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.
- Helmholtz-Nachwuchsgruppe zu MagnonenDr. Hebatalla Elnaggar baut am HZB eine neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe auf. An BESSY II will die Materialforscherin sogenannte Magnonen in magnetischen Perowskit-Dünnschichten untersuchen. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, mit ihrer Forschung Grundlagen für eine zukünftige Terahertz-Magnon-Technologie zu legen: Magnonische Bauelemente im Terahertz-Bereich könnten Daten mit einem Bruchteil der Energie verarbeiten, die moderne Halbleiterbauelemente benötigen, und das mit bis zu tausendfacher Geschwindigkeit.
Dr. Hebatalla Elnaggar will an BESSY II magnetische Perowskit-Dünnschichten untersuchen und damit die Grundlagen für eine künftige Magnonen-Technologie schaffen.
- Die Zukunft der Korallen – Was Röntgenuntersuchungen zeigen könnenIn diesem Sommer war es in allen Medien. Angetrieben durch die Klimakrise haben nun auch die Ozeane einen kritischen Punkt überschritten, sie versauern immer mehr. Meeresschnecken zeigen bereits erste Schäden, aber die zunehmende Versauerung könnte auch die kalkhaltigen Skelettstrukturen von Korallen beeinträchtigen. Dabei leiden Korallen außerdem unter marinen Hitzewellen und Verschmutzung, die weltweit zur Korallenbleiche und zum Absterben ganzer Riffe führen. Wie genau wirkt sich die Versauerung auf die Skelettbildung aus?
Die Meeresbiologin Prof. Dr. Tali Mass von der Universität Haifa, Israel, ist Expertin für Steinkorallen. Zusammen mit Prof. Dr. Paul Zaslansky, Experte für Röntgenbildgebung an der Charité Berlin, untersuchte sie an BESSY II die Skelettbildung bei Babykorallen, die unter verschiedenen pH-Bedingungen aufgezogen wurden. Antonia Rötger befragte die beiden Experten online zu ihrer aktuellen Studie und der Zukunft der Korallenriffe.
- Energie von Ladungsträgerpaaren in Kuprat-VerbindungenNoch immer ist die Hochtemperatursupraleitung nicht vollständig verstanden. Nun hat ein internationales Forschungsteam an BESSY II die Energie von Ladungsträgerpaaren in undotiertem La₂CuO₄ vermessen. Die Messungen zeigten, dass die Wechselwirkungsenergien in den potenziell supraleitenden Kupferoxid-Schichten deutlich geringer sind als in den isolierenden Lanthanoxid-Schichten. Die Ergebnisse tragen zum besseren Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung bei und könnten auch für die Erforschung anderer funktionaler Materialien relevant sein.