Ernst-Eckhard-Koch-Preis und Innovationspreis Synchrotronstrahlung
Dr. Simon Krause (Universität Groningen, 1.v.l.) und Dr. Felix Willems (TU Berlin und Max-Born-Institut, 3.v.l.) erhielten den Ernst Eckhard Koch Preis für ihre herausragenden Dissertationen. © M. Setzpfand/HZB
Der Preis für Innovationen in der Synchrotronforschung ging an die PSI-Forscher Dr. Aldo Mozzanica (2.v.l), Dr. Bernd Schmitt (3.v.l.) und Prof. Dr. Heinz Graafsma (4.v.l, DESY). Überreicht wurde er durch Prof. Dr. Mathias Richter (5.v.l.) vom Freundeskreis des HZB. Die Laudatio hielt Prof. Dr. Edgar Weckert, DESY (1.v.l.) © M. Setzpfand/HZB
In diesem Jahr zeichnete der Freundeskreis des HZB gleich zwei herausragende Promotionsarbeiten mit dem Ernst-Eckhard-Koch-Preis aus. Der Europäische Innovationspreis Synchrotronstrahlung ging an ein Team aus Physikern des DESY und des Paul-Scherrer-Instituts. Die Preisverleihung fand auf dem diesjährigen Nutzertreffen des HZB statt, das mit über 500 Teilnehmerinnen und Teilnehmern und mehr als 50 Ausstellern sehr gut besucht war.
In diesem Jahr hatte die Jury sich entschieden, aus den acht hervorragenden Vorschlägen zwei Doktorarbeiten mit dem Ernst-Eckhard-Koch-Preis auszuzeichnen: Dr. Simon Krause, Universität Groningen, Niederlande, und Dr. Felix Willems, Technische Universität Berlin und Max-Born-Institut. Beide Arbeiten würden sowohl vom Umfang als auch von der Qualität weit über die üblichen Anforderungen an eine Dissertation hinausragen, zitierte der Vorsitzende des HZB-Freundeskreises, Prof. Dr. Mathias Richter, PTB, die Jury.
Simon Krause hatte das Gas-Adsoprtionsverhalten in porösen Festkörpern, so genannten "Metal Organic Frameworks" (MOF) mit Methoden der Synchrotronstrahlung und mit Neutronen untersucht und seine Arbeit auf dem Nutzertreffen in einem Vortrag ("X-rays and neutrons shed light on negative gas adsorption mechanism in flexible metal-organic frameworks") vorgestellt.
Felix Willems befasste sich in seiner Promotion mit ultraschnellen Schaltprozessen und ihrer Analyse mit Hilfe spektroskopischer Methoden an Synchrotronquellen wie BESSY II und erläuterte seine Ergebnisse mit einem Kurzvortrag zu "Unraveling microscopic processes in ultrafast magnetisation dynamics using XUV magnetic circular dichroism spectroscopy.
Innovationspreis Synchrotronstrahlung 2019
Der Innovationspreis Synchrotronstrahlung 2019 ging an Prof. Dr. Heinz Graafsma, DESY, sowie an Dr. Aldo Mozzanica und Dr. Bernd Schmitt , beide vom Paul-Scherrer-Institut, Schweiz. Die Physiker hatten gemeinsam einen neuen ultraschnellen Röntgen-Detektor für Freie Elektronen Laser entwickelt. Das AGIPD-System (Adaptive Gain integrating Pixel Detector) wird bereits am European XFEL eingesetzt. Der Innovationspreis Synchrotronstrahlung ist mit 3000 Euro dotiert und wird von der SPECS GmbH und der BESTEC GmbH gesponsert.
Heinz Graafsma erklärt das AGIPD-System so:
Für Speicherringe werden bisher so genannte "Photon Counting"-Pixeldetektoren verwendet, bei denen die Photonen nacheinander ankommen und das Signal jedes Photons verarbeitet wird. Für FELs ist dies keine Option, da in einem einzigen 100 fsec Impuls viele Photonen am Detektor ankommen und somit nicht einzeln verarbeitet werden können. Das bedeutet, dass man für FELs sogenannte "integrierende" Detektoren verwenden muss.
Bisher musste man sich entscheiden. Entweder den integrierenden Detektor sehr empfindlich zu machen, d.h. eine hohe Verstärkung zu haben, um von einem einzelnen Photon erzeugte Signale erkennen zu können, oder den integrierenden Detektor nicht sehr empfindlich zu machen, d.h. eine niedrige Verstärkung zu haben, um mit Signalen fertig zu werden, die von einer großen Menge von Photonen erzeugt werden. Aber man konnte nicht beides haben.
Um dieses Problem zu lösen, haben wir ein Konzept eines zweidimensionalen Detektors entwickelt und implementiert, bei dem für jedes einzelne Pixel vollautomatisch die Verstärkung entsprechend der Eingangssignalstärke angepasst wird. Daher der Name "adaptive gain integrating pixel detectors".
Dadurch kann man in einem einzigen Aufnahmeversuch an den FELs nun ein Bild über seinen gesamten Dynamikbereich aufnehmen. Dies führt zu einer deutlich verbesserten Datenqualität und damit zu besseren wissenschaftlichen Ergebnissen.
Für den European XFEL gab es eine zusätzliche Herausforderung, nämlich die extrem hohe Wiederholrate von 4,5 MHz, mehr als 3 Größenordnungen mehr als je zuvor. Dazu wurde in jedem Pixel ein 352 tiefer analoger Speicher implementiert, was AGIPD zur schnellsten Röntgenkamera mit hohem Dynamikbereich der Welt macht.
- Humboldt-Fellow am HZB-Institut für Solare Brennstoffe: Alexander R. UhlAlexander R. Uhl von der UBC Okanagan School of Engineering in Kelowna, Kanada, will mit Roel van de Krol vom HZB-Institut für Solare Brennstoffe einen effizienten und günstigen Photoelektrolyseur entwickeln, um mit Sonnenlicht Wasserstoff zu produzieren. Sein Aufenthalt wird von der Alexander von Humboldt-Stiftung gefördert.
- 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.