Besuch im Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY

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Ende November hatten unsere Studierenden die Gelegenheit, das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg zu besuchen und spannende Einblicke in die Funktionsweise der dortigen innovativen Forschungsgeräte sowie in aktuelle Forschungsschwerpunkte zu gewinnen.
DESY ist eines der führenden Beschleunigerzentren weltweit, das mit einzigartigen Geräten Forschung in den Bereichen Elementarteilchen, Nanomaterialien und Biomolekülen ermöglicht. Forschende aus über 40 Nationen kooperieren international mit der Industrie und Wirtschaft, was auch spannende interdisziplinäre Möglichkeiten für Nachwuchswissenschaftler der Max Planck School bietet.
 

Tag 1: European XFEL

Während einer geführten Tour konnten die Studierenden den im European XFEL erzeugten SASE-Prozess (Self-Amplified Spontaneous Emission) beobachten. Das 3,4 Kilometer lange European XFEL erzeugt intensive Röntgenblitze, die von Forschern weltweit genutzt werden, um atomare Details von Viren zu kartieren, chemische Reaktionen zu filmen und Prozesse im Inneren von Planeten zu untersuchen. Anhand interaktiver Ausstellungen und Modelle von Undulatoren wurde veranschaulicht, wie freie Elektronen durch eine Reihe von Undulatoren beschleunigt werden, um Röntgenstrahlen freizusetzen. Diese Vorgänge wurden praktisch durch die Ausstellung verschiedener Geräte veranschaulicht, welche diese Röntgenstrahlung nutzen. Zudem wurden im Rahmen der Tour die Kontrollräume besichtigt und bahnbrechende Forschungsergebnisse, die an der Einrichtung erzielt wurden, präsentiert.

Nach dem gemeinsamen Abendessen und dem Besuch der Hamburger Weihnachtsmärkte wurde der Abend mit einer Schiffsfahrt ausgeklungen.

Tag 2: PETRA III, FLASH und die AMTF-Halle

Der Tag begann mit einem Vortrag von Frank X. Kärtner, dem Leiter der Gruppe für Ultrakurzoptik und Röntgenstrahlen am DESY, gefolgt von einer Präsentation von Nina Rohringer, der Leiterin der Abteilung für Theoretische und Ultrakurze Röntgenstrahlenwissenschaft. Beide stellten die auf dem Bahrenfelder Campus ansässigen Forschungseinrichtungen vor, zu denen auch DESY gehört. Darüber hinaus gaben sie einen Einblick in ihre aktuelle Forschung.

Anschließend ging es mit einer geführten Tour durch die verschiedenen Einrichtungen am DESY weiter, darunter PETRA III, FLASH und die AMTF-Halle.

PETRA III ist eine der hellsten speicherringbasierten Röntgenstrahlungsquellen der Welt. Mit 25 Strahlführungen und fast 60 Messstationen bietet die Einrichtung optimale Bedingungen für eine Vielzahl von Forschungsprojekten. Besonders beeindruckend ist die Konstruktion des Bodens, der als längste durchgehende Betonplatte der Welt gilt und eine außergewöhnliche Stabilität gewährleistet. Dadurch werden störende Vibrationen effektiv abgewehrt, was extrem präzise Experimente ermöglicht. Daniel, ein Doktorand am DESY, erklärte uns die Funktionsweise von PETRA III. Die Erfahrung, von hochbeschleunigten Elektronen und kollimierten Röntgenstrahlen in abgeschirmten Rohren umgeben zu sein, war eine beeindruckende Erfahrung.

FLASH ist der weltweit erste Freie-Elektronen-Laser im Röntgenbereich. Der Linearbeschleuniger erzeugt intensive und extrem kurze Röntgenblitze innerhalb von Femtosekunden – also Billionstel Sekunden. Anhand einer Luftaufnahme erklärte Daniel anschaulich die verschiedenen Komponenten und Prozesse des FLASH-Setups.

AMTF-Halle – Accelerator Module Test Facility
Wie der Name bereits vermuten lässt, werden in der AMTF-Halle Komponenten großer Beschleuniger getestet, bevor sie in Betrieb genommen werden. Hier wurden verschiedene Teile ausgestellt, die zuvor verwendet oder leicht beschädigt waren, um ihre Funktionsweise und Bedeutung besser nachvollziehen zu können.

Nach der Mittagspause hielt Maria Chekhova, Professorin an der FAU Erlangen und Mitglied der MPSP, einen Vortrag. Sie gab Einblicke in die verschiedenen Forschungsbereiche ihres Teams, von der Erzeugung nichtklassischer Lichtarten bis hin zu deren vielfältigen Anwendungen. 

Der Besuch am DESY ermöglichte einen direkten Einblick in bahnbrechende Forschungsarbeiten zur Erzeugung und Anwendung freier Elektronenlaser und Synchrotronstrahlung. Die geführten Touren, Vorträge und der Austausch unterstützten die Studierenden dabei, ihre eigenen Forschungslaufbahnen zu reflektieren.