9,2 Millionen Euro an EU-Fördermitteln fürs ISTA

Fünf herausragende Nachwuchsforschende am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) erhalten mit hochkompetitiven Starting Grants des Europäischen Forschungsrats (ERC) insgesamt 9,2 Millionen Euro. Die Projekte reichen von KI über Astrophysik und bakteriellen Immunsystemen bis hin zu Quantenmaterie und Optik. Der Erfolg unterstreicht die Fähigkeit des ISTA, exzellente junge Forschende anzuziehen und ambitionierte, neugiergetriebene Wissenschaft zu fördern.

Die ERC Starting Grants werden jährlich an Forschende vergeben, deren Promotion höchstens zehn Jahre zurückliegt. Die Ausschreibung war in diesem Jahr besonders kompetitiv: Die Zahl der Einreichungen lag 22 Prozent über jener des Vorjahres, und nur 8,8 Prozent der 4.807 Projektanträge – eine Rekordzahl – wurden zur Förderung ausgewählt.

Mit fünf ERC Starting Grants liegt das ISTA österreichweit bei dieser Ausschreibung an der Spitze mit mehr geförderten Projekten als jede andere Institution im Land.

Die ISTA-Empfänger:innen der Förderungen sowie ihre Projekte (in alphabetischer Reihenfolge):

Denitsa Baykusheva: 1,7 Millionen Euro für ein neues Mikroskop zur Erforschung schwer nachweisbarer Quantenmaterie

Wenn Licht bestimmte Materialien „anregt“, können sogenannte Exzitonen entstehen. Seit den 1960er-Jahren sagen Theorien voraus, dass sich große Mengen von Exzitonen unter den richtigen Bedingungen wie ein einziges Quantenobjekt verhalten können – ein Kondensat mit bemerkenswerten Eigenschaften wie dem reibungslosen Fließen. Dieses Phänomen experimentell nachzuweisen, hat sich jedoch als äußerst schwierig erwiesen.

Mit dem Projekt PhotoAlqemy will die Assistenzprofessorin Denistsa Baykusheva ein neues Mikroskop entwickeln, um diesen schwer fassbaren Materiezustand nachzuweisen, dessen Verhalten zu verstehen und Möglichkeiten zu dessen Kontrolle zu erforschen. Das Instrument wird langwellige Strahlung im Terahertz-Bereich nutzen, um die Dynamik des Kondensats zu untersuchen. Ergänzt wird dies durch Methoden zur Analyse der Quantenzustände des von ihm emittierten Lichts.

„PhotoAlqemy stellt eine grundlegende Frage: Wie können Wechselwirkungen zwischen mikroskopischen Teilchen zu komplexer Ordnung auf großer Skala führen?“ erklärt Baykusheva. „Langfristig könnte die Fähigkeit, diese Zustände zu kontrollieren, neue Möglichkeiten für die Optoelektronik, den nahezu verlustfreien Energietransport und die effiziente Umwandlung von Licht eröffnen.“

Seit ihrem Start am ISTA im Jahr 2024 hat Baykusheva zwei komplementäre Labore von Grund auf aufgebaut. Eines nutzt intensive Terahertz-Felder, um kollektives Verhalten in Materialien zu untersuchen und zu steuern. Das andere arbeitet daran, diamantbasierte Quantensensorik zu beschleunigen, um rasche Veränderungen innerhalb von Materialien sichtbar zu machen.

Baykusheva, die aus Bulgarien stammt, erklärt, dass sie mit der Förderung ein multidisziplinäres Team sowie die für das Projekt erforderliche zentrale Ausstattung finanzieren wird.

Jack Bravo: 1,6 Millionen Euro, um zu verstehen, wie Bakterien Freund und Feind unterscheiden

Wie erkennt eine Bakterienzelle ihre eigene DNA und lässt sie unberührt, während sie fremde DNA zerstört? Wie trifft sie diese Entscheidung jedes Mal zuverlässig, ohne die beiden zu verwechseln? Mit diesen Fragen beschäftigt sich das vom ERC geförderte Projekt DEPLETER unter der Leitung von Assistenzprofessor Jack Bravo.

„Bakterien haben bemerkenswert ausgefeilte Mechanismen entwickelt, um sich gegen fremde DNA zu verteidigen“, erklärt Bravo, ein Strukturbiologe aus dem Vereinigten Königreich, der 2024 auch ans ISTA kam. „Wir wollen auf molekularer Ebene verstehen, wie diese Systeme ihre Zielstrukturen erfassen und wie diese Erkennung in die Zerstörung von DNA umgesetzt wird.“

Die Auswirkungen könnten weitreichend sein.

Ein besseres Verständnis dieser molekularen Mechanismen könnte neue Wege für die Biotechnologie eröffnen, ergänzt Bravo. Indem das Projekt aufzeigt, wie bakterielle Immunsysteme bestimmte DNA-Ziele erkennen und eliminieren, könnte es neue Grundlagen für Werkzeuge liefern, mit denen unerwünschte DNA verändert oder entfernt werden kann.

„Zu verstehen, wie sich Bakterien gegen Eindringlinge verteidigen, eröffnet uns einen Einblick in die molekularen Mechanismen der bakteriellen Immunität“, so Bravo. „Diese Systeme haben hochentwickelte Wege zur Erkennung und Zerstörung von DNA hervorgebracht. Ein Verständnis ihrer Funktionsweise könnte langfristig Prinzipien offenlegen, die für die Biotechnologie nutzbar sind.“

Laut Bravo wird die ERC-Förderung die Bereiche Kinetik, Strukturbiologie und Hochdurchsatz-Genomik zusammenführen, um Immunmechanismen in bisher unerreichter Detailgenauigkeit aufzudecken. Damit werden Mitarbeiter:innen sowie die für die Untersuchung dieser Systeme erforderliche Kryo-EM- und Sequenzierungsinfrastruktur finanziert.

Ilaria Caiazzo: 1,9 Millionen Euro für die Erforschung „Weißer Zwerge“

„Weiße Zwerge“ sind stellare Überreste und stellen die letzte Entwicklungsphase der meisten Sterne dar – einschließlich unserer Sonne. Manche bilden schließlich Paare, die, wenn sie einander nahe genug sind, Gravitationswellen aussenden, sich spiralförmig aufeinander zubewegen und letztlich verschmelzen.

Mit dem Projekt MERGERS will Assistenzprofessorin Ilaria Caiazzo diese dramatischen Ereignisse besser verstehen. Dazu wird sie ungewöhnliche Überreste solcher Verschmelzungen aufspüren und untersuchen, um den Ablauf der Fusionen zu rekonstruieren und ihre Rolle im Leben und Sterben von Sternen zu entschlüsseln.

„Verschmelzungen zweier Weißer Zwerge gelten als Ursprung einiger der häufigsten Sternexplosionen und einiger der exotischsten Sterne im Universum“, erklärt Caiazzo, eine zur Ritterin geschlagene italienische Astrophysikerin und Spezialistin für die Entwicklung von Sternen.

Zu verstehen, was bei der Verschmelzung dieser Systeme geschieht, sei besonders wichtig, betont Caiazzo: Sie dürften zu den zentralen Quellen von Gravitationswellen zählen, die von der Laser Interferometer Space Antenna (LISA) der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Zukunft detektiert werden. LISA ist das erste weltraumgestützte Observatorium, welches nach seinem für 2035 geplanten Start der Erforschung von Gravitationswellen gewidmet sein wird.

„Das Projekt wird die bislang fehlende Verbindung zwischen den Systemen, die LISA vor solchen Verschmelzungen beobachten wird, und den Sternen sowie Explosionen herstellen, die sie hinterlassen“, sagt sie.

Mit dem ERC Starting Grant wird ein eigenes Team finanziert, das Überreste von Sternverschmelzungen mithilfe von Teleskopbeobachtungen und computergestützten Analysen identifiziert und modelliert.

Francesco Locatello: 1,5 Millionen Euro für wissenschaftliche KI-Werkzeuge

Zufällige Zusammenhänge von Ursache-Wirkungs-Beziehungen zu unterscheiden, zählt seit Langem zu den zentralen Herausforderungen der Wissenschaft. Mit zunehmender Komplexität von Forschungsfragen und wachsenden Datensätzen greifen Forschende immer stärker auf künstliche Intelligenz zurück. Gegenwärtige KI-Systeme erkennen jedoch vor allem Muster, anstatt zu erklären, warum diese entstehen. Das kann zu irreführenden oder sogar falschen Interpretationen und Schlussfolgerungen führen.

Das Causal-AIM-Projekt von Assistenzprofessor Francesco Locatello soll dies ändern, indem KI-Modelle zu Instrumenten gemacht werden, die Kausalität in wissenschaftlichen Experimenten erkennen und quantifizieren.

„KI verändert bereits heute, wie Wissenschaft betrieben wird“, erklärt Locatello, ein italienischer Forscher, der seit 2023 am ISTA eine eigene Forschungsgruppe mit Schwerpunkt auf KI und kausalem Lernen leitet. „In empirischen Bereichen wie Biologie, Ökologie und Klimaforschung kann KI aus meiner Sicht Teil des Messprozesses selbst werden: eine natürliche Erweiterung des Mikroskops, die Forschenden hilft, ihre Daten zu interpretieren und Entdeckungen zu beschleunigen.“

Die ERC-Förderung dient zu Finanzierung eines Teams aus Doktorand:innen und einer Postdoc-Stelle.

„Gemeinsam werden wir zentralen Methoden entwickeln und auf reale wissenschaftliche Fragestellungen in unterschiedlichen Disziplinen anwenden – etwas, das das einzigartig interdisziplinäre Umfeld des ISTA ermöglicht“, so Locatello.

Charles Roques-Carmes: 2,5 Millionen Euro zur Weiterentwicklung der Röntgentechnologie

Der französische Physiker Charles Roques-Carmes kam im Juni 2026 als Assistenzprofessor ans ISTA. Sein Ziel ist es, grundlegendes Wissen über Licht in praktische Werkzeuge zu überführen, mit denen man besser beobachten, messen und Informationen verarbeiten kann.

Mit seinem ERC-geförderte Projekt XQMeta wird Roques-Carmes einen neuartigen Röntgendetektor, der aus jedem registrierten Röntgenstrahl deutlich mehr Informationen gewinnt, entwickeln.

„Wir werden den Materialien, die in Röntgenkameras verwendet werden, extrem kleine optische Strukturen hinzufügen. Dadurch soll das von ihnen erzeugte Licht präziser zeigen, wo und auf welche Weise jeder einzelne Röntgenstrahl absorbiert wurde“, erklärt Roques-Carmes. „In Kombination mit fortschrittlichen Bildverarbeitungsmethoden könnte dies schärfere Bilder bei geringerer Strahlenbelastung ermöglichen.“

Derzeitige Röntgensysteme stünden häufig vor einem Zielkonflikt zwischen hoher Bildschärfe und effizienter Röntgendetektion, so Roques-Carmes.

„Wenn aus jedem Röntgenstrahl mehr Informationen gewonnen werden kann, könnte diese Forschung langfristig medizinische Bildgebung mit geringerer Dosis und höherer Auflösung ermöglichen. Zudem kommt auch die frühere Erkennung kleiner Auffälligkeiten sowie eine verbesserte Prüfung von Batterien, Mikroelektronik und anderen Materialien.“

Die Förderung wird ein eigenes Forschungsteam sowie die spezielle Ausrüstung, Materialien und computergestützten Werkzeuge finanzieren, die für die Entwicklung der neuen Bildgebungsplattform erforderlich sind.

Anhaltender ERC-Erfolg für ISTA

Seit seiner Eröffnung im Jahr 2009 zählt das ISTA zu den erfolgreichsten Forschungseinrichtungen Europas in Bezug auf den Erhalt von ERC-Förderungen.

Während die allgemeine Erfolgsquote in den zentralen ERC-Förderlinien (ERC Core Grants) üblicherweise zwischen 8 und 15 Prozent liegt, erreicht das ISTA beeindruckende 46 Prozent. Mit den jüngsten Auszeichnungen haben nun 79 Prozent der ISTA-Professor:innen mindestens einen ERC Core Grant in einer der zentralen Förderlinien erhalten. 24 Prozent wurden mehrfach ausgezeichnet – darunter drei Professor:innen, die jeweils drei ERC-Grants erhalten haben.

Zu den ERC Core Grants zählen Starting Grants, Consolidator Grants, Advanced Grants und Synergy Grants.