VSR-Konzept - Variable Pulslängen bei voller Intensität

Ein weltweit einmaliges Konzept: BESSY VSR: Mit dem Projekt BESSY VSR wird die Synchrotronstrahlungsquelle des HZB zum Variablen Pulslängen-Speicherring ausgebaut. 2017 erhielt das Zentrum grünes Licht für die Finanzierung. Andreas Jankowiak, Leiter des Instituts »Beschleunigerphysik« beschreibt die Herausforderungen auf dem Weg zu BESSY VSR. Interview mit Andreas Jankowiak

Zurzeit liefert BESSY II im Regelbetrieb einen hohen Photonenfluss bei einer festen Pulslänge von 17 Pikosekunden. Nur wenige Tage im Jahr wird der Betrieb umgeschaltet, so dass Proben auch mit extrem kurzen Pulsen von etwa zwei Pikosekunden untersucht werden können. Dabei wird jedoch der Photonenfluss sehr stark reduziert.

Dies soll sich durch das BESSY VSR (Variable Pulslängen-Speicherring) verändern: In Zukunft sollen unsere Nutzerinnen und Nutzer an jeder einzelnen Beamline und für jedes Experiment die benötigte Pulslänge frei bestimmen können, und zwar ohne Verlust an Intensität. Damit schließt BESSY VSR die Lücke zwischen Speicherringen wie PETRA III und Freien Elektronen Lasern.

In einer Designstudie arbeiten Physikerinnen und Physiker vom HZB-Institut Beschleunigerphysik nun an neuen, supraleitenden Hohlraumresonatoren (Kavitäten), in denen variable Pulslängen von 1,5 bis 15 Pikosekunden bei voller Intensität erzeugt werden können. Diese Entwicklungsarbeit lohnt sich doppelt, denn genau die gleichen Resonatoren werden auch für BERLinPro benötigt.

BESSY VSR wird neue experimentelle Fragestellungen für die Forschung an Energiematerialien ermöglichen; So könnten wir Einblick in die schnellen Veränderungen der Elektronenstruktur während chemischer Reaktionen gewinnen, quantenphysikalische Effekte auf Zeitskalen von Pikosekunden untersuchen oder schnelle Umschaltprozesse in neuen Materialien für zukünftige, „grüne“ Informationstechnologien beobachten. 

BESSY VSR - Das Prinzip: In zwei Minuten tanzen Mitarbeitende des HZBs vor, um was es geht.

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BESSY VSR: Das Upgrade von BESSY II

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