Erster Strahl für den SwissFEL

Physik Journal – Herzstück der geplanten Großforschungsanlage am PSI eingeweiht.

In der Schweiz ist das Paul-Scherrer-Institut (PSI) als größtes Forschungszentrum für den Entwurf, Bau und den Betrieb von Großforschungsanlagen zuständig. Dazu gehört der „Schweizer Freie Elektronen-Laser“ SwissFEL, dessen Kernstück am 24. August den ers­ten Elektronenstrahl produzierte.

Gäste aus Politik und Forschung feierten diesen wichtigen Meilenstein, mit dem die Wissenschaftler und Ingenieure eine Elektronenquelle für die Weiterentwicklung des nationalen Freie-Elektronen-Lasers bereitgestellt haben. Der anwesende Minister Didier Burkhalter, in dessen Zuständigkeit das PSI fällt, ließ in seiner Erklärung auch keinen Zweifel, dass der Bundesrat den weiteren Ausbau des SwissFEL genehmigt, der bis 2016 abgeschlossen sein soll. Dabei besteht ein enger Schulterschluss von Institut, zwanzig schweizer Hochschulgruppen und der heimischen Industrie. Die Gesamtkosten belaufen sich auf umgerechnet etwa 210 Millionen Euro.

In der gut 700 Meter langen Anlage wollen die Forscher Elektronen auf sechs Gigaelektronvolt beschleunigen. Dabei bilden je eine Milliarde Teilchen einen Puls, von denen bis zu 400 pro Sekunde abgefeuert werden können. Spezielle Undulator-Magneten zwingen die Elektronen auf einen Slalomkurs, auf dem sie energiereiches Synchrotronlicht abgeben. Die Brillanz, also die Zahl der Photonen pro Puls, beträgt bis zu fünf Billionen, Milliarden Mal mehr als bei der ebenfalls am PSI beheimateten Synchrotronlichtquelle SLS. Die Wellenlänge der Röntgenstrahlung liegt zwischen 0,1 und 1 Nanometer, und die Pulse sind 10 bis 60 Femtosekunden kurz. Damit lassen sich detaillierte Einblicke in die unterschiedlichsten Nanostrukturen und darin ablaufende physikalische Prozesse gewinnen. Daher sehen nicht nur Physiker, sondern auch Materialwissenschaftler, Chemiker und Biologen der Fertigstellung der Anlage voller Erwartungen entgegen. SwissFEL soll Forschergruppen aus Hochschulen und Industrie gleichermaßen dienen und die Zahl von derzeit jährlich 2000 Gastexperimentatoren am PSI steigern.

Die Schweiz strebt mit dem ­Projekt einen Spitzenplatz in der Forschung an, wie PSI-Direktor Joël Mesot in seiner Ansprache ­betonte. Denn auf absehbare Zeit gibt es weltweit nur wenige leistungsfähigere Anlagen. Eine davon ist der ebenfalls im Bau befindliche European XFEL am DESY in Hamburg– an dem auch die Eidgenossen beteiligt sind.

Oliver Dreissigacker

Quelle: Physik Journal, Oktober 2010, S. 11

Weitere Infos:

Physik Journal, Januar 2010, S. 8 (PDF)

AH