02.09.2021

Forschen mit extremen Feldern

Helmholtz International Beamline for Extreme Fields (HIBEF) am European XFEL eingeweiht.

Christian Luft, Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung, die schleswig-holsteinische Wissenschafts­ministerin, Karin Prien, sowie die Staatsrätin für Wissenschaft, Forschung, Gleichstellung und Bezirke der Freien und Hansestadt Hamburg, Eva Gümbel, haben in Schenefeld bei Hamburg die Helmholtz International Beamline for Extreme Fields (HIBEF) am European XFEL eingeweiht.

 

Abb.: Detailansicht im TWIN-Verstärker des HIBEF-HI-Lasers am HED-Instrument...
Abb.: Detailansicht im TWIN-Verstärker des HIBEF-HI-Lasers am HED-Instrument (Bild: J. Hosan / European XFEL)

Unter Federführung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) in Kooperation mit dem Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) bündelt HIBEF Geräte und Fachwissen verschiedener Forschungs­einrichtungen, um diese der internationalen Wissenschafts­community zur Verfügung zu stellen. Die Beamline ist Teil der High Energy Density (HED) Experimentierstation des Röntgenlasers European XFEL und ermöglicht tiefe Einblicke in die Struktur von Materialien und in sehr schnelle natürliche Prozesse der Plasmaphysik. Forscher können dadurch beispielsweise Modelle der Planeten­entstehung verbessern sowie Vorgänge in Plasmen simulieren und so Innovationen in der Material- und Beschleuniger­forschung vorantreiben.

Die Gesamtinvestition einschließlich der Betriebskosten für zehn Jahre beträgt knapp 120 Millionen Euro. Staatssekretär Christian Luft bezeichnete HIBEF als wegweisende Investition in die Zukunft: „Exzellente Forschung benötigt hervorragende Infrastrukturen. In internationaler Zusammen­arbeit ist mit HIBEF am European XFEL eine Experimentierstation mit weltweit einzigartigen Möglichkeiten entstanden, die von der Grundlagenforschung an neuen Materialien bis hin zu neuen Erkenntnissen über Planeten reichen. Damit bauen wir in Europa unsere internationale Spitzen­position auf dem Gebiet der Forschung mit Röntgenstrahlen weiter aus.“

HIBEF kombiniert die Röntgenstrahlung des European XFEL mit zwei Superlasern, einer leistungs­starken Magnetspule und einer Plattform für die Forschung mit Diamant-Stempel­zellen. HIBEF wurde 2013 von DESY und HZDR gegründet. Beteiligt am HIBEF-Nutzer­konsortium sind mehr als 350 Wissenschaftlern an 60 Forschungs­einrichtungen in 16 Ländern wie beispielsweise das britische Science and Technology Facilities Council (STFC).

Sebastian M. Schmidt, Wissenschaftlicher Direktor des HZDR: „Mit HIBEF zeigen wir einmal mehr, dass sich Helmholtz-Zentren dadurch auszeichnen, frühzeitig und visionär Forschungs­fragen der Zukunft zu erkennen und entsprechend vorausschauend ihre Forschungs­infrastrukturen zu planen. Das große Interesse und zahlreiche Nutzungsanfragen aus aller Welt für unsere neue Experimentieranlage bestätigen zudem den ausgezeichneten Ruf des HZDR als kompetenter und verlässlicher Partner.“

Robert Feidenhans‘l, Vorsitzender der European XFEL Geschäftsführung, ergänzt: „Wir freuen uns sehr, dass wir mit unserer Experimentierstation HED den HIBEF-Forschenden aus aller Welt nun weitere spannende Forschungs­möglichkeiten bieten können. Für 2021 sind an der HED-Experimentier­station neun Experimente mit Forschungsgruppen von 59 Einrichtungen geplant, und wir sind sehr gespannt auf die ersten Ergebnisse. Ich danke dem HIBEF-Konsortium für die hervorragende und erfolgreiche Zusammenarbeit, die wir in den nächsten Jahren weiter ausbauen möchten.“

Unglaubliche 27.000 Mal pro Sekunde können in Schenefeld die intensivsten Röntgenblitze der Welt zucken. Erzeugt werden sie im unterirdischen, 3,4 Kilometer langen Röntgenlaser von Elektronen, die ein supraleitender Teilchen­beschleuniger dazu auf beinahe Lichtgeschwindigkeit bringt. Bricht der European XFEL schon allein viele Rekorde, so stellen die Forscher vom HZDR-Institut für Strahlenphysik noch weitere auf.

Die beiden Laser, entwickelt vom STFC im Vereinigten Königreich und dem HZDR, liefern hochenergetisches beziehungsweise hochintensives Licht zur Erzeugung extremer Zustände, wie sie beispielsweise im Inneren von Planeten vorkommen. Zu dieser Kombination aus extremen Versuchs­bedingungen mit den intensiven Röntgenpulsen des European XFEL gibt es weltweit nichts Vergleichbares.

European XFEL / DE

 

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