Forum

European XFEL: Röntgenblitzlicht und Molekülkino

Am Röntgenlaser European XFEL hat der Forschungsbetrieb begonnen.

  • Alexander Pawlak
  • 10 / 2017 Seite: 26

Viele Forscherinnen und Forscher aus aller Welt dürfte es von nun an in ein schmuckloses Gewerbegebiet ins schleswig-holsteinische Schenefeld ziehen. Grund dafür sind nicht die dortigen Autowerkstätten, sondern der stärkste Röntgenlaser der Welt: der Europäische Freie-Elektronen-Röntgenlaser, kurz European XFEL.1) Oberirdisch ist davon nicht viel zu sehen, denn der Röntgen­laser erstreckt sich in einem Tunnel von 3,4 Kilometern Länge vom DESY in Hamburg bis zur Experimentierhalle unterhalb des modernen Hauptgebäudes der neuen Großforschungseinrichtung. Der European XFEL ist das weltweit leistungsfähigste Blitzlicht und die schnellste Hochgeschwindigkeitskamera für die Nanowelt. Er soll es ermöglichen, die Struktur komplexer Biomoleküle aufzuklären, chemische Reaktionen „in Echtzeit“ zu filmen oder extreme Materie­zustände bzw. neuartige Werkstoffe zu untersuchen.

„Was vor über 20 Jahren als Vision bei DESY begann und auf den Weg gebracht wurde, ist heute Wirklichkeit“, freute sich Helmut Dosch, Vorsitzender des DESY-Direktoriums, beim offiziellen Start des Forschungsbetriebs am 1. September. Anwesend waren die Forschungsminister bzw. Vertreter aller elf Partnerländer, darunter Russland, Frankreich, Dänemark und die Schweiz. Großbritannien befindet sich im Beitrittsprozess. Nun können sich Forschergruppen aus aller Welt in einem Auswahlverfahren um „Strahlzeit“ am European XFEL bewerben – in der Regel ein bis zwei Wochen pro Gruppe und Experiment.

Ein solch komplexes Großgerät lässt sich nicht einfach anschalten; nach und nach galt es, Meilensteine zu meistern. Die supraleitende Beschleunigertechnik und die Erzeugung des Röntgenlaserlichtes (Infokasten) wurden am 315 Meter langen Freie-Elektronen-Laser FLASH am DESY getestet und stehen dort seit 2005 für die Forschung zur Verfügung. Der zehnmal längere European XFEL beschleunigt die Elektronen auf 17,5 GeV statt nur auf 1 GeV bei FLASH und kann mit einer deutlich kleineren minimalen Wellenlänge (0,05 nm statt 4,1 nm) bis in die atomaren Details von Molekülen vordringen. Das machte die Inbetriebnahme noch anspruchsvoller und zeitaufwändiger. Jeder Schritt, ob die Erzeugung der Elektronen am Injektor beim DESY, ihre Beschleunigung im 1,7 Kilometer langen supraleitenden Linearbeschleuniger oder Führung und -anpassung der erzeugten Röntgenlaserstrahlung, geschieht an der Grenze des technisch Machbaren. Daher dauerte es vom ersten Röntgenstrahl am Ende des Tunnels am 27. Mai bis zum 23. Juni, bis die ersten Röntgen­quanten die Experimentierhalle erreichten. Knapp eine Woche später ließ sich erstmals kohärente Röntgenbeugung demonstrieren. Anfang August bot eine DPG-Recherchereise einen ersten Einblick in die Messstationen, an denen die Stunde der Experimentatoren geschlagen hat − zunächst der für die Entwicklung und Betreuung zuständigen Forscher des European XFEL, die seit September mit den Gastwissenschaftlern eng zusammenarbeiten...

Share |
thumbnail image: European XFEL: Röntgenblitzlicht und Molekülkino

Aktuelles Heft

Inhaltsverzeichnis
12 / 2017

thumbnail image: PJ 12 2017


Physik der Seifenblasen

Zilien und Geißeln

Nobelpreise

Arbeitsmarkt

Zugang Physik Journal

Nur DPG-Mitglieder haben vollen Zugriff auf alle Hefte und Online-Inhalte des Physik Journal und müssen sich dafür mit ihrer Mitgliedsnummer registrieren » 

Erst wenn die Artikel des Physik Journal älter als drei Jahre sind, stehen sie kostenlos und frei zugänglich zur Verfügung

Als DPG-Mitglied erhalten Sie den Physik Journal Newsletter, wenn Sie sich dafür bei der DPG registrieren »

Mediadaten

Die Mediadaten für Werbe­mög­lich­kei­ten im Phy­sik Jour­nal finden Sie als PDFs hier:
2017 deutsch / eng­lisch
2018 deutsch / englisch

Webinar

Einführung in die Simulation von Halbleiter-Bauelementen

  • 30. November 2017

Von Mosfets über LEDs bis zu Wafern – Halb­leiter­bau­elemente sind essen­tielle Bestand­teile moderner Tech­nik in nahezu allen Bran­chen. Die nume­ri­sche Simu­la­tion kann dabei ein wich­ti­ges Hilfs­mit­tel dar­stel­len, um diese Bau­elemen­te in ihrer Funk­tions­weise zu analy­sie­ren und somit deren Kon­zep­tion zu er­leich­tern.

Alle Webinare »

Site Login

Bitte einloggen

Andere Optionen Login

Website Footer