Ingenieurskunst und Ausdauer

Ein komplexes Projekt wie das Upgrade einer Grossforschungsanlage ist das Ergebnis von Teamwork. Zugleich braucht es für besondere Teile auch den Einsatz von Einzelnen. Dass im August 2025 die Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS nach dem umfangreichen Upgradeprojekt SLS 2.0 erfolgreich und pünktlich wieder eingeweiht wurde, liegt unter anderem am Team von Thomas Schilcher, der die Abteilung für Elektronik und Kontrollsysteme am Zentrum für Beschleunigerwissenschaften und -technologien am PSI leitet. Und an Lorenz Moser, dem Elektroingenieur, der die Hard- und Software einer besonderen Komponente fit machte: dem Elektronenlagemessystem, auf Englisch Beam Position Monitor, kurz BPM.

«Für die Vorbeschleunigerkette war Lorenz Moser unerlässlich», sagt Thomas Schilcher. Dieser Teil der SLS beschleunigt die Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit. Die Bündel der Elektronen müssen exakt auf Position bleiben in der Vakuumröhre, in der sie im Kreis sausen. Haben sie ihre Zielgeschwindigkeit erreicht, werden sie in den etwas grösseren Elektronenspeicherring überführt, wo sie die namensgebende Synchrotronstrahlung der SLS erzeugen. Dieser Teil der Anlage wurde im Zuge des Upgrades komplett erneuert. Die SLS liefert nun noch besseres Synchrotronlicht für zahlreiche Forschungsvorhaben unter anderem im Gesundheitswesen, der Klimawissenschaft, der Energieforschung und in den Zukunftstechnologien. 

Der Vorbeschleuniger jedoch wurde zunächst beibehalten – und brauchte dementsprechend ein eigenes Lifting. Beispielsweise stammt das ursprüngliche BPM aus den späten 1990er-Jahren. Als es entworfen wurde, ging Lorenz Moser gerade erst in die Primarschule. 

Elektronik als Leidenschaft

Die Begeisterung für Elektronik packte den Schweizer mit niederländischen Wurzeln sehr früh. Da war zum einen sein Vater, ein Pilot und passionierter Modellbauer: «Modellboote, Rennautos, Flugzeuge: Wir haben viele Sachen zusammengebaut und zum Laufen gebracht», erinnert sich der heute 35-Jährige. Auch Mosers andere grosse Leidenschaft hat seinen Werdegang beeinflusst: die Musik, genauer die Gitarre. Zuerst klassisch, dann elektrisch. «Da kam dann automatisch wieder die Elektronik dazu, mit Verzerrern, Verstärkern und allem, was dazugehört.» Bis heute spielt Moser in Bands; seit zehn Jahren bei den Brugger «Rude Tins». Stil: Ska-Punk mit Bläser-Einschlag. 

Klar war also: «Irgendetwas mit Elektronik» sollte seinen beruflichen Weg bestimmen. Seine Wahl fiel auf eine Lehre als Elektroniker. Ein Weg, den er rückblickend nur empfehlen kann: «Du lernst das Handwerkliche; das tiefere theoretische Wissen kannst du dir immer noch zusätzlich oder später aufbauen. Für mich hat sich das sicherlich gelohnt.» Ein Studium schloss er dann auch noch an, und zwar Elektro- und Informationstechnik an der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW. 

Nach dem Bachelorabschluss bewarb sich Moser am PSI, zunächst für eine befristete Projektstelle als technischer Mitarbeiter. Die klang interessant, mit Hardwareentwicklung und Arbeit an komplexen Systemen. «Als ich zehn Jahre alt war, hat man die SLS aus dem Boden gestampft und als Jugendlicher war ich auch ein paar Mal hier. Das war einfach imposant!» Und tatsächlich – mit der Stelle klappte es: «Die wollten mich! Da habe ich dann angefangen – und bin anschliessend von Projekt zu Projekt gerutscht.» Das war im Jahr 2016. Inzwischen ist er fest angestellt. 

Platinenforensik

Und dann liefen 2020 die Arbeiten für das Upgrade SLS 2.0 an: 2023 begann Lorenz Moser gemeinsam mit seinem Kollegen Werner Sturzenegger, jede einzelne Platine des alten Beam Position Monitors auf Herz und Nieren zu testen. «Wir haben quasi Elektro-Forensik betrieben», sagt Sturzenegger. Und Moser fügt hinzu: «Man kann nie einfach nur hoffen, dass das, was Jahre tadellos funktioniert hat, nach Ausbau und Wiedereinbau wieder so läuft.» 

Das bedeutete: sämtliche Stecker prüfen, Kalibrationen wiederholen und Testscripts neu schreiben. Denn auch diese beruhten auf Software-Versionen, die in die Jahre gekommen waren. «Da kann es passieren, dass ein Programm auf der neusten Version gar nicht mehr läuft», so Moser. Herauszufinden, was einen bestimmten unspezifischen Fehler auslöst, kann extrem schwierig und zeitaufwendig sein: Ist es ein fehlerhaftes Kabel, eine spröde Lötstelle, ein defekter Kondensator – und lässt sich diese Platine noch einmal aufbereiten? Oder liegt es doch an der Software? 

Schliesslich ging es an den Wiedereinbau. Hier teilten sich Lorenz Moser und Thomas Schilcher die Arbeit. Hardware, Software, Ansteuerung, Netzwerk, Betriebssystem − wieder ging es darum, überlagerte Fehler zu finden und zu beheben. Moser und seine Kollegen machten es sich niemals einfach. Für den Betrieb einer Grossforschungsanlage braucht man Systeme, die zuverlässig laufen – aber man muss auch jeden einzelnen Prozess genau verstehen, um zu wissen, weshalb sie funktionieren. 

Dass die Integration erfolgreich gelang – da sind sich die Kollegen einig – lag nicht zuletzt an Lorenz Moser, an seiner Hartnäckigkeit und seiner Ausdauer. «Nicht jedem Ingenieur würde ich das zutrauen», sagt Sturzenegger. Moser selbst sieht die Sache pragmatischer. «Wenn es Sachen zu erledigen gibt, dann bin ich mir für keine Aufgabe zu schade. Dann mache ich das.» 

Neustart

Während die SLS nun besser als je zuvor brillantes Synchrotronlicht liefert und Spitzenforschung ermöglicht, ist der altehrwürdige BPM nun in einem stabilen Zwischenstadium: In wenigen Jahren soll er komplett ersetzt werden durch ein Nachfolgesystem. 

Ob Lorenz Moser ernüchtert ist, mit seiner akribischen Arbeit nichts von Dauer geschaffen zu haben? Er wiegelt ab: «Es war nun mal wichtig, dass wir das System bis Ende 2024 zum Laufen gebracht haben.» So konnten im Januar 2025 – perfekt im Zeitplan – die Elektronen in den neuen Speicherring eingeschleust werden und die wichtige Phase der erneuten Inbetriebnahme der SLS begann.

Auch Lorenz Mosers Arbeit am PSI geht weiter. Als junger Vater wird er jedoch sein Pensum etwas reduzieren: «Einen Tag in der Woche werde ich zu Hause für meine zwei Söhne da sein.» Er weiss, was das bedeutet: «Auch wenn das sicher nicht unbedingt immer erholsam sein wird, ist es doch schön für die Kinder und für mich.»

Und die anderen vier Tage? «Ich hoffe, dass ich künftig am PSI auch ein paar Neuentwicklungen umsetzen kann. Aber ich bin da und bereit für das, was kommt!»