studien-, Forschungs-, Ausbildungs- und Diskussionszwecken.

Im Rahmen der Veranstaltung wurden ebenfalls Absichtserklärungen zwischen der Digital University und den britischen Universitäten Manchester, Oxford und Edinburgh zu gemeinsamen Forschungszwecken unterzeichnet. „Wir freuen uns sehr über die Möglichkeit, die Digital University Kerala zusammen mit diesen drei renommierten Universitäten unterstützen zu dürfen. So können wir nicht nur die Forschung in den Bereichen Künstliche Intelligenz, Sensoren und Graphen mit voranbringen, sondern profitieren auch von einer gemeinsamen Qualitätssicherung und Benchmarking“, so Prof. Bhaskar Choubey, Departmentsprecher der Abteilung Elektrotechnik und Informatik der Universität Siegen.

Derzeit richten sowohl die Universität in Siegen als auch die Digital University Reinräume für die Nanofabrikation und Nanoanalytik ein. In Siegen entsteht das INCYTE (Interdisziplinäres Forschungszentrum für Nanoanalytik, Nanochemie und cyber-physische Sensortechnologien), die Digital University plant die nationale Einrichtung für Graphen in Indien.

Zusätzlich waren auch Prof. Andre Geim (Universität Manchester, Nobelpreisträger 2010 für die Entdeckung von Graphen), der Chefsekretär von Kerala – Dr. VP Joy, Prof. Harish Bhaskaran (Universität Oxford), Prof. Sethu Vijayakumar (Universität Edinburgh), Prof. Saji Gopinath, Vizekanzler der Digitalen Universität und Prof. Alex James von der Digitalen Universität von Kerala anwesend.