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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Brillantes Licht für die Forschung |
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| | | Deutsche Physiker haben eine weltweit einzigartige Lichtquelle für die Forschung in Betrieb genommen. Der umgebaute Teilchenbeschleuniger PETRA III soll künftig brillantes Röntgenlicht liefern. |
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Das berichtet das Forschungszentrum der Helmholtz-Gesellschaft "Deutsches Elektronen-Synchrotron" (DESY) in Hamburg. Diese sogenannte Synchrotronstrahlung wird etwa der Untersuchung von Proteinen, Nanomaterialien und neuartigen Werkstücken dienen.
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Leistungsfähigste Strahlungsquelle |
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Am Donnerstag wurde das erste Teilchenpaket in den Beschleuniger eingeschossen. Nach einem Test im Sommer soll der reguläre Forschungsbetrieb 2010 beginnen. Dann sollen rund um die Uhr bis zu 960 Teilchenpakete mit jeweils bis zu 10 Milliarden Positronen - den Antiteilchen der Elektronen - durch den 2,3 Kilometer langen Speicherring gejagt werden.
Durch den Umbau sei PETRA III die zurzeit leistungsfähigste Synchrotronstrahlungsquelle der Welt, betonte das DESY. Keine andere Quelle biete Synchrotronstrahlung mit derart hoher Brillanz. Die Brillanz ist umso größer, je enger gebündelt der Lichtstrahl ist. An PETRA III sei der Strahl so stark gebündelt, dass sich noch 10 bis 30 Millionstel Millimeter (Nanometer) kleine Proben untersuchen ließen.
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Synchrotronstrahlung
Synchrotronstrahlungs-Anlagen gelten als hellste Lichtquellen auf der Erde. Die Strahlung entsteht, wenn sehr schnelle elektrisch geladene Teilchen in einem Magnetfeld abgelenkt werden. Das besondere Licht, mit dem ganz feine Strukturen erkennbar sind, wurde 1947 entdeckt. Bei klassischen Ringbeschleunigern ist die Synchrotronstrahlung ein eher störendes, aber unvermeidliches Nebenprodukt. Anlagen wie PETRA III dagegen schicken elektrisch geladene Teilchen mit Spezialmagneten gezielt auf einen Schlingerkurs, um möglichst viel Synchrotronlicht zu erzeugen. |
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Beschleuniger wird zur Strahlungsquelle |
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Um bei dieser Untersuchung störende Erschütterungen möglichst weitgehend zu vermeiden, wurde eine 300 Meter lange, isoliert schwimmende Betonplatte gegossen, auf der bis zu 30 Experimente stattfinden können. Die Gesamtkosten von 225 Millionen Euro für den Umbau wurden vom Forschungsministerium, der Stadt Hamburg und der öffentlich finanzierten Helmholtz-Gemeinschaft getragen, zu der das DESY gehört.
Ursprünglich war der Beschleuniger PETRA (Positron-Elektron-Tandem-Ring-Anlage) 1978 für die Teilchenphysik gebaut worden. Unter anderem wurde an ihm 1979 der Klebstoff des Atomkerns entdeckt, ein Elementarteilchen namens Gluon. Es vermittelt die sogenannte starke Kraft, welche die Grundbausteine aller Materie, die Quarks, aneinanderbindet und zu den vier fundamentalen Naturkräften gehört. Bei dem zwei Jahre dauernden Umbau seien nun unter anderem alle Magnete, die die Teilchen auf ihrer Bahn halten, mit neuen Spulen versehen worden.
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In vielen Forschungsbereichen bedeutend |
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Nach Angaben des Forschungszentrums wird der Beschleuniger nun auf die Produktion des Synchrotronlichts vorbereitet: Die sogenannten Undulatoren - Spezialmagnete, die das Licht erzeugen, würden so dicht an den Teilchenstrahl herangefahren, dass die Positronen auf Schlingerbahnen gelenkt werden und so das begehrte Licht abstrahlen.
Dieses sei vor allem für die Nanowissenschaften bedeutend. Kleinste Proben könnten so untersucht und Bilder mit bisher nicht erreichter Auflösung über die Anordnung der Atome gewonnen werden. Aber auch Molekularbiologen könnten nun die Struktur von Proteinen besser bestimmen. Ebenfalls viele Möglichkeiten eröffne der Speicherring für die Chemie, die Umweltforschung und die Materialwissenschaften.
[science.ORF.at/APA/dpa, 16.4.09]
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01.01.2010 |
