Brillantes Licht für die Forschung in Hamburg

Hamburg (dpa) - Hamburger Physiker haben eine weltweit einzigartige Lichtquelle für die Forschung angeschaltet. Der für 225 Millionen Euro umgebaute Teilchenbeschleuniger PETRA III soll künftig brillantes Röntgenlicht liefern, wie das Deutsche Elektronen- Synchrotron (DESY) in Hamburg mitteilte. Diese sogenannte Synchrotronstrahlung wird etwa der Untersuchung von Proteinen, Nanomaterialien und neuartigen Werkstücken dienen. «Mit PETRA III werden wir Wissenschafterinnen und Wissenschaftlern Synchrotronstrahlen höchster Brillanz bieten können und so neue Maßstäbe in der Forschung mit Photonen setzen», betonte Bundesforschungsministerin Annette Schavan.

Am 16. April 2009 wurde das erste Teilchenpaket in den Beschleuniger eingeschossen. Nach einem Test im Sommer soll der reguläre Forschungsbetrieb 2010 beginnen. Dann sollen rund um die Uhr bis zu 960 Teilchenpakete mit jeweils bis zu 10 Milliarden Positronen - den Antiteilchen der Elektronen - durch den 2,3 Kilometer langen Speicherring gejagt werden.

Durch den Umbau sei PETRA III die zurzeit leistungsfähigste Synchrotronstrahlungsquelle der Welt, betonte das DESY. Keine andere Quelle biete Synchrotronstrahlung mit derart hoher Brillanz. Die Brillanz ist umso größer, je enger gebündelt der Lichtstrahl ist. An PETRA III sei der Strahl so stark gebündelt, dass sich noch 10 bis 30 millionstel Millimeter (Nanometer) kleine Proben untersuchen ließen.

Um bei dieser Untersuchung störende Erschütterungen möglichst weitgehend zu vermeiden, wurde eine 300 Meter lange, isoliert schwimmende Betonplatte gegossen, auf der bis zu 30 Experimente stattfinden können. Die Kosten für den gesamten Umbau wurden vom Forschungsministerium, der Stadt Hamburg und der öffentlich finanzierten Helmholtz-Gemeinschaft getragen, zu der das DESY gehört.

Ursprünglich war der Beschleuniger PETRA (Positron-Elektron- Tandem-Ring-Anlage) 1978 für die Teilchenphysik gebaut worden. Unter anderem wurde an ihm 1979 der Klebstoff des Atomkerns entdeckt, ein Elementarteilchen namens Gluon. Es vermittelt die sogenannte starke Kraft, welche die Grundbausteine aller Materie, die Quarks, aneinanderbindet und zu den vier fundamentalen Naturkräften gehört. Bei dem zwei Jahre dauernden Umbau seien nun unter anderem alle Magnete, die die Teilchen auf ihrer Bahn halten, mit neuen Spulen versehen worden.

Nach Angaben des Forschungszentrums wird der Beschleuniger nun auf die Produktion des Synchrotronlichts vorbereitet: Die sogenannten Undulatoren ­ Spezialmagnete, die das Synchrotronlicht erzeugen ­ würden so dicht an den Teilchenstrahl herangefahren, dass die Positronen auf Schlingerbahnen gelenkt werden und so das begehrte Licht abstrahlen.

Dieses sei vor allem für die Nanowissenschaften bedeutend. Kleinste Proben könnten so untersucht und Bilder mit bisher nicht erreichter Auflösung über die Anordnung der Atome gewonnen werden. Aber auch Molekularbiologen könnten nun die Struktur von Proteinen besser bestimmen. Ebenfalls viele Möglichkeiten eröffne der Speicherring für die Chemie, die Umweltforschung und die Materialwissenschaften.

«Mit PETRA III nimmt DESY eine weitere Röntgenlichtquelle für die Forschung in Betrieb, die weltweit ihresgleichen sucht», sagte DESY- Direktor Helmut Dosch. «Der erfolgreiche Umbau von PETRA III zeigt, wie wir Teilchenbeschleuniger einer ganz neuen Verwendung zuführen, damit sich die Investitionen für die Forschung mehrfach lohnen», lobte der Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft, Jürgen Mlynek. Die Gemeinschaft gilt mit fast 28 000 Mitarbeitern und einem Budget von rund 2,4 Milliarden Euro als größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands.


Weitere Infos:

• DESY im Internet:
  http://www.desy.de

AL