Un grande successo a livello europeo

Peter Bühlmann è professore di matematica. ? specializzato in statistica, apprendimento automatico e bioinformatica. Con l'ERC Advanced Grant, svilupperà metodi di previsione potenti e robusti che possono essere utilizzati per domande e scenari in biologia ed economia. A tal fine, si concentra sulle relazioni di causa-effetto in serie di dati complessi. L'idea chiave si basa sulla consapevolezza che tali relazioni (le cosiddette causalità) non cambiano anche se le condizioni sperimentali cambiano o se si verificano diverse influenze di disturbo (le cosiddette perturbazioni). I ricercatori dell'ETH stanno ribaltando questa idea: I loro algoritmi cercano relazioni stabili e immutabili in enormi quantità di dati eterogenei. Da queste deducono le causalità.

Come il nazionalismo sta cambiando lo Stato? Nell'ambito del suo ERC Advanced Grant Lars-Erik Cederman,Professore di Studi sui conflitti internazionali, presenta una nuova teoria della trasformazione dello Stato nazionalista. Vuole testare questa teoria con mappe storiche e dati d'archivio selezionati utilizzando l'apprendimento automatico. Nel progetto ERC sta studiando come nascono gli Stati, come il nazionalismo modifica i confini esterni e le strutture interne e come questi processi interagiscono con le guerre. Cederman intende utilizzare i risultati per valutare in che misura alcune proposte di riforma politica - come la divisione territoriale o la distribuzione del potere - possono ridurre i rischi di conflitto. I risultati potrebbero essere particolarmente rilevanti per gli Stati multietnici.

La sua ricerca si concentra su Martin Fussenegger,Professore del Dipartimento biosistemi, con circuiti genici sintetici per il trattamento delle malattie metaboliche. Alcuni dei circuiti sono controllati dalla luce. Nel suo progetto ERC, ora vuole sviluppare le basi per reti geniche regolate elettronicamente. In queste reti innovative, dovrebbe essere possibile controllare l'espressione genica utilizzando l'elettricità da un lato e l'elettronica programmata geneticamente dall'altro. L'obiettivo è quello di realizzare impianti con energia wireless pieni di cellule progettate per monitorare il metabolismo, produrre sostanze proteiche a distanza e rilasciarle in dosi. Il professore dell'ETH intende convalidare i concetti e i dispositivi in uno studio proof-of-concept sul diabete. Questo è il secondo ERC Advanced Grant per il biotecnologo di Basilea.

Ursula Keller,Professoressa di fisica dei laser a impulsi brevi, ha ottenuto per la seconda volta un ERC Advanced Grant. Nel suo nuovo progetto, vuole sviluppare un nuovo tipo di laser a semiconduttore a doppio pettine che possa essere utilizzato per la spettroscopia nella gamma del medio infrarosso. Questa tecnologia è interessante per molte applicazioni nella ricerca e nell'industria, ad esempio nella ricerca ambientale e farmaceutica. Insieme al suo gruppo di ricerca ha inventato il nuovo concetto di spettroscopia nel vicino infrarosso. Si basa su un singolo laser a semiconduttore a basso costo che genera due pettini di frequenza e non ha bisogno di essere ulteriormente stabilizzato per molte applicazioni. Si tratta di un'innovazione unica in questo campo. Ora vuole portare questa tecnologia laser nella gamma del medio infrarosso, cosa possibile grazie alla tecnologia dei semiconduttori dei suoi laser.

Ruben Kretzschmar è professore di chimica del suolo presso il Dipartimento di scienze dei sistemi ambientali. Il suo gruppo di ricerca studia i processi che controllano il ciclo degli oligoelementi nell'ambiente. Alcuni di questi oligoelementi sono tossici per gli organismi viventi, mentre altri sono essenziali per il funzionamento degli ecosistemi. Il ferro svolge un ruolo particolare perché è coinvolto in molti processi biogeochimici. Nel suo progetto ERC, Kretzschmar vuole sviluppare approcci che consentano per la prima volta di studiare i processi di trasformazione dei minerali di ferro direttamente nei suoli e nei sedimenti. Il gruppo di ricerca spera che ciò porti a una comprensione più approfondita dei cicli del ferro e di altri elementi nell'ambiente. Tali risultati sono importanti anche per la bonifica dei terreni contaminati.

John Lygeros è professore di Ingegneria del controllo e computazione. Nell'ambito del suo progetto ERC, svilupperà nuovi metodi di ingegneria del controllo con i quali sarà possibile ottimizzare anche le applicazioni più estese e ad alta intensità di dati. Si tratta, ad esempio, della gestione energetica previdente di grandi edifici o quartieri urbani, che incorpora previsioni meteorologiche e altri dati incerti. Un altro esempio di applicazione sono i servizi di condivisione di veicoli, che richiedono il coordinamento di molti partecipanti con esigenze sconosciute.

Marco Mazzotti,Professore presso l'Istituto di ingegneria dei processi, ricerca i processi di separazione utilizzati, tra l'altro, nei sistemi di separazione e stoccaggio dell'anidride carbonica. Si occupa anche di cristallizzazione. Molti prodotti dell'industria chimica, alimentare e farmaceutica sono fabbricati in polvere con un processo di cristallizzazione continua. I cristalli sono prodotti per nucleazione secondaria in sospensioni cristalline agitate. Nel suo progetto ERC, Mazzotti vuole colmare le lacune nella comprensione scientifica della nucleazione secondaria su microscala. Spera che questo gli consenta di ottimizzare e controllare la cristallizzazione continua su scala di processo. L'ETH spera che il progetto abbia un impatto significativo sulla scienza della cristallizzazione e sui processi industriali associati.

Fare ricerca come professore di matematica Rahul Pandharipande in geometria algebrica. Si è specializzato in particolare in un certo tipo di spazi geometrici, i cosiddetti spazi moduli delle curve. Dall'inizio del millennio, si è instaurato un rapporto molto proficuo tra la geometria algebrica, la teoria quantistica dei campi e la teoria delle stringhe. In particolare, esistono diverse importanti connessioni tra la geometria algebrica degli spazi moduli e i cosiddetti integrali di percorso della teoria quantistica dei campi. Con questi integrali, la meccanica quantistica copre tutti i possibili percorsi lungo i quali una particella può muoversi da A a B. Con il suo secondo ERC Advanced Grant, Pandharipande vuole comprendere meglio questi spazi moduli e consentire la soluzione di integrali rilevanti per la teoria delle stringhe.

Ruth Signorell Nella sua ricerca si occupa di aerosol e nanoparticelle. Nel suo progetto ERC, utilizza la spettroscopia di fotoelettroni per studiare i processi di trasporto elementare di elettroni lenti nei liquidi e all'interfaccia tra liquidi e gas, solidi e altri liquidi. A questo scopo, gli elettroni liberi vengono generati in piccole goccioline libere (aerosol) irradiandole con luce ad alta energia. Un sistema di misurazione sensibile misura poi la velocità e la direzione degli elettroni che fuoriescono dalle goccioline. Questo progetto affronta una domanda importante nella ricerca fondamentale: come e quanto velocemente gli elettroni lenti perdono la loro energia attraverso le collisioni con le molecole liquide? Le scoperte in questo campo sono importanti, tra l'altro, per comprendere i danni da radiazioni negli organismi viventi.

Heini Wernli è professore di dinamica dell'atmosfera e si interessa dei processi fisici che determinano la struttura e lo sviluppo dei sistemi meteorologici, come i sistemi di bassa pressione e gli eventi di precipitazione. Nel suo progetto ERC, vuole ottenere un quadro completo di come si organizzano le stagioni meteorologicamente estreme nel clima di oggi e di domani. In particolare, vuole capire, ad esempio, come potrebbe essere un inverno particolarmente piovoso in diverse regioni del mondo in futuro e quali processi meteorologici ne saranno responsabili. Wernli vuole anche studiare l'impatto socio-economico delle stagioni estreme, come inverni particolarmente nevosi o poveri di neve, sul turismo nella regione alpina.