Superlaser aus Deutschland Größter Röntgenlaser der Welt betriebsbereit

Jubel in Hamburg. Der weltgrößte Röntgenlaser kann in Betrieb gehen. Aber er ist nicht der einzige Superlaser aus Deutschland. Ein anderer steht in Jena. Und während in Hamburg die Größe unbedingt nötig ist, arbeiten die Jenaer Forscher daran, ihr Gerät immer kleiner zu bekommen.

Es ist eines der ganz großen Forschungsprojekte unter deutscher Federführung. Und es soll unseren Blick auf die ganz kleinen Dinge entscheidend verbessern. Am European XFEL werden Proben mit Röntgenlaserblitzen beschossen, um so die innere Struktur zu offenbaren. 27.000 Aufnahmen pro Sekunde sind möglich. Und das ist auch notwendig. Denn der Laser zerstört jede Probe. Vorher aber hat die Anlage tausende von Informationen aufgezeichnet.

Experimente beginnen im September

Anfang Mai wurde das erste Laserlicht erzeugt. Jetzt ist die Anlage betriebsbereit. Dafür musste das sogenannte harte Laserlicht erzeugt und über Spezialspiegel in die Experimentierhütten geleitet werden. An zwei Stationen können jetzt Experimente durchgeführt werden. Zum einen geht es um sehr schnell ablaufende Prozesse. Sie werden mit dem Instrument FXE (Femtosecond X-ray Experiments) untersucht. Für Biomoleküle und biologische Strukturen wird das Instrument SPB/SFX (Single Particles, Clusters, and Biomolecules / Serial Femtosecond Crystallography).

Ab September werden die Experimente beginnen, um die sich Forscher bewerben konnten. Internationale Expertengremien haben in den vergangenen Wochen die in der ersten Bewerbungsrunde um Strahlzeit eingereichten Anträge begutachtet. In Kürze wird European XFEL bekannt geben, welche Vorschläge berücksichtigt werden können.

Femtochemie am European XFEL Die ultrakurzen und ultrahellen Röntgenlaserbiltze am European XFEL ermöglichen die Untersuchung von ultraschnellen Prozessen, zum Beispiel in der Chemie. Mit dem Röntgenlaserstrahl synchronisierte optische Laser (rot) setzen den Prozess in Gang und aktivieren die Probe, hier in einer Flüssigkeit gelöst dargestellt. Die Untersuchung mit dem Röntgenlaserstrahl (blau) erfolgt direkt darauf, das gestreute Röntgenlicht wird im Detektor aufgenommen (rechts). Aufeinanderfolgende Pulse nehmen verschiedene Phasen der chemischen Reaktion auf. Die Bilder können anschließend zu einem Zeitlupen-Molekülfilm zusammengesetzt werden. (Quelle XFEL)

Laser zur Krebsbehandlung

Einen ganz anderen Weg gehen die Wissenschaftler am Helmholtz Institut Jena. Dort steht POLARIS, der weltweit einzige nur durch die Dioden gepumpte Laser der Welt. Das bedeutet, dass 120 Laserdiodenstacks einen Kristall beschießen, der diese Energie speichert und damit den Laser verstärkt. Dadurch kann der Laser theoretisch Energien im Petwatt-Bereich nutzen. Bereits jetzt ist der Laser in der Lage, Pulse mit einer Energie von 170 Terrawatt zu erzeugen. Zum Vergleich: Der permanente Stromverbrauch auf der Erde liegt bei zehn bis 12 Terrawatt. Die Forscher arbeiten daran, diese Anlage, die derzeit noch eine dreigeschossige Villa füllt, so zu verkleinern, dass Krankenhäuser sie nutzen können, wie heute zum Beispiel Kernspintomographen. Statt für Experimente, für die POLARIS heute verwendet wird, würde man diesen Laser dann zum Beispiel bei der Krebsbekämpfung einsetzen.

Über dieses Thema berichtete MDR Fernsehen: LexiTV | 13.12.2016 | 15:00 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 05. Juli 2017, 15:39 Uhr