22.03.2012

Hamburger und Dresdner Beschleunigerphysiker kooperieren

Das Deutsche Elektronen-Synchrotron und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) werden künftig auf einer Reihe wissenschaftlicher Gebiete eng kooperieren. Dazu zählen Beschleunigerphysik und -technologie, Detektortechnologien und -systeme, der Einsatz von Synchrotronstrahlung sowie die Entwicklung und Anwendung von Freie-Elektronen- und Hochleistungslasern. Beide Forschungszentren, die ihre Kompetenzen auf dem Gebiet der Beschleunigerphysik bereits mit weiteren Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft sowie universitären und außeruniversitären Einrichtungen im Helmholtz-Portfoliothema „Accelerator Research and Development" (ARD) bündeln, haben hierzu nun auch einen bilateralen Kooperationsvertrag unterzeichnet.

Arbeiten an einem der beiden Spiegel des Freie-Elektronen-Lasers FELBE am HZDR. (Foto: HZDR)

Beschleunigeranlagen werden heute neben der physikalischen Grundlagenforschung für Innovationen in der Materialforschung, den Bio- und Nanowissenschaften, der Wirkstoffforschung oder für medizinische Anwendungen wie die Krebstherapie mit Ionenstrahlen eingesetzt. Im Mittelpunkt des Portfoliothemas ARD steht insbesondere die Vernetzung deutscher Forschungskompetenzen zur Weiterentwicklung von Beschleunigertechnologien. Ein Schwerpunkt der Kooperation von DESY und HZDR sind Design und Anwendung beschleuniger-basierter Lichtquellen im Terahertz- und Röntgenbereich, die von beiden Zentren betrieben werden. So können Wissenschaftler an den Freie-Elektronen-Lasern FELBE in Dresden seit 2004 und FLASH in Hamburg seit 2008 Experimente mit Terahertz-Strahlung durchführen. Solche Lichtquellen eignen sich bestens, um die Eigenschaften von Materialien, Atomen und Molekülen zu bestimmen und zu steuern.

Beide Forschungszentren wollen auch im Hinblick auf die zugrunde liegenden supraleitenden Beschleunigungstechnologien zusammenarbeiten. Die von DESY und HZDR betriebenen Forschungsanlagen erlauben schon heute die Beschleunigung von ultrakurzen Elektronenpaketen mit einer Güte, die es Wissenschaftlern erlaubt, in kürzerer Zeit deutlich mehr Experimente durchzuführen als an vergleichbaren normalleitenden Linearbeschleunigern. Im Rahmen der Kooperation sollen Methoden zur Elektronenstrahl-Diagnostik an supraleitenden Beschleunigern noch weiter optimiert werden, sodass die Lichtquellen in beiden Zentren mit noch besseren Eigenschaften betrieben werden können. Die Kooperation zwischen DESY und HZDR sieht den Austausch von Personal, technischen Lösungen und wissenschaftlichen Geräten vor sowie gemeinsame Experimente und Messzeiten an den Freie-Elektronen-Lasern FLASH und FELBE.

Die Entwicklungen fließen in Dresden beispielsweise direkt in den Aufbau eines neuen Terahertz-Labors namens TELBE mit einer Kombination aus einer schmalbandigen und einer breitbandigen Terahertz-Quelle ein, die dieses Jahr in Betrieb gehen soll. Sie sind aber auch enorm wichtig, um die Voraussetzungen zur Erzeugung brillanten Röntgenlichts zu schaffen. Dazu wird künftig der Dresdner Hochleistungslaser DRACO mit dem Elektronenstrahl aus dem Teilchenbeschleuniger ELBE gekoppelt.

Arbeiten in der FLASH-Experimentierhalle