FWF-ASTRA-Preise: 22 Millionen Euro für aufstrebende Spitzenforscher:innen

Die Quantenmechanik gilt weithin als eine der erfolgreichsten Theorien in der Geschichte der Wissenschaft. Doch selbst hundert Jahre nach ihrer Entstehung wird sie immer noch als geheimnisvoll oder sogar unverständlich angesehen. Seit ihren Anfängen haben prominente Physiker wie Niels Bohr vermutet, dass die Quantenmechanik nicht beschreibt, wie sich die äußere Realität im Laufe der Zeit entwickelt, sondern dass es sich vielmehr um eine Theorie zur Ordnung von Erfahrungen handelt. Solche Ideen sind zwar faszinierend, aber es fehlt ihnen noch eine strenge philosophisch-erkenntnistheoretische Grundlage. Der Philosoph Philipp Berghofer stützt sich auf die von Edmund Husserl begründete phänomenologische Tradition und möchte genau das liefern: eine phänomenologisch-erkenntnistheoretische Grundlage für das Verständnis der Quantenmechanik und damit auch für ein neues Verständnis der Beziehung zwischen Wissenschaft und Erkenntnistheorie.

Das Projekt „Kolonialität provinzialisieren“ liest Tirols Geschichte im 20. Jahrhundert durch eine dekoloniale Verflechtungsperspektive neu und zeigt, wie Regionen ohne eigene Kolonien und fernab der Hauptstädte in imperialistische Konstellationen eingebunden waren. In seinem Projekt untersucht der Historiker Eric Burton lokale kulturelle Praktiken, Institutionen wie Kolonialwarenläden oder siedlerkolonialistische Initiativen ebenso wie Formen grenzüberschreitender Solidarität und politische Interventionen, die sich gegen Kolonialismus und Apartheid wandten. Gestützt auf Archivrecherchen und Interviews beleuchtet er mit seinem Fokus auf provinzielle Kolonialität Tirols transnationale Dimensionen und eröffnet neue Perspektiven für eine produktive und kontextsensible Verschränkung von Regional- und Globalgeschichte.

Computerprogramme scheitern häufig an der enormen Komplexität und Vielfalt moderner Datennetze. In seinem Projekt UNISTRUC erforscht der Informatiker Jan Dreier die verborgenen Strukturprinzipien solcher Netzwerke – von Straßenkarten bis hin zu sozialen Netzwerken – und vereint dabei erstmals die beiden führenden theoretischen Konzepte, Sparsity und Twin-Width, in einem gemeinsamen theoretischen Rahmen. Mit seinem Team entwickelt er innovative Zerlegungsmethoden, die es ermöglichen, selbst scheinbar chaotische Strukturen in überschaubare und leicht handhabbare Komponenten aufzuteilen. Damit schafft UNISTRUC eine Brücke zwischen Logik, Kombinatorik und Algorithmendesign und legt die Grundlagen für effizientere und leistungsfähigere Computerprogramme der Zukunft.

Modelle der statistischen Physik sind große Systeme aus wechselwirkenden Teilchen. Diese Modelle beschreiben Phasenübergänge, die in verschiedenen Wissenschaften auftreten. Ziel des Projekts des Mathematikers Alexander Glazman ist es, diese Übergänge und ein genaues Verhalten der Modelle an den Übergangspunkten zu bestimmen. Im Mittelpunkt steht dabei die Geometrie der Grenzflächen, die verschiedene Zustände in zweidimensionalen Systemen trennen. So sollen emergente Symmetrien mit zufälligen Fraktalen im Grenzfall aufgezeigt werden. Die Grundidee besteht darin, eine universelle Struktur zu finden, die vielen verschiedenen Modellen zugrunde liegt.

Die Fettleber ist durch einen übermäßigen Fettgehalt in der Leber gekennzeichnet und betrifft 25 Prozent aller Menschen. Sie ist eine Hauptursache für fortschreitende Lebererkrankungen, die schließlich zu Leberzirrhose, Krebs und Organversagen führen können. Eine Mutation in einem Gen namens PNPLA3 erhöht das Risiko für die Entwicklung und das Fortschreiten einer Fettleber drastisch. Bisherige Versuche, die Rolle von PNPLA3 bei dieser Erkrankung zu verstehen, waren durch das Fehlen spezifischer experimenteller Werkzeuge und geeigneter Modelle nur begrenzt erfolgreich. Im Rahmen des ASTRA-Projekts entwickelt Gernot Grabner mit seinem Team neue chemische Werkzeuge, um die Funktion von PNPLA3 in menschlichen Modellsystemen aufzuklären. Das Verständnis, wie PNPLA3 Leberschäden verursacht, wird neue Wege zur Prävention und Behandlung fortschreitender Lebererkrankungen eröffnen.

Der Raum zwischen den Sternen, das sogenannte interstellare Medium, ist ein kosmisches Labor mit einer komplexen Chemie. Es besteht aus Gas und Staub, die in Wolken und Nebeln konzentriert und der kosmischen Strahlung ausgesetzt sind. Hier treffen Moleküle, Atome, Ionen, Elektronen und Photonen aufeinander und reagieren miteinander. Dabei entstehen neue Moleküle, von einfachen zweiatomigen Verbindungen bis hin zu komplexen organischen Strukturen. In ihrem Projekt stellt Elisabeth Gruber diese extremen Bedingungen im Labor nach – winzigen, ultrakalten Clustern von Heliumatomen. In ihnen werden Atome und Moleküle eingefangen und gekühlt, wodurch kontrollierte Wechselwirkungen und die Bildung größerer Anordnungen ermöglicht werden. Dabei setzt sie fortschrittliche Techniken ein und entwickelt diese weiter, um diese Moleküle und ihre Reaktionswege zu untersuchen. Durch die Nachahmung der Weltraumchemie auf molekularer Ebene werden in diesem Projekt molekulare Ionen identifiziert und ihre Reaktionswege aufgeklärt, was Einblicke in die chemische Komplexität unseres Universums ermöglicht.

Das Allgemeine Bürgerliche Gesetzbuch Österreichs von 1811 ist – gemeinsam mit dem französischen Code Civil von 1804 – eine der ältesten Privatrechtskodifikationen der Welt. Etwa ein Drittel der Bestimmungen und die Struktur entsprechen heute noch der ursprünglichen Fassung. Diese ist das Ergebnis langwieriger Vorarbeiten und rechtsvergleichender Überlegungen, bei denen verschiedene historische Quellen sowie unterschiedliche Rechtstraditionen innerhalb der Habsburgermonarchie berücksichtigt wurden. Die Wurzeln der einzelnen Bestimmungen gerieten im Laufe der Zeit jedoch in Vergessenheit. In ihrem Projekt wird Lisa Isola die Ursprünge erforschen und herausarbeiten, wie spätere Einflüsse diese verändert haben.

Das Oströmische Reich pflegte eine apokalyptische Literaturtradition, die vielfältig, dynamisch und prägend war. Auf der Grundlage des aktuellen Forschungsstands und der jüngsten Fortschritte in den Digitalen Geisteswissenschaften führt das Projekt die erste umfassende Bewertung und Analyse der apokalyptischen Literatur aus dem byzantinischen Jahrtausend (ca. 500–1500 n. u. Z.) durch, die in griechischen, armenischen und slawischen Textvarianten erhalten ist. Gemeinsam mit seinem Team untersucht András Kraft einen literarischen Korpus von 40 byzantinischen Texten in Manuskriptform. Durch einen multidisziplinären Ansatz in transregionaler Perspektive geht das Projekt über die fragmentierte Untersuchung einzelner Texte und Motive hinaus und führt mithilfe digitaler Werkzeuge eine ganzheitliche Bewertung mittelalterlicher Apokalypsen durch.

Wie finden Tiere neue Lösungen für unbekannte Herausforderungen? In ihrem Projekt untersucht Megan Lambert die Innovationsfähigkeit von Vögeln, ein Verhalten mit großer Bedeutung für die Bewältigung von Veränderungen, dessen unmittelbare Triebkräfte jedoch noch nicht vollständig verstanden sind. Anhand von zwei neugierigen Vogelarten, dem Kea-Papagei und dem Streifenkarakara, untersucht sie mit ihrem Team, welche Eigenschaften Innovationen begünstigen, wann Innovationen unter natürlichen Bedingungen entstehen und wie sich diese neuen Verhaltensweisen verbreiten. Das Verständnis dieser Prozesse ist wichtig, um aufzuklären, wie Verhalten, Kognition und andere Umstände die Reaktionen von Tieren auf Umweltveränderungen beeinflussen – und wie wir ihren Schutz am besten unterstützen können.

Was passiert, wenn sich Zellen als Gruppe bewegen? Warum sind Krebszellencluster bei der Metastasierung erfolgreicher als einzelne Zellen? In ihrem interdisziplinären Projekt untersucht Angelika Manhart die Mechanismen der Zellkoordination. Sie kombiniert mathematische Modellierung und Simulation mit Experimenten, um zu untersuchen, wie Zelleigenschaften, ihre Umgebung und die Kommunikation zwischen den Zellen das kollektive Verhalten beeinflussen. Obwohl dies generell für Prozesse wie die fötale Entwicklung und Wundheilung relevant ist, steht die Ausbreitung von Krebs im Fokus, wobei Zellen von Brustkrebspatientinnen verwendet werden. Mit dieser vielversprechenden Kombination von Ansätzen will dieses Projekt entdecken, warum die Bewegung als Team den Zellen möglicherweise einen entscheidenden Vorteil verschafft.

Um zu funktionieren, müssen Zellen ihre biochemischen Reaktionen auf verschiedene subzelluläre Räume verteilen. Laut Lehrbüchern sind Mitochondrien die „Kraftwerke“ der Zelle, während der Zellkern als metabolisch inaktives genetisches Zentrum gilt. In ihrem Forschungsprojekt stellt die Biochemikerin Anne Miller diese Sichtweise infrage. Sie untersucht Hinweise, dass auch im Zellkern Stoffwechselvorgänge stattfinden, die wichtige Entscheidungen der Zelle beeinflussen. Am Beispiel der Leberregeneration erforscht sie mit ihrem Team, welche Stoffwechselwege im Zellkern aktiv sind und wie sie die Genregulation steuern. Dafür entwickeln sie neue Methoden, mit denen sich biochemische Prozesse mit höchster räumlicher Auflösung sichtbar machen lassen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse haben das Potenzial, unser Verständnis vom Zellstoffwechsel grundlegend zu verändern.

Was passiert, wenn man in ein schwarzes Loch fällt? Diese faszinierenden Objekte tauchen in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie auf, in der Raum und Zeit zu einer geometrischen Raumzeit vereint werden. Schwarze Löcher haben einen Ereignishorizont, dem nicht einmal Licht entkommen kann. Wir wissen wenig darüber, was hinter diesem Horizont passiert, aber Physiker:innen vermuten schon lange, dass sich die Raumzeit immer schneller zusammenzieht und dehnt, während die Gravitationskraft zunimmt. In seinem Projekt wird Gerben Oling neue geometrische Methoden anwenden, um Einsteins Theorie in diesem schwierigen Bereich zu ergründen, und diese Fragen mit dem holografischen Prinzip verknüpfen. Das ermöglicht es, Fragen über schwarze Löcher in die Sprache der Quantenmechanik zu übersetzen.

In ihrem Projekt widmet sich die Historikerin Bojana Radovanović den wenig bekannten religiösen Traditionen Südosteuropas und untersucht die Übergänge zwischen Glaube, Folklore und Geschichte. Im Fokus stehen Spuren von Häresie, vorchristlichen Überlieferungen und geschlechtsspezifischen Ritualen. Ihre Forschung bietet eine neue, inklusive Perspektive auf die komplexe Vergangenheit der Region. Durch einen interdisziplinären Ansatz wird die lokale religiöse Dynamik mit europäischen und globalen Entwicklungen verknüpft. Ziel ist es auch, sprachliche, wissenschaftliche und konzeptuelle Gräben zwischen Ost- und Westeuropa zu überbrücken – für ein gemeinsames, integriertes Kulturerbe.

Vor über einer Milliarde Jahren wurde ein winziges Bakterium, das Sonnenlicht nutzen konnte, um Wasser und Kohlendioxid in Zucker und Sauerstoff umzuwandeln, von einer anderen Zelle verschluckt. Anstatt verdaut zu werden, blieb es bestehen – und wurde zum Chloroplasten. Aus dieser bemerkenswerten Partnerschaft entwickelten sich Grünalgen und Pflanzen, die die Ökosysteme schufen, auf die wir heute angewiesen sind. Chloroplasten leben jedoch in einem empfindlichen Gleichgewicht: Das Sonnenlicht, das sie mit Energie versorgt, kann ihnen bei Übermaß auch schaden. In diesem Fall senden sie molekulare Notsignale an ihre Wirtszelle. Silvia Ramundo und ihr Team arbeiten daran, diese Signale zu entschlüsseln und zu verstehen, wie sie eine gezielte Rettungsreaktion auslösen. Warum? Weil Chloroplasten nicht nur Pflanzen und Algen am Leben erhalten, sondern auch unseren Planeten grün, unsere Luft atembar und das Leben selbst in Bewegung halten.

Die Ricci-Krümmung ist eine Methode zur Messung der Verzerrung eines Raumes aus der Ebene. Sie ist in Mathematik und Naturwissenschaften allgegenwärtig. Obwohl sie lokal messbar ist, liefert sie globale Informationen über die Form des betrachteten Raumes. Ziel dieses Projekts von Daniele Semola ist es, einige der seit Langem offenen Fragen im Bereich der Ricci-Krümmung zu beantworten und so das Verständnis der Form von Räumen mit nach unten begrenzter Ricci-Krümmung zu verbessern.

Organismen interagieren ständig miteinander und bilden gelegentlich eng integrierte Partnerschaften. Diese Partnerschaften waren für die Evolution des Lebens von entscheidender Bedeutung und spielen bis heute eine wichtige Rolle in Ökosystemen. In ihrem Projekt möchte Megan Sørensen herausfinden, wie sich diese lebenswichtigen Partnerschaften entwickelt haben. Zu diesem Zweck werden mikrobielle Partnerschaften untersucht, die sich an kritischen Wendepunkten dieses Evolutionsprozesses befinden. Die molekulare Integration zwischen den mikrobiellen Partnern wird auf allen Ebenen ihrer Zellbiologie untersucht: von modernsten Technologien, die Moleküle in einer einzelnen Zelle sichtbar machen, bis hin zu Feldproben, mit denen diese Organismen in der Natur beobachtet werden. Letztendlich wird dieses Projekt dazu beitragen, grundlegende evolutionäre Prozesse aufzudecken, die das Leben auf der Erde geprägt haben und weiterhin prägen.

In ihrem Projekt untersucht die Sozialwissenschaftlerin Dagmar Vorlíček, wie aus der Vergangenheit übernommene Expertisen heute an veränderte politische und sicherheitspolitische Bedingungen angepasst werden können. Das Projekt untersucht verschiedene Wege der Neuerfindung von Fachwissen vom Kalten Krieg bis heute und befasst sich mit der Geschichte der Wissenschaftsdiplomatie in Österreich, der biologischen Verteidigung in Tschechien und der Kybernetik in Estland. Durch innovative Methoden, die sich auf die Transformation von Expertenideen, -instrumenten und -netzwerken konzentrieren, hilft es uns zu verstehen, wie Sicherheitspolitik die wissenschaftliche Forschung prägt und umgekehrt. Auf diese Weise liefert das Projekt Erkenntnisse über übersehene Vermächtnisse der Vergangenheit und ebnet den Weg für die Erforschung innovativer Wege zur Bewältigung aufkommender Sicherheitsbedrohungen.

Diskrete mathematische Strukturen sind in der modernen Welt allgegenwärtig. Sie reichen von Datenstrukturen und Netzwerkgraphen in der Informatik bis hin zu phylogenetischen Bäumen in der Biologie. Während wir uns für ihre typischen Eigenschaften interessieren, können wir sie oft nicht einmal zählen. In seinem Projekt „Universelle Phänomene in der Analytischen Kombinatorik“ untersucht der Mathematiker Michael Wallner die Herausforderungen bei rekursiven Zählproblemen diskreter Strukturen. Diese Phänomene zeichnen sich dadurch aus, dass viele Strukturen unabhängig von konkreten Details nur von wenigen globalen Eigenschaften beeinflusst werden. Sein Ziel ist es, mithilfe von Methoden aus der Kombinatorik, der komplexen Analysis und der Wahrscheinlichkeitstheorie eine einheitliche Theorie für Phänomene zu entwickeln, die bisher nur separat beobachtet wurden.