FLASH empfängt die ersten Nutzergruppen nach großem Umbau
Diese Woche läuft eine neue Runde Nutzerexperimente bei DESYs Freie-Elektronen-Laser FLASH an. Die ersten User sind Forschende vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg.
Diese Woche läuft eine neue Runde Nutzerexperimente bei DESYs Freie-Elektronen-Laser (FEL) FLASH an. In einer langen FLASH2020+-Betriebspause war der FLASH1-Zweig komplett erneuert und in einen extern geseedeten FEL umgebaut worden, der zurzeit schrittweise in Betrieb genommen wird. Der nahezu unveränderte FLASH2 FEL-Zweig konnte bereits innerhalb kürzester Zeit wieder erfolgreich in Betrieb genommen werden. Schon drei Wochen nach Wiederanlauf des FLASH-Beschleunigers wurden bei FLASH2 die gewohnten, sehr guten Strahlparameter der FEL-Blitze erreicht.
Das Betriebsteam im Beschleuniger-Kontrollraum konnte dann zusammen mit den Wissenschaftler:innen an den Beamlines und Mess-Instrumenten in den Experimentierhallen die Einstellungen für die ersten drei von sechs Experimenten, die vor Weihnachten 2025 stattfinden, vorbereiten, „ausprobieren“ und optimieren.
Am 3. November war der Startschuss für diese Runde der neuen Nutzerexperimente. Das erste Team sind Forschende um die Physikerin Weiyu Zhang aus der Gruppe von Robert Moshammer und Thomas Pfeifer vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg. Ihr durch ein von DESY mit internationalen Expert:innen besetztes Proposal Review Panel sehr hoch bewertetes Experiment aus dem Bereich der Atom- und Molekülphysik werden sie nun am sogenannten Reaktions-Mikroskop in der Experimentierhalle ‚Kai Siegbahn‘ bei FLASH2 durchführen werden. Die Forscher:innen werden den sogenannten Jahn-Teller-Effekt studieren, also die zeitabhängige ultraschnelle geometrische Verzerrung eines Moleküls, das sie zunächst mit einem FEL-Blitz energetisch anregen und dann beobachten, wie es in Bruchteilen einer billionstel Sekunde seine Form streckt oder staucht. Für diese Verformungen sagt die Theorie verschiedene, auch unterschiedlich schnelle Pfade vorher. Dieses erste FLASH-Experiment der neuen Kampagne soll nun die genaue Differenzierung dieser Pfade ermöglichen. Der Jahn-Teller-Effekt hat Auswirkungen in vielen Bereichen der Chemie, da Moleküle durch diese geometrischen Verzerrungen energetisch günstigere Zustände erreichen können. Dies beeinflusst zum Beispiel die Synthese von komplexen Molekülen und deren Stabilität.
Das FLASH-Experiment soll über ein besseres Verständnis zwischen den schnellen Bewegungen der Elektronen − dem elementaren „Klebstoff“ der Chemie“ − und den damit gekoppelten Bewegungen der Atomkerne im Molekül tiefere Einblicke in die Quantenchemie liefern.
