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entdeckt_01_2015 - Labor der Extreme

entdeckt 01 .15 WISSENSWERT WWW.HZDR.DE Das Innovationspotenzial ausschöpfen Um die Wettbewerbsfähigkeit des europäischen Roh- stoffsektors zu verbessern, hat das Europäische Institut für Innovation und Technologie (EIT) im Dezember 2014 ein internationales Konsortium beauftragt, die Wis- sens- und Innovationsgemeinschaft EIT Raw Materials aufzubauen. Die Koordination übernimmt das HZDR zusammen mit der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Netzwerk wird mehr als 100 europäische Universitäten, Unternehmen und Forschungseinrichtungen unter einem Dach vereinen. Die Verknüpfung soll den Austausch von Ideen und Forschungsergebnissen vereinfachen, um das Innova- tionspotenzial der europäischen Ressourcenindustrie komplett auszuschöpfen. Das Ziel: Den Rohstoffsektor in einen Wachstumsmarkt für Europa verwandeln, der sowohl Investitionen als auch talentierte Entrepreneure und Forscher anzieht. eit.europa.eu Labor der Extreme Der Senat der Helmholtz-Gemeinschaft gab am 24. Juni 2015 grünes Licht für eine neue Experimentierstation am Europä- ischen Röntgenlaser XFEL in Hamburg. Bei der „Helmholtz International Beamline for Extreme Fields“ (HIBEF), die 2018 den Betrieb aufnehmen soll, handelt es sich um ein Koope- rationsprojekt zwischen DESY und dem HZDR. Zugleich soll ein internationales Nutzerkonsortium aus bis zu 100 Einrich- tungen zur wissenschaftlichen Ausrichtung und teils auch zur Finanzierung beitragen. Aus Großbritannien liegt bereits die Zusage für einen Hochleistungslaser im Wert von rund elf Millionen Euro vor; alles in allem sind für das Vorhaben etwa 32 Millionen angesetzt. „Das erlaubt uns eine Wissenschaft und Experimente, die bis- her nicht realisierbar waren“, sagt Thomas Cowan vom HZDR, der das internationale Nutzerkonsortium zum Aufbau der HIBEF-Station leitet. Er erläutert dies anhand eines simplen Beispiels: „Schlägt man mit einem Hammer auf einen Metall- gegenstand, kommt es zu einer Schädigung, die man vielleicht nicht einmal sieht, die aber auf atomarer Ebene tatsächlich Auswirkungen hat. Heute versteht man solche Prozesse auf der Mikro-Ebene. Wir wollen uns aber in die Nano- und Subnano- Welt, also in die Welt der Atome begeben.“ Möglich wird dies durch die Kombination des brillanten Röntgenlichts vom Freie- Elektronen-Laser XFEL – dem Analysewerkzeug – mit den in- tensiven Lichtblitzen äußerst leistungsstarker Lasersysteme. Diese erzeugen die extremen Zustände der Proben. Die Röntgenstrahlung des XFEL wird zukünftig immer noch tiefere Einblicke in die Struktur von Materialien, Zellen, Mole- külen und Atomen sowie von extrem kurzen chemischen und physikalischen Prozessen gestatten. Bestrahlt man Materie gleichzeitig mit einem ultrakurz gepulsten Hochleistungslaser, verspricht dies neue Erkenntnisse über bisher verborgene Vorgänge. Hinzu kommt, dass HIBEF neben den geplanten Lasersystemen – eines vom britischen Konsortialpartner und eines aus dem HZDR – auch noch eine Einheit zur Erzeugung höchster Magnetfelder beherbergen wird. Deshalb ist HIBEF Teil der neuen Anlage für Experimente zu hohen Energiedich- ten („High Energy Density Matter Experiments“; HED), die derzeit am XFEL aufgebaut wird. Extreme Bedingungen für verschiedene Wissenschaftsbereiche Die einzigartige Kombination der Helmholtz-Beamline ermög- licht neuartige Experimente zum Magnetismus, die zu besse- rem Grundlagenverständnis bis hin zu innovativen Anwendun- gen, etwa in der Elektronik, führen sollen. Die Untersuchung von Materie unter extremen Bedingungen betrifft aber auch Studien, wie sich das Vakuum in starken Feldern verhält. Ein weiterer Schwerpunkt wird auf der Plasmaphysik liegen. Plasmen sind besondere Zustände der Natur, die in Sternen ebenso vorkommen wie bei der Beschleunigung von Teilchen mithilfe von Laserstrahlung. Britische und weitere Projekt- partner interessieren sich dagegen für Materie, die extremen Drücken ausgesetzt ist. Die geplanten Experimente betreffen damit so unterschiedliche Gebiete wie Materialforschung, Geowissenschaften oder Plasma- und Astrophysik. www.hzdr.de/hibef

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