Wer Naturwissenschaften erforschen, dabei aber auch Informatik einsetzen möchte, kann an der Universität Basel den Bachelor in Computational Sciences studieren. Der Studiengang verbindet angewandte Informatik mit den Naturwissenschaften. «Das hilft beispielsweise, komplexe Probleme zu berechnen, die ohne Computer gar nicht lösbar wären», erklärt Lukas Schmidt, der den Bachelor im Sommer 2025 erfolgreich abgeschlossen hat.

In der Ringvorlesung «Anwendungen Computational Sciences», die früh im Studium angeboten wird, lernte er verschiedene Forschungsrichtungen und Projekte kennen, in denen dieser interdisziplinäre Ansatz umgesetzt wird. Unter den Dozierenden war auch Dr. Rubén Cabezón, der über seine Arbeit am Center for Scientific Computing (sciCORE) der Universität Basel und seine Forschung im Bereich der Astrophysik, insbesondere über das Forschungsprojekt SPH-EXA, berichtete.

Vom Hörsaal ins internationale Forschungsprojekt

Im Rahmen des Projekts SPH-EXA entwickeln Forschende neue Methoden, um extrem aufwendige Simulationen auf den grössten Supercomputern der Welt zu ermöglichen. Ziel ist es, Prozesse im Universum mit bisher unerreichter Detailtiefe zu simulieren, wie etwa die Entstehung und Verschmelzung Schwarzer Löcher, die Bildung von Planeten oder gewaltige Sternexplosionen. Solche Simulationen liefern wertvolle Erkenntnisse für die Kosmologie und Astrophysik.

«Ich habe mich schon früh für Physik begeistert», erinnert sich Lukas. «Die Vorlesung von Rubén fand ich so spannend, dass ich ihn direkt kontaktiert und gefragt habe, ob ich irgendwie mitarbeiten oder ein Praktikum machen könnte.» Mit dieser Eigeninitiative hatte Lukas Erfolg, obwohl er noch am Anfang seines Bachelorstudiums stand. Schon bald bekam er ein Praktikum und im Anschluss eine Stelle im Forschungsprojekt SPH-EXA angeboten. «Für ein Praktikum spielt die akademische Stufe eine geringere Rolle, als man vielleicht denkt», sagt Rubén. «Wir sehen den Menschen, nicht das Semester. Erfahrung ist hilfreich, aber Lernbereitschaft, Eigeninitiative und Kooperationsfähigkeit sind entscheidend.»

Für sechs Monate arbeitete Lukas Vollzeit im Projekt und legte sein Studium in dieser Zeit auf Eis. Auch nach der Rückkehr ins Studium blieb er dem SPH-EXA-Team mit einem kleinen Pensum erhalten. Seine Aufgabe war die physikalische Validierung der im Projekt entwickelten Methoden. «Jedes Teilchen, das wir aus der Physik kennen, hat bestimmte Eigenschaften und folgt den Gesetzen der Physik.  Diese kann man im Code abbilden», erklärt Lukas. Aus dieser Vielzahl digitaler Teilchen entstehen Simulationen, die anschliessend mit beobachteten Phänomenen abgeglichen. Hochleistungsrechner hält er dabei für ein unverzichtbares Werkzeug: «Damit erreichen wir Grössenordnungen, die beispielsweise mit Experimenten nicht zugänglich sind. Supercomputer liefern die Rechenleistung, die wir brauchen, um über diese Grenzen hinaus zu forschen.» Doch daraus erwächst auch eine ganz besondere Verantwortung: «Hochleistungsrechner benötigen enorme Energiemengen und mit diesen Ressourcen sollten Forschende sorgsam umgehen.»

Früh eigene Forschungserfahrungen sammeln

Inzwischen studiert Lukas im Master Physik. Die Erfahrungen, die er während seiner Zeit im Forschungsprojekt sammeln konnte, haben seine Laufbahn bereichert. Und auch Rubén ist überzeugt, dass Studierende mehr Mut haben sollten, sich früh in Forschungsprojekte einzubringen: «Lukas hat etwas getan, was ich mir von mehr Studierenden wünschen würde: Er hat den Zugang zur Forschung genutzt und einfach gefragt. Ich ermutige Studierende, sich an Forschende zu wenden, die ihnen sowohl persönlich als auch hinsichtlich ihrer Forschungsthemen sympathisch sind. Meiner Meinung nach ist dies einer der wertvollsten Vorteile, die Studierende von ihrer Universität erhalten können.»

Der Übergang von einem Praktikum zu einer Anstellung sei zwar nicht selbstverständlich, aber durchaus möglich, betont Rubén: «In Lukas’ Fall war die Entscheidung einfach. Er hat die Arbeit mit Engagement, Respekt und Eigenständigkeit angegangen – wie ein erfahrener Forscher.»

Die Arbeit im SPH-EXA-Projekt war für Lukas anspruchsvoll und fordernd, zugleich aber genau das, was ihn begeisterte: «Ich durfte an Fragen mitarbeiten, die das grosse Ganze betreffen. Das hat jeden Arbeitstag spannend gemacht. Die Mitarbeit im Projekt hat meine Interessen nicht nur bestätigt, sondern vertieft.»