Erstmals „Spikes“ im Synchrotronlicht direkt beobachtet

Das Experiment wurde an der SASE1-Beamline des European XFEL unter Verwen­dung vorhan­dener Mess­geräte durchge­führt: einem Silizium­mono­chromator und einem bild­erzeu­genden System. „Die kurzen Elek­tronen­pakete aus unserem Linearbeschleuniger sind der Schlüssel“, erklärt Trebu­shinin. Die Methode könnte grundsätzlich auch bei Speicherringen angewandt werden. Aufgrund der Länge der Bündel in Speicher­ringen würde ein solches Gerät jedoch Mono­chroma­toren mit ultra­hoher Auflösung erfordern. „Hier können wir das einfach mit dem vorhan­denen Gerät unserer Anlage machen“, sagt Trebu­shinin. Die Informa­tionen werden ausschließ­lich aus den statis­tischen Intensitäts­schwankungen gewonnen, ähnlich wie beim Hanbury-Brown-Twiss-Experiment zur Messung des Winkel­durch­messers von Sternen, das in den 1950er Jahren die Stern­astronomie revolutio­nierte.

Die Messungen sind wichtig für fortge­schrittene XFEL-Betriebs­konzepte wie dem Erzeugen von Atto­sekunden­pulsen, dem Self-Seeding oder dem gleich­zeitigen Experimen­tieren mit zwei unter­schied­lichen Röntgen­wellen­längen. Die neue Methode ermöglicht eine segment­weise Diagnose und macht die viel­fache Instal­lation von Draht­scannern über­flüssig. „Dies ist eine beein­druckende Demonstration des statis­tischen Optik­effekts, der auf das Synchrotron­licht angewandt wird“, erklärt Gianluca Geloni, Gruppenleiter bei European XFEL. Das Forschungs­team umfasste Mitarbei­tende von European XFEL und DESY im Rahmen eines Forschungs- und Ent­wicklungs­programms für Freie-Elektronen-Laser. [EuXFEL / dre]