Zwei neue Graduiertenkollegs an der Universität Freiburg - Sowohl Spitzenforschung als auch Förderung von Wissenschaftlern in frühen Karrierephasen in Gebieten Teilchenphysik und Materialwissenschaften werden gestärkt

Graduiertenkolleg GRK 3186 „New SM“ wird nach Hinweisen unbekannter Elementarteilchen oder physikalischer Strukturen suchen, die ungelöste Rätsel der Teilchenphysik liefern könnten - Graduiertenkolleg GRK 3123 „BioBuild“ der Universitäten Freiburg und Stuttgart befasst sich mit bio-inspirierten Gebäudehüllen, die flexibel auf Wetter und Lichtverhältnisse reagieren und damit Energiebedarfe senken können


Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Neueinrichtung von zwei Graduiertenkollegs an der Universität Freiburg. Das neue Graduiertenkolleg GRK 3186 „New SM: Looking for signposts towards the New Standard Model of particle physics“ wird nach Hinweisen unbekannter Elementarteilchen oder physikalischer Strukturen suchen, die Erklärungen für ungelöste Rätsel der Teilchenphysik liefern können. Im Zentrum des neuen Graduiertenkollegs GRK 3123 „BioBuild – Bio-inspired Materials and Systems for Responsive Building Components“ der Universitäten Freiburg und Stuttgart stehen bio-inspirierte Gebäudehüllen, die flexibel auf Wetter und Lichtverhältnisse reagieren, und so den Energiebedarf für den Gebäudebetrieb senken können.

Graduiertenkollegs bieten Doktorand*innen die Möglichkeit, in einem attraktiven und maßgeschneiderten Forschungs- und Qualifizierungsprogramm zu promovieren. Die neuen GRKs werden ab Frühjahr 2026 für zunächst fünf Jahre gefördert.

Auf der Suche nach einem neuen Standardmodell – „New SM“:
Das Graduiertenkolleg GRK 3186 „New SM: Looking for signposts towards the New Standard Model of particle physics“ widmet sich der Suche nach Hinweisen von unentdeckten Teilchen und unbekannten Strukturen, die nicht im sogenannten Standardmodell der Teilchenphysik enthalten sind. Das Standardmodell beschreibt eine Vielzahl experimenteller Ergebnisse sehr gut, lässt jedoch einige beobachtete, grundlegende Phänomene unerklärt, wie etwa die Existenz Dunkler Materie oder warum es mehr Materie als Antimaterie im Universum gibt.

Gegenwärtig existiert eine Fülle von Ideen, wie diese Rätsel durch Erweiterungen des Standardmodells aufgegriffen werden könnten. Es fehlen jedoch klare Hinweise, welche dieser Ideen in der Natur realisiert sind. Das GRK 3186 will wichtige Beiträge in Experiment und Theorie zur Entscheidung leisten, welcher Weg eine erfolgreiche Ergänzung des Standardmodells ermöglicht.

„Wir freuen uns sehr über die Förderung dieses Graduiertenkollegs durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft“, sagt Prof. Dr. Heidi Rzehak, Professorin für Theorie der Elementarteilchen und Quantenfeldtheorie an der Universität Freiburg und Sprecherin des Graduiertenkollegs. „Diese Unterstützung ermöglicht es, dass wir uns mit einem vielfältigen Forschungsprogramm zusammen mit Doktorand*innen auf eine breit angelegte Suche nach Hinweisen eines neuen Standardmodells begeben können.“

Gebäudehüllen nach dem Vorbild der Natur – „BioBuild“:
Das Graduiertenkolleg GRK 3123 „BioBuild – Bio-inspired Materials and Systems for Responsive Building Components“ befasst sich mit reaktionsfähigen Gebäudehüllen, die sich dynamisch an Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Licht und Feuchtigkeit anpassen und so den Bedarf an Heiz- und Kühlenergie im Gebäude reduzieren. Im Fokus stehen insbesondere flexible Verschattungssysteme. Bislang basieren diese auf starren Mechanismen: Einzelne Elemente einer Jalousie können sich etwa nur entlang gerader Achsen bewegen und damit bedingt am Stand der Sonne ausrichten.

Das GRK forscht an neuartigen Komponenten, die ihre Form flexibel ändern und autonom auf Umweltbedingungen reagieren. Als Ideengeber dient die Natur, insbesondere Kiefernzapfen: Sie passen sich an das Wetter an, indem sie ihre Schuppen je nach Feuchtigkeit öffnen oder schließen. Dabei bewegen sie sich äußert flexibel und gleichzeitig ressourcen- und energieeffizient.

Sprecher des GRKs sind Prof. Dr. Jürgen Rühe vom Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg sowie Prof. Dr. Jan Knippers vom Institut für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen (itke) der Universität Stuttgart. „Wir setzen auch auf neue Materialsysteme“, sagt Rühe. „Sogenannte responsive Materialien verändern ihre Form als Reaktion auf äußere Einflüsse selbstständig. Der Einsatz dieser Materialien in reaktionsfähigen Gebäudehüllen macht aufwändige Steuerungstechnik teils überflüssig und reduziert den Energiebedarf, die Fertigungskosten und den Wartungsaufwand.“

Das GRK verbindet die Kompetenzen der Universität Freiburg im Bereich der Materialwissenschaften und der Biomimetik des Exzellenzclusters „Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS)“ mit der Kompetenz der Universität Stuttgart zu computerbasierter Planung und Fertigung für die Architektur des dortigen Exzellenzclusters „Integratives computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur“ (IntCDC). Im GRK 3123 forschen Architekt*innen, Ingenieur*innen und Naturwissenschaftler*innen gemeinsam.

(Presseinfo: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 27.11.2025)

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