Bestnoten für das BESSY FEL Projekt
Der Wissenschaftsrat hat in seiner heute vorgestellten Stellungnahme zu zwei Großgeräten der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung die Förderung des BESSY Freie Elektronen Lasers unter Auflagen empfohlen. Es gäbe derzeit keine Initiative, die sich in Bezug auf die technischen Rahmenbedingungen und der wissenschaftlichen Kompetenz des Teams mit dem BESSY Projekt vergleichen ließe, so die Gutachter weiter.
Als eine Art "Super-Stroboskop" erzeugt der FEL extrem kurze und extrem helle Röntgenpulse und erlaubt so wissenschaftliche Untersuchungen jenseits des derzeit Möglichen. Die Forscher erwarten, dass sie mit dem FEL Momentaufnahmen chemischer Reaktionen aufzeichnen können und tiefe Einblicke in moderne Materialien und in biologische Prozesse erhalten. Die Exzellenz des wissenschaftlichen Programms hatte der Wissenschaftsrat bereits in seiner Stellungnahme von 2002 bestätigt.
Das nun evaluierte technische Design hat überzeugt. Die Gutachter des Wissenschaftsrats schlagen vor, eine 3-4 jährige Entwicklungsphase zu finanzieren, in der das Konzept durch den Bau und Betrieb einer zweistufigen FEL Kaskade als Basis der großen Anlage umgesetzt werden soll. Für deren Realisierung sollte eine für Großgeräte in Deutschland übliche Finanzierung angestrebt werden.
"Wir sind alle begeistert von dem Votum des Wissenschaftsrats und werden die Entwicklung des FEL weiter vorantreiben", gibt Eberhard Jaeschke, der technische Direktor, die Stimmung bei BESSY wieder. "Wir bedanken uns bei allen Kollegen, die das Projekt unterstützt haben." Neben den vielen Projektpartnern habe sich Staatsekretär Husung persönlich für das FEL Projekt eingesetzt. Die Projektentwicklung wurde durch die Technologiestiftung mit einer Förderung aus dem Zukunftsfonds des Landes Berlin in Höhe von 2,4 Mio. EUR unterstützt.
Das Konzept eines FEL der zweiten Generation verbindet die vorhandene Spitzentechnologie auf dem Gebiet supraleitender Linearbeschleuniger mit dem Einsatz eines Hochleistungslasers. "Dadurch werden sich die Eigenschaften der Röntgenpulse exakt kontrollieren lassen", beschreibt der wissenschaftliche Direktor Wolfgang Eberhardt eine herausragende Qualität des FEL. "Mit dieser Präzision werden viele Forschergruppen wissenschaftliches Neuland betreten."
In Freie Elektronen Lasern werden Elektronen in dichten Paketen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und durch lange periodische Magnetstrukturen (Undulatoren) geführt. Dabei erzeugen sie sehr intensives Laser-ähnliches Licht auswählbarer Wellenlänge. Beim BESSY-FEL läuft ein Laserpuls gemeinsam mit dem beschleunigten Elektronenbündel durch den Undulator und prägt den Elektronen seine Eigenschaften auf. Dies erlaubt die Erzeugung von kurzen, reproduzierbaren Pulsen. Dabei wird die Wellenlänge des Lasers über mehrere Stufen in den Röntgenbereich überführt.
Die neue Technik erfordert viel Erfahrung in Beschleuniger- und Lasertechnologie. Die langjährige Erfahrung des BESSY Teams auf dem Gebiet der Konzeption und des Betriebs von Großgeräten der Synchrotronstrahlungsforschung ist die beste Voraussetzung, um die Herausforderungen, die mit dieser neuen Technik verbunden sind, zu bewältigen. So ist es kürzlich BESSY Wissenschaftlern gelungen, durch kontrollierte Wechselwirkung von Laserpuls und Elektronen im BESSY II Speicherring diese Technologie zu demonstrieren. Die Exzellenz des FEL Teams wird durch die enge Zusammenarbeit mit dem Max-Born-Institut in Adlershof und mit DESY in Hamburg verstärkt.
- Proteinkristallographie an BESSY II: Schneller, besser und automatischerViele Erkrankungen hängen mit Fehlfunktionen von Proteinen im Organismus zusammen. Die dreidimensionale Architektur dieser Moleküle ist oft äußerst komplex, liefert aber wertvolle Hinweise für das Verständnis von biologischen Prozessen und die Entwicklung von Medikamenten. Mit Röntgendiffraktion an den MX-Beamlines von BESSY II lässt sich die 3D Struktur von Proteinen entschlüsseln. Mehr als 5000 Strukturen sind bis heute an den drei MX-Beamlines von BESSY II gelöst worden. Ein Rückblick und Ausblick im Gespräch mit Manfred Weiss, dem Leiter der Makromolekularen Kristallographie.
- Was die Zinkkonzentration in Zähnen verrätZähne sind Verbundstrukturen aus Mineralien und Proteinen, dabei besteht der Großteil des Zahns aus Dentin, einem knochenartigen, hochporösen Material. Diese Struktur macht Zähne sowohl stark als auch empfindlich. Neben Kalzium und Phosphat enthalten Zähne auch Spurenelemente wie Zink. Mit komplementären mikroskopischen Verfahren hat ein Team der Charité Berlin, der TU Berlin und des HZB die Verteilung von natürlichem Zink im Zahn ermittelt. Das Ergebnis: mit zunehmender Porosität des Dentins in Richtung Pulpa steigt die Zinkkonzentration um das 5- bis 10-fache. Diese Erkenntnis hilft, den Einfluss von zinkhaltigen Füllungen auf die Zahngesundheit besser zu verstehen und könnte Verbesserungen in der Zahnmedizin anstoßen.
- Faszinierendes Fundstück wird zu wertvoller WissensquelleDas Bayerische Landesamt für Denkmalpflege (BLfD) hat ein besonderes Fundstück aus der mittleren Bronzezeit nach Berlin geschickt, um es mit modernsten Methoden zerstörungsfrei zu untersuchen: Es handelt sich um ein mehr als 3400 Jahre altes Bronzeschwert, das 2023 im schwäbischen Nördlingen bei archäologischen Grabungen zutage trat. Die Expertinnen und Experten konnten herausfinden, wie Griff und Klinge miteinander verbunden sind und wie die seltenen und gut erhaltenen Verzierungen am Knauf angefertigt wurden – und sich so den Handwerkstechniken im Süddeutschland der Bronzezeit annähern. Zum Einsatz kamen eine 3D-Computertomographie und Röntgendiffraktion zur Eigenspannungsanalyse am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) sowie die Röntgenfluoreszenz-Spektroskopie bei einem von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) betreuten Strahlrohr an BESSY II.