Die Nanoforschung erhält eine neue Lichtquelle: Am Freitag wurde am Helmholtz-Zentrum DESY der Grundstein für eine Experimentierhalle am neuen Speicherring PETRA III gelegt. Mit PETRA III entsteht dort bis 2009 die leistungsstärkste Speicherring-Röntgenstrahlungsquelle der Welt.
„Ein solch haarfeiner, brillanter Röntgenlichtstrahl wie der von PETRA III bietet den Forschern entscheidende Vorteile.“, erläutert Projektleiter Professor Edgar Weckert, „So können Molekularbiologen damit beispielsweise die räumliche atomare Struktur von winzigen Proteinkristallen aufklären, um Ansatzpunkte für neue Medikamente zu finden. Materialforscher brauchen die extrem energiereiche Strahlung, beispielsweise um Schweißnähte zu prüfen oder Ermüdungserscheinungen von Werkstücken zu untersuchen. Vor allem Struktur- und Dynamikuntersuchungen an Nanoteilchen oder Messungen mit einer Ortsauflösung im Bereich einiger zehn Nanometer werden von den extrem fokussierbaren Röntgenstrahlen profitieren.“
Schärfere Einblicke in die Nanowelt
„Die Nachfrage nach brillanten kurzwelligen Röntgenstrahlen steigt weltweit, denn nur so lassen sich noch schärfere Einblicke in die Nanowelt gewinnen. Mit PETRA III wird die Helmholtz-Gemeinschaft bei DESY daher eine Lichtquelle aufbauen, auf die Forscher in ganz Europa warten“, erklärte Professor Jürgen Mlynek, der Präsident der Helmholtz- Gemeinschaft.
2009 wird die neue Lichtquelle PETRA III den Betrieb aufnehmen. Dazu baut DESY den 2,3 Kilometer langen Speicherring PETRA um. PETRA wurde lange Zeit für die Teilchenphysik genutzt und hat zum Beispiel die Entdeckung der „Gluonen“ ermöglicht, die Protonen und Neutronen im Atomkern zusammenhalten. Die neue Experimentierhalle wird 280 Meter lang und folgt in ihrer geschwungenen Form dem Kreisbogen des Beschleunigerrings. Auf etwa 10 000 Quadratmetern entstehen 14 Messplätze, an denen bis zu 30 Experimente aufgebaut werden können.
Einzigartiges Zentrum für die Licht-Forschung
„Die bestehenden und geplanten Lichtquellen bei DESY werden sich perfekt ergänzen, so dass hier ein weltweit einzigartiges Zentrum für die Forschung mit Licht entsteht“, so Mlynek. Vom Teilchenbeschleuniger DORIS III bis über den Freie-Elektronen-Laser FLASH reicht heute das Spektrum, 2009 kommt PETRA III als Quelle für kurzwellige Röntgenstrahlung dazu und 2013 der europäische Röntgenlaser XFEL.
225 Millionen Euro Kosten
Die Forschung in der Nanowelt erfordert einigen Aufwand beim Bau von PETRA III. Der weltweit feinste Röntgenlichtstrahl, den PETRA III bieten wird, wird mit Hilfe von speziellen Undulatoren erzeugt, Magnetanordnungen, die eine besonders hohe Brillanz bzw. Leuchtstärke produzieren. Auch muss der Hallenboden, auf dem die Experimente installiert sind, absolut schwingungsfrei sein, was besondere Bautechniken für die Experimentierhalle erfordert. Um an den Messplätzen die optimale Strahlung für die verschiedensten Anwendungen bereitzustellen, fand schon die Planung des PETRA III-Projekts unter starker Beteiligung der zukünftigen Nutzer aus Universitäten und Forschungseinrichtungen statt.
Der Bau der neuen Röntgenquelle kostet insgesamt 225 Millionen Euro. Er wird hauptsächlich durch Mittel des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, der Freien und Hansestadt Hamburg und der Helmholtz- Gemeinschaft finanziert.
(idw – DESY / Helmholtz-Gemeinschaft, 17.09.2007 – DLO)
