Auf dem Weg zu einer neuen Dimension der Röntgenblitze: Ein wichtiger Teil des Röntgenlasers European XFEL in Hamburg hat seine Premiere erfolgreich absolviert: Der sogenannte Injektor, das 45 Meter lange vorderste Teilstück des Freie Elektronenlasers hat die ersten Elektronen beschleunigt. Bis 2017 soll auch der Rest der Anlage fertig sein – sie wird dann die bislang energiereichsten und kürzesten Röntgenlaser-Pulse erzeugen.
Schon jetzt verdanken wir Röntgenlasern ganz neue Einblicke in die Mikrowelt: Mit Hilfe der nur wenige Dutzend Femtosekunden kurzen Lichtpulse filmten Forscher bereits Schockwellen im Diamant, schossen ein erstes Gruppenfoto freier Moleküle und knackten den „Gral“ der Chemie, indem sie Atome im Moment der chemischen Bindung aufnahmen.
Elektronen auf Schlingerkurs
Noch tiefere Einblicke jedoch soll ab 2017 der Röntgenlaser European XFEL am DESY in Hamburg bieten. Er erzeugt 27.000 Röntgenlaserblitze pro Sekunde und eine Leuchtstärke, die milliardenfach höher ist als die besten Röntgenstrahlungsquellen herkömmlicher Art. Die Anlage besteht aus einem zwei Kilometer langen supraleitenden Linearbeschleuniger für Elektronen, an den sich eine Serie hochpräziser Magnetstrukturen anschließt.
Sobald die Elektronen fast Lichtgeschwindigkeit erreicht haben, zwingen die Magnete sie auf dem letzten Drittel der Strecke in eine Slalomfahrt. Auf diesem Schlingerkurs werden die Elektronen in den Kurven immer wieder abgebremst und geben dabei in regelmäßigen Pulsen Energie ab: die Röntgenpulse. Das Prinzip ähnelt den kreisförmigen Synchrotronen, doch durch den Slalomkurs lassen sich Pulse kohärenten Röntgenlichts erzeugen – ein gepulster Röntgenlaser.
