ポール・シェラー研究所

パウル・シェラー研究所（PSI）は、スイスの自然科学と工学科学の多分野にわたる 研究機関です。アーレ川の両岸にあるアールガウ州のフィリゲンとヴュレンリンゲンの町に位置し、 35ヘクタール以上の広さを誇ります。^[2] ETHチューリッヒ校やEPFLと同様に、PSIはスイス連邦のETHドメインに属しています。PSIの従業員数は約3000人です。^{[3]物質と材料、人間の健康、エネルギーと環境の分野で}基礎研究と応用研究を行っています。PSIの研究活動の約37％は材料科学、24％は生命科学、19％は一般エネルギー、11％は原子力と安全、9％は素粒子物理学に重点を置いています。^[4]

PSIは大規模で複雑な研究​​施設を開発、建設、運営し、国内外の科学コミュニティに提供しています。例えば2017年には、60か国以上から2,500人以上の研究者がPSIを訪れ、世界でも例を見ない大規模研究施設の一か所への集中という利点を活用しました。^[3]これらの施設の約40の測定ステーションでは、毎年約1,900件の実験が行われています。^[5]

近年、この研究所はスイス宝くじ基金から最も多くの資金を受け取る機関の一つとなっている。^[6]

スイスの物理学者ポール・シェラーにちなんで名付けられたこの研究所は、1988年にEIR（スイス連邦原子炉研究所、1960年設立）がSIN（スイス原子核物理学研究所、1968年設立）と合併して設立されました。アーレ川の両岸にある2つの研究所は、国立研究センターとして機能し、一方は原子力エネルギーに、もう一方は原子核および粒子物理学に焦点を当てていました。^[7]長年にわたり、センターの研究は他の分野に拡大し、^[8]現在、原子核および原子炉物理学はPSIの研究活動のわずか11％を占めています。スイスは2011年に原子力エネルギーの段階的廃止を決定して以来、^[9]この研究は主に、放射性廃棄物を深地層処分場に安全に保管する方法など、安全性の問題に焦点を当てています。^[10]

PSIは1984年以来（当初はSINとして）、眼の黒色腫や体内の深部にある他の腫瘍の患者を治療するための陽子線治療センターを運営してきました。これまでに9,000人以上の患者がそこで治療を受けてきました（2020年現在）。^[11]

この研究所は宇宙研究にも積極的に取り組んでいる。例えば、1990年にPSIの技術者はロシアの衛星Spectrum XG用のEUVITA望遠鏡の検出器を製作し、後にNASAとESAにも宇宙放射線を分析するための検出器を供給した。1992年には、物理​​学者が加速器質量分析法と放射性炭素法を用いて、わずか数ミリグラムの骨、組織、草の小さなサンプルから、前年にエッツタールアルプスの氷河で発見されたミイラ、エッツィの年齢を判定した。 ^[12]これらは、当時ETHチューリッヒとPSIが共同で運営していた、チューリッヒ近郊のヘンガーベルクにある TANDEM加速器で分析された。

2009 年、インド生まれのイギリス人構造生物学者ベンカトラマン・ラマクリシュナンは、シンクロトロン光源スイス (SLS) での研究などでノーベル化学賞を受賞しました。SLS は PSI の 4 つの大規模研究施設の 1 つです。ラマクリシュナンはここでの研究により、リボソームがどのように見えるか、また個々の分子レベルでどのように機能するかを解明することができました。遺伝子にコード化された情報を使用して、リボソームは生体内の多くの化学プロセスを制御する タンパク質を生成します。

2010年、PSIの国際研究チームは負のミューオンを使って陽子の新しい測定を行い、その半径がこれまで考えられていたよりも大幅に小さいことを発見した。0.8768フェムトメートルではなく0.84184フェムトメートルである。報道によると、この結果は驚くべきものであるだけでなく、物理学のこれまでのモデルに疑問を投げかけるものでもある。^[13]この測定はPSIの590MeV陽子加速器HIPAでのみ可能だった。なぜなら、二次生成されたミューオンビームは、実験を行うのに十分な強度を持つ世界で唯一のものであるからである。^[14]

2011年、PSIなどの研究者はSLSの助けを借りて、タンパク質分子ロドプシンの基本構造を解読することに成功しました。この光学色素は一種の光センサーとして機能し、視覚のプロセスにおいて決定的な役割を果たします。^[15]

PSIで構築されたいわゆる「バレルピクセル検出器」は、ジュネーブの原子核研究センターCERNのCMS検出器の中心的な要素であり、ヒッグス粒子の検出に関与していました。2012年7月4日に発表されたこの発見は、1年後にノーベル物理学賞を受賞しました。^[16]

2016年1月、20キログラムのプルトニウムがPSIから米国に持ち出された。新聞報道によると^[17] 、連邦政府は秘密のプルトニウム貯蔵施設を持っており、当時の計画通り原子爆弾を製造するために1960年代からそこに物質が保管されていた。連邦評議会はこれを否定し、物質のプルトニウム239含有量は92パーセント以下であり、兵器級物質ではないと主張した。^[18]むしろ、1960年から1977年まで稼働していたディオリット研究炉の再処理された燃料棒から得られた物質を使用して、原子力発電所用の新世代の燃料要素タイプを開発するというアイデアだった。 ^[19]しかし、これは実現しなかった。2011年に原子力発電の段階的廃止が決定された頃には、スイスではこの物質をこれ以上使用できないことが明らかになっていた。連邦評議会は2014年の核安全保障サミットでスイスのプルトニウム貯蔵施設を閉鎖することを決定した。両国間の二国間協定により、プルトニウムはその後米国に移送され、さらに貯蔵されることになった。^[20]

2017年7月には、三次元磁性体内部の磁化の三次元配列が、材料に影響を与えることなくSLSの助けを借りて調査され、可視化されました。この技術は、モーターやデータストレージなどのより優れた磁石の開発に役立つと期待されています。^[21]

ジョエル・フランソワ・メゾは、長年PSIの所長（2008年から2018年）を務め、2018年末にETHチューリッヒの学長に選出された。彼のポストは、2019年1月から物理学者でPSIの首席補佐官であるティエリー・シュトレが一時的に引き継いだ。 ^[22] 2020年4月1日からは、物理学者のクリスチャン・リュエッグがPSIの所長を務めている。彼は以前、PSIの中性子とミューオン研究部門の責任者を務めていた。

研究成果をより広く社会に提供するために、長年にわたり数多くのPSIスピンオフ企業が設立されてきた。 ^[23]最大のスピンオフ企業は、 2006年にバーデン近郊で設立されたDECTRIS AGで、従業員数は120人。同社はX線検出器の開発と販売を専門としている。中性子研究施設向けの光学部品を販売するクリングナウのSwissNeutronics AGは、早くも1999年に設立された。金属有機構造体メーカーのnovoMOFや医薬品開発企業のleadXproなど、最近のPSIの分社化企業は、2015年に複数の企業とアールガウ州の支援を受けて設立されたPark InnovaareのPSIの近くに拠点を置いている。^[24]

PSIは、通常動作時に約2.2 mAのビーム電流を供給する590 MeV高電流サイクロトロンなど、いくつかの加速器施設の開発、構築、運用を行っています。また、PSIは4つの大規模な研究施設も運営しています。特に明るく安定しているシンクロトロン光源（SLS）、核破砕中性子源（SINQ）、ミューオン源（SμS）、X線自由電子レーザー（SwissFEL ）です。これにより、PSIは現在（2020年）、凝縮物質の構造とダイナミクスを研究するための4つの最も重要なプローブ（中性子、ミューオン、シンクロトロン放射）を国際的なユーザーコミュニティ向けのキャンパスで提供している世界で唯一の研究所となっています。さらに、HIPAのターゲット施設はミューオン源に供給するパイオンも生成し、超冷中性子源UCNは非常に遅い超冷中性子を生成します。

PSI での研究はこれらの施設の支援を受けて行われ、その重点分野は次のとおりです。

人間が扱うすべての物質は原子でできている。原子の相互作用と配置が物質の特性を決定する。PSIの物質と材料の分野の研究者のほとんどは、さまざまな物質の内部構造がそれらの観察可能な特性とどのように関係しているかをもっと知りたいと考えている。この分野の基礎研究は、電気工学、医学、通信、モビリティ、新しいエネルギー貯蔵システム、量子コンピュータ、スピントロニクスなど、幅広い用途を持つ新素材の開発に貢献している。調査対象の現象には、超伝導、強磁性と反強磁性、スピン流体、トポロジカル絶縁体などがある。^[25]

PSIでは、中性子を材料研究に積極的に利用しています。中性子は、原子サイズから1センチメートルの物体まで、材料の内部に独自の非破壊アクセスを可能にするためです。^[26]そのため、中性子は、量子スピンシステムとその将来のコンピュータ技術への応用の可能性、複雑な脂質膜の機能とその薬物物質の輸送と標的放出への利用、インテリジェントエネルギーネットワークの主要コンポーネントとしてのエネルギー貯蔵用の新しい材料の構造など、基礎研究と応用研究のトピックを調査するための理想的なプローブとして機能します。

素粒子物理学では、PSIの研究者は物質の最も内側の層の構造と特性、そしてそれらをつなぎとめているものについて研究している。^[27]ミューオン、パイオン、超冷中性子は、素粒子の標準モデルのテスト、基本的な自然定数の決定、標準モデルを超える理論のテストに使用されている。PSIの素粒子物理学は、弱い相互作用の結合定数の最も正確な決定や陽子の電荷半径の最も正確な測定など、多くの記録を保持している。 ^[28]一部の実験は、標準モデルでは予見されていないが、理論の矛盾を修正したり、天体物理学や宇宙論から説明できない現象を解決したりできる効果を見つけることを目的としている。これまでのところ、それらの結果は標準モデルと一致している。例としては、MEG実験で測定された正ミューオンの陽電子と光子への仮説的崩壊の上限^[29]や中性子の永久電気双極子モーメントの上限などがある。^[30]

ミューオンは素粒子物理学だけでなく、固体物理学や材料科学でも有用である。^[31]ミューオンスピン分光法（μSR）は、磁性材料や超伝導材料、半導体、絶縁体、半導体構造の基本的な特性を調べるために使用され、太陽電池などの技術的に関連する用途にも使用されている。

PSIの研究者は、エネルギー供給をより持続可能なものにすることを目指して、エネルギー使用のあらゆる側面に取り組んでいます。重点分野には、再生可能エネルギーの新技術、低損失エネルギー貯蔵、エネルギー効率、低公害燃焼、燃料電池、エネルギーと物質の循環に関する実験的およびモデルベースの評価、エネルギーの生産と消費の環境への影響、および原子炉の安全性と廃棄物管理を中心とした原子力エネルギー研究が含まれます。

PSIは、季節エネルギー貯蔵とセクターカップリングに関する特定の質問に答えるために、ESI（エネルギーシステム統合）実験プラットフォームを運営しています。このプラットフォームは、研究や産業界で再生可能エネルギーをエネルギーシステムに統合するための有望なアプローチをテストするために使用できます。たとえば、太陽光や風力発電の余剰電力を水素やメタンの形で貯蔵するなどです。^[32]

PSIでは、ESIプラットフォームとチューリッヒ電力会社Energie 360​​°の協力により、バイオ廃棄物から大幅に多くのメタンガスを抽出する方法が開発され、テストに成功しました。チームは、スイス連邦エネルギー庁より2018年ワット・ドール賞を受賞しました。

PSI では触媒研究のプラットフォームも維持されています。触媒は、燃料電池、水の電気分解、二酸化炭素のメタン化など、さまざまなエネルギー変換プロセスの中心的な要素です。

PSIは、さまざまなエネルギー生産プロセスからの汚染物質の排出と大気中の対応する物質の挙動をテストするために、スモッグチャンバーも運用しています。^[33]

PSIのもう一つの研究分野は、アルプス山脈、地球の極地^[34]、中国^{[35]を含む地域におけるエネルギー生産の大気への影響についての研究です。}

原子力エネルギーおよび安全部門は、原子力に関する専門知識を高いレベルで維持し、原子力エネルギーの科学者および技術者を育成することに尽力しています。たとえば、PSI は商業用原子炉の燃料棒を調査するためのヨーロッパでも数少ない研究所の 1 つを維持しています。この部門は、たとえばETH チューリッヒ、EPFL、ベルン大学などの高性能コンピューターやEPFL のCROCUS研究炉を使用して、これらの大学と緊密に連携しています。

PSIは、がん治療のための陽子線治療の研究と応用において世界をリードする機関の1つです。1984年以来、陽子線治療センターは特殊な放射線治療でがん患者の治療に成功しています。現在までに、眼腫瘍を持つ7500人以上の患者が放射線治療を受けています（2020年の状況）。OPTIS施設を使用した眼科治療の成功率は98％を超えています。^[36]

1996年、PSIで開発されたいわゆるスポットスキャン陽子線技術を使用するために、照射ユニット（ガントリー1）が初めて装備されました。この技術では、体内の深部にある腫瘍を幅約5〜7 mmの陽子線で3次元的にスキャンします。多数の個々の陽子スポット（1リットルの体積あたり約10,000スポット）を重ね合わせることで、腫瘍は必要な放射線量に均等にさらされ、各スポットごとに個別に監視されます。これにより、通常は不規則な腫瘍の形状に最適に適合した、非常に正確で均一な照射が可能になります。^[37]この技術により、周囲の健康な組織を可能な限り保護することができます。最初のガントリーは1996年から2018年末まで患者に対して稼働していました。2013年には、PSIで開発された2番目のガントリー2が稼働し、2018年半ばには別の治療ステーションであるガントリー3がオープンしました。^[38]

放射性医薬品の分野では、PSIのインフラストラクチャは全スペクトルをカバーしています。特に、PSIの研究者は、体全体に分布する非常に小さな腫瘍に取り組んでいます。^[39]これらは通常の放射線治療技術では治療できません。しかし、PSIの陽子加速器と中性子源SINQの助けを借りて、医療に応用可能な新しい放射性核種が生産されています。治療のために特殊な生体分子（抗体）と組み合わせると、腫瘍細胞を選択的かつ特異的に検出する治療分子を形成できます。次に、これらに放射性同位元素でラベルを付けます。その放射線は、SPECTやPETなどの画像技術で局在化できるため、腫瘍とその転移を診断できます。さらに、腫瘍細胞を破壊するように投与することもできます。PSIでは、このような放射性物質がいくつか開発されています。現在、大学、クリニック、製薬業界と緊密に協力して、臨床試験でテストされています。^[40] PSIは必要に応じて地元の病院に放射性医薬品も供給している。^[41]

シンクロトロン光源スイス（SLS）の開設以来、構造生物学は人間の健康の分野での研究のさらなる焦点となっている。ここでは、生体分子の構造と機能が、できれば原子レベルの解像度で研究されている。PSIの研究者は主にタンパク質に取り組んでいる。すべての生きた細胞は、例えば代謝、信号の受信と伝達、分裂などを行うために、これらの分子を無数に必要としている。目的は、これらの生命プロセスをよりよく理解し、それによって病気をより効果的に治療または予防できるようにすることである。^[42]

例えば、PSIは、細胞分裂中に染色体を引き離すなどの役割を果たす糸状の構造である微小管の構造を調査しています。微小管は長いタンパク質鎖で構成されています。がんの治療に化学療法を使用すると、これらの鎖の組み立てや分解が妨げられ、がん細胞は分裂できなくなります。研究者は、これらのタンパク質の構造とその変化を詳細に観察して、抗がん剤が微小管のどこを攻撃しなければならないかを正確に突き止めています。^{[43] [44] 2016年に開設されたPSIの}SwissFEL自由電子X線レーザーの助けを借りて、研究者は1兆分の1秒（ピコ秒）未満という極めて高い時間分解能で生体分子の動的プロセスを分析できるようになりました。^[45]たとえば、彼らは、目の網膜の光受容体にある特定のタンパク質が光によってどのように活性化されるかを検出しました。

1974年に稼働を開始したPSIの陽子加速器は、初期には主に素粒子物理学に使用されていましたが、今日では固体物理学、放射性医薬品、癌治療への応用に焦点が当てられています。^[8]稼働開始以来、継続的に開発が進められ、今日の性能は2.4mAに達し、これは初期の100μAの24倍です。^[46]このため、この施設は現在、高性能陽子加速器、または略してHIPA（高強度陽子加速器）と見なされています。基本的に、コッククロフト・ウォルトン、インジェクター2サイクロトロン、リングサイクロトロンの3つの加速器が直列に接続されています。これらは陽子を光速の約80％まで加速します。 [ ^47]

サイクロトロン共鳴に基づく陽子源では、マイクロ波を使用して水素原子から電子を剥ぎ取る。残るのは、それぞれが1つの陽子のみからなる水素原子核である。これらの陽子は、 60キロボルトの電位で陽子源を離れ、加速管でさらに810キロボルトの電圧にさらされる。両方の電圧はコッククロフト・ウォルトン加速器によって供給される。合計870キロボルトで、陽子は時速4600万km、つまり光速の4％の速度まで加速される。^[48]次に、陽子はインジェクター2に送られる。

インジェクター 1 では、動作電流 170 μA、ピーク電流 200 μA を達成できました。この装置は、低エネルギー実験、OPTIS 眼科治療、MEGAPIE プロジェクトの LiSoR 実験にも使用されました。2010 年 12 月 1 日以降、このリング加速器は動作を停止しています。

1984年に稼働を開始し、当時のSINによって開発されたインジェクター2は、590 MeVリングサイクロトロンの入射装置としてインジェクター1に取って代わりました。当初はインジェクター1とインジェクター2を交互に作動させることができましたが、現在はインジェクター2のみがリングに陽子ビームを供給するために使用されています。新しいサイクロトロンは、ビーム電流を1 mAから2 mAに増加させ、これは1980年代の絶対的な記録値でした。今日、インジェクター2は、通常動作で約2.2 mA、72 MeVの高電流動作で2.4 mAのビーム電流を供給します。これは光速の約38パーセントです。^[49]

当初は、陽子軌道を明確に分離できるように、2 つの共振器がフラットトップ モードで 150 MHz で動作していましたが、現在は加速にも使用されています。抽出された 72 MeV 陽子ビームの一部は同位体生成用に分離され、主要部分はリング サイクロトロンに送られてさらに加速されます。

インジェクター2と同様に、円周が約48mのリングサイクロトロンは1974年に稼働を開始しました。これはSINで特別に開発され、PSI陽子加速器施設の中核をなしています。陽子は、約4kmの長さのトラック上で光速の80%まで加速され、リング内を186周します。これは、590MeVの運動エネルギーに相当します。^[50]このようなリングは世界中に3つしか存在せず、カナダのバンクーバーにあるTRIUMF 、米国ロスアラモスにあるLAMPF、そしてPSIのリングです。TRIUMFのビーム電流は500μAにしか達しておらず、LAMPFは1mAにしか達していません。

元々あった 4 つの空洞に加え、1979 年に 5 つ目の小型空洞が追加されました。この空洞はフラットトップ空洞として 150 メガヘルツで動作し、抽出される粒子の数を大幅に増加させました。2008 年以降、リングサイクロトロンの古いアルミニウム空洞はすべて新しい銅空洞に交換されました。これにより、より高い電圧振幅が可能になり、1 回転あたりの陽子の加速が向上しました。これにより、サイクロトロン内の陽子の回転数は約 200 から 186 に減少し、サイクロトロン内で陽子が移動する距離は 6 km から 4 km に短縮されました。2.2 mA のビーム電流を備えた PSI のこの陽子施設は、現在世界で最も強力な連続粒子加速器です。1.3 MW の強力な陽子ビームは、ミューオン源 (SμS) とスパレーション中性子源 (SINQ) に向けられます。

大きな実験ホールの中央では、リングサイクロトロンの陽子ビームが2つのターゲット、つまり炭素リングに衝突します。陽子が炭素原子核と衝突すると、まずパイオンが形成され、約260億分の1秒後にミューオンに崩壊します。その後、磁石がこれらのミューオンを材料科学や素粒子物理学で使用される機器に導きます。 ^[51]リングサイクロトロンの非常に高い陽子電流のおかげで、ミューオン源は世界で最も強力なミューオンビームを生成することができます。^[52]これにより、研究者は他の場所では実行できない素粒子物理学と材料科学の実験を行うことができます。

スイス・ミュオン・ソース（SμS）には7本のビームラインがあり、科学者はこれらを使って現代物理学のさまざまな側面を研究することができます。材料科学者の中には、これらをミュオン・スピン分光実験に使用している人もいます。ミュオン・ソースの高いミュオン強度と特殊なプロセスのおかげで、PSIは、わずか数キロ電子ボルトという非常に低いエネルギーで十分な強度のミュオンビームを利用できる世界で唯一の場所です。生成されたミュオンは、材料の薄い層や表面を分析するのに十分なほど遅いです。^[53]幅広い用途の機器を備えた6つの測定ステーション（FLAME（2021年から）、DOLLY、GPD、GPS、HAL-9500、およびLEM）がこのような調査に利用できます。

素粒子物理学者は、標準モデルの限界をテストするために、いくつかのビームラインを使用して高精度の測定を行っています。

1996年から稼働している中性子源SINQは、この種のものとしては最初で、現在でも最強である。10 14 n cm −2 s −1 の中性子束を連続的に放出する。[ ⁵⁴  ] ^SINQでは^、大型粒子加速器^からの陽子が鉛ターゲットに衝突し、鉛の原子核から中性子を叩き出して実験に利用できるようにする。^[46]熱中性子に加えて、液体重水素で作られた減速材は、より低いエネルギースペクトルを持つ低速中性子も生成する。

MEGAPIEターゲット（メガワット実験）は2006年夏に稼働を開始した。固体ターゲットを鉛ビスマス共晶ターゲットに置き換えることで、中性子収量をさらに約80％増加させることができる。^[55]

MEGAPIE ターゲットを処分するには多大な費用がかかることから、PSI は 2009 年に、このようなターゲットを新たに製造せず、すでにその価値が実証されている固体ターゲットをさらに開発することに決めました。MEGAPIE プロジェクトの調査結果に基づき、固体ターゲットを使用した場合とほぼ同じ程度の中性子収量の増加を実現できました。

SINQ は、低速中性子を輸送するために特別に開発された光学ガイド システムを採用した最初の施設の 1 つです。金属コーティングされたガラス導管は、ガラス繊維の光ガイドに類似した全反射によって、強度の損失を少なくしながら、中性子を長距離 (数十メートル) にわたってガイドします。これらの中性子ガイドの効率は、製造技術の進歩とともに着実に向上しています。そのため、PSI は 2019 年に包括的なアップグレードを実施することを決定しました。2020 年夏に SINQ が再稼働すると、実験に平均 5 倍、特殊なケースでは 30 倍もの中性子を供給できるようになります。

SINQ の 15 台の機器は PSI 研究プロジェクトに使用されるだけでなく、国内外のユーザーにも利用可能です。

2011年以来、PSIは超冷中性子（UCN）を生成するための2番目の核破砕中性子源も運用している。 ^[56] SINQとは異なり、この中性子源はパルス式で、HIPAの全ビームを使用するが、通常は5分ごとに8秒間のみである。設計はSINQと似ている。ただし、中性子を冷却するために、5ケルビン（摂氏-268度に相当）の温度で凍結した重水素を冷却減速材として使用する。生成されたUCNは施設内に保管でき、実験で数分間観察することができる。

この超伝導250MeVサイクロトロンは2007年から陽子線治療に使用され、がん患者の腫瘍を治療するためのビームを供給しています。これは陽子線治療に使用された世界初の超伝導サイクロトロンでした。以前はリングサイクロトロンからの陽子線の一部がこの目的で分割されていましたが、2007年以降、医療施設は独自の陽子線を独立して生成し、治療用のいくつかの照射ステーションに供給しています。^[57]施設の他のコンポーネント、周辺機器、制御システムもその間に改善され、今日では施設は年間7000時間以上稼働し、98％以上の時間利用可能となっています。

スイス光源（SLS）^{[58] [59]}は、電子シンクロトロンであり、2001年8月1日から稼働しています。これは、X線装置と顕微鏡を組み合わせたようなもので、さまざまな物質を検査します。円形の構造では、電子は円周288メートルの円形の経路上を移動し、接線方向にシンクロトロン放射を放射します。合計350個の磁石が電子ビームをその進路上に保持し、焦点を合わせます。加速空洞により、ビームの速度が一定に保たれます。

スイス光源のパノラマビュー

2008年以来、SLSは世界で最も細い電子ビームを持つ加速器となっています。PSIの研究者と技術者は8年間これに取り組んでおり、多数の磁石のそれぞれを繰り返し調整してきました。SLSは、赤外線から硬X線まで、非常に幅広いスペクトルのシンクロトロン放射を提供します。これにより、研究者は物体、材料、組織の内部の顕微鏡画像を撮影し、たとえば材料の改良や医薬品の開発を行うことができます。^[8]

2017年、SLSの新しい機器により、コンピューターチップを破壊することなく内部を観察することが初めて可能になった。45ナノメートルの細い電源線や34ナノメートルの高さのトランジスタなどの構造が見えるようになった。この技術により、例えばチップメーカーは自社製品が仕様に準拠しているかどうかをより簡単に確認できるようになった。^[60]

現在、「SLS 2.0」という仮称で、SLSをアップグレードして第4世代のシンクロトロン光源を作成する計画が立てられています。^[61]

SwissFEL自由電子レーザーは、2016 年12月5日にヨハン・シュナイダー＝アマン連邦参事によって正式にオープンした。2018年には最初のビームラインARAMISが稼働を開始した。2番目のビームラインATHOSは2020年秋に稼働する予定である。 ^[62]世界中で稼働している同等の施設は4つしかない。^[63]

PSI教育センターは、技術分野および学際分野における研修および継続教育の提供において30年以上の経験を有しており、毎年3,000人以上の参加者を研修しています。^[64]

センターでは、専門家と電離放射線や放射性物質を扱うその他の人々の両方を対象に、幅広い基礎および上級トレーニング コースを提供しています。参加者が関連する専門知識を習得するコースは、連邦保健局(FOPH) とスイス連邦原子力安全検査局(ENSI) によって認定されています。

また、PSIのスタッフやETHドメインの関心のある個人を対象に、基礎および上級トレーニングコースも実施しています。2015年以降は、人材育成に関するコース（紛争管理、リーダーシップワークショップ、コミュニケーション、移転可能なスキルなど）も開催されています。

PSI 教育センターの品質は認定されています (ISO 29990:2001)。

PSIは、例えば医学分野で、がんに対する陽子線治療や狂牛病の原因であるプリオンの検出のための調査技術など、約100の有効な特許ファミリー^{[65]を保有しています。その他の特許ファミリーには、表面構造化のための特殊な}リソグラフィープロセスを備えた光科学分野、希土類元素のリサイクル、触媒、バイオマスのガス化のための環境科学、材料科学などの分野があります。PSIは、特許に関する独自の技術移転オフィスを維持しています。^{[66] [67]}

例えば、スイスのシンクロトロン光源SLS用に開発された高性能X線カメラで使用される検出器の特許が認められており、これを使用して原子レベルで材料を調査することができます。これらは、PSIから生まれたこれまでで最大のスピンオフであるDECTRIS社設立の基礎となりました。 ^[68] 2017年、ローザンヌに拠点を置くDebiopharm社は、PSIの放射性医薬品科学センターで開発された活性物質177Lu-PSIG-2のライセンスを取得しました。この物質は、ある種の甲状腺がんの治療に有効です。これはDEBIO 1124という名前でさらに開発され、承認されて市場投入の準備が整う予定です。別のPSIスピンオフであるGratXrayは、格子干渉法の位相コントラストに基づく方法で取り組んでいます。この方法はもともとシンクロトロン放射線を特徴付けるために開発されたもので、乳がんのスクリーニングのゴールドスタンダードになると期待されています。この新技術は、PSIがフィリップスと共同で開発したプロトタイプにすでに使用されている。

• スイスの科学技術
• スイスイノベーションパーク
• 陽子線治療

ウィキメディア・コモンズには、ポール・シェラー研究所に関連するメディアがあります。

• PSIホームページ
• SLSのウェブサイト
• SINQのウェブサイト
• SwissFELのウェブサイト
• 陽子線治療プログラム
• PSIの高強度陽子加速器

北緯47°32′10″ 東経8°13′22″ / 北緯47.53611° 東経8.22278° / 47.53611; 8.22278