Helmholtz-Gemeinschaft fördert ATHENA-Projekt mit 29,99 Mio. Euro
ATHENA („Accelerator Technology HElmholtz iNfrAstructure”) heißt eine neue Forschungs- und Entwicklungsplattform für Beschleunigertechnologien, in der sich alle sechs Helmholtz-Beschleunigerzentren (DESY, FZJ, HZB, HZDR, KIT und GSI) mit dem Helmholtzinstitut Jena zusammentun. Die Helmholtz-Gemeinschaft hat jetzt entschieden, ATHENA als strategische Ausbaumaßnahme mit fast 30 Millionen Euro zu fördern.
„Die Entscheidung zeigt das starke Engagement der Helmholtz-Gemeinschaft, bahnbrechende neue Beschleunigertechnologien zur Lösung gesellschaftlicher Zukunftsaufgaben zu entwickeln und bereitzustellen“, sagt Helmut Dosch, der Vorsitzende des DESY-Direktoriums und Sprecher des Forschungsbereichs Materie in der Helmholtz-Gemeinschaft.
Zwei Leuchtturmprojekte
Gemeinsam wollen die Zentren zwei deutsche Leuchtturmprojekte der Beschleunigerforschung auf Grundlage innovativer plasmabasierter Teilchenbeschleuniger und hochmoderner Lasertechnologie aufbauen: bei DESY in Hamburg eine Elektronen- und am HZDR eine Hadronen-Beschleunigeranlage. An beiden Anlagen sollen verschiedene Einsatzmöglichkeiten entwickelt werden, die von einem kompakten Freie-Elektronen-Laser über neuartige medizinische Anwendungen bis hin zu neuen Experimenten in Kern- und Teilchenphysik reichen. Sobald die Nutzungsreife in einem Gebiet erreicht wird, könnten neue kompakte Nutzeranlagen in anderen Helmholtz-Zentren, aber auch in Universitäten und Krankenhäusern aufgebaut werden.
Beitrag aus dem HZB
Am HZB tragen zwei Arbeitsgruppen zu diesem Projekt bei: Die Abteilung Undulatoren von Johannes Bahrdt entwickelt und baut zwei neuartige Undulatoren: Der weltweit erste In-Vakuum-APPLE-Undulator wird am BESSY II eingesetzt werden. Der zweite Undulator, eine anspruchsvolle Weiterentwicklung des Prototypen, wird am Freie-Elektronen-Laser am Hamburger Leuchtturmprojekt eingebaut werden. Die Fachgruppe „Erzeugung hochbrillanter Elektronenstrahlen“ von Thorsten Kamps arbeitet an einer laserbasierten Strahldiagnoseeinrichtung. Mit dieser sollen die Eigenschaften der erzeugten Elektronenstrahlen charakterisiert werden.
„Die Förderung des von DESY koordinierten ATHENA-Projekts ist ein wichtiger Meilenstein im 2011 gegründeten ARD-Programm (Accelerator Research and Development) der Helmholtz-Gemeinschaft“, erklärt ARD-Initiator und DESY-Beschleunigerdirektor Reinhard Brinkmann. Andreas Jankowiak, Leiter des Instituts für Beschleunigerphysik am HZB und Sprecher des ARD-Programms, ergänzt: „Die Kompetenz aller Helmholtz-Beschleunigerzentren auf diese Weise zu bündeln verspricht bahnbrechende Entwicklungen und neue Anwendungen für ultrakompakte Teilchenbeschleuniger.“
Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland und Europa
„Die Erforschung neuartiger Plasmabeschleuniger findet in einem Umfeld starker internationaler Wettbewerber aus den USA und Asien statt. ATHENA stärkt die traditionell führende Rolle der deutschen Beschleunigerforschung und unterstützt die internationale Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Wissenschaftsstandortes“, sind sich Ralph Aßmann, ATHENA-Projektkoordinator und Leitender Wissenschaftler bei DESY, und Ulrich Schramm, Leiter der Laser-Teilchenbeschleunigung am HZDR, sicher.
Die ATHENA-Arbeiten sind durch die EU-geförderte Designstudie EuPRAXIA mit ihren 40 Partnerinstituten eng in die europäische Forschungslandschaft eingebettet. Damit hat das deutsche Spitzenforschungsprojekt ATHENA von Beginn an auch eine klare europäische Ausrichtung.
Die Presseinfo aus dem DESY finden Sie hier
- Neues Kontaktmaterial steigert Wirkungsgrad von Perowskit-SolarzellenEin neu entwickeltes Material für den Elektronenkontakt verbessert die Wirkungsgrade von Perowskit-Einzelsolarzellen und Perowskit/Silizium Tandemsolarzellen. Das neue Material basiert auf einem Carboran-Molekül und bietet gegenüber dem bisher genutzten Standardmaterial aus so genannten Fußballmolekülen eine Reihe von Vorteilen, zeigt die Studie, die federführend von einem Team um Steve Albrecht erarbeitet wurde. Inzwischen ist das Material patentiert und kommerziell erhältlich.
- Präzise Grenzflächenchemie steigert Wirkungsgrad von Perowskit-SolarzellenIm Rahmen einer internationalen Forschungskooperation wurde eine neue molekulare Strategie entwickelt, um eine der Grenzflächen in Perowskit-Solarzellen zu verbessern. Die daraus resultierenden Solarzellen erreichten in der n-i-p-Architektur einen Energieumwandlungswirkungsgrad von 26,19 % bei gleichzeitig hoher Betriebsstabilität unter längerer Bestrahlung und erhöhten Temperaturen. Die Ergebnisse wurden im „Journal of the American Chemical Society“ veröffentlicht.
- Magnetische Bildgebung: Mikroblumen verstärken das lokale MagnetfeldMaterialien mit magnetischen Nanostrukturen bieten viele Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Spintronik. Um solche Materialien zu untersuchen, sind magnetisch empfindliche Bildgebungsverfahren im Nanobereich geeignet, bisher konnten während des Bildgebung jedoch nur schwache Magnetfelder angelegt werden. Nun hat eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Sergio Valencia vom HZB einen Ansatz entwickelt, der diese Einschränkung überwindet. Das Team entwarf winzige Magnetflusskonzentratoren (MFCs). Die Geometrie der MFCs ähnelt einer Blume und fokussiert das angelegte Magnetfeld auf das Zentrum, in dem die Probe sitzt. Die „Mikroblumen“, die das Magnetfeld lokal verstärken, können in vielen nanometrischen magnetischen Mikroskopieverfahren eingesetzt werden.