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Pioniere am Röntgenlaser

21.11.2011 - (idw) VolkswagenStiftung

Was passiert im Innern des Jupiters? Wie wird Wärme in Festkörpern transportiert? Diesen Fragen gehen zwei Nachwuchsforscher bei ihren Experimenten mit Röntgenblitzen an der Stanford University nach. Sie sind Fellows der VolkswagenStiftung, die ihre Peter Paul Ewald Fellowships jetzt erneut ausschreibt Stichtag ist der 25. Januar 2012. Am DESY in Hamburg wird derzeit der weltweit größte Freie-Elektronen-Laser für Röntgenstrahlung, der European XFEL, gebaut. 2015 soll die neue Tunnelanlage mit einer Gesamtlänge von 3,4 Kilometern als europäisches Gemeinschaftsprojekt in Betrieb gehen. Damit das nötige Know-how zum Start des European XFEL auch in Hamburg vorhanden ist, können Nachwuchsforscher(-innen) schon jetzt an der Stanford University experimentelle Erfahrungen mit dem bis dato leistungsfähigsten Röntgenlaser sammeln, der "Linac Coherent Light Source" (LCLS).

Die VolkswagenStiftung schreibt dazu erneut die Peter Paul Ewald Fellowships für Forschung an Freie-Elektronen-Lasern am LCLS in Stanford aus. In einer ersten Runde vergab sie bereits vier Fellowships mit einer Fördersumme von insgesamt über 1,2 Millionen Euro. Der Stichtag für die zweite Antragstellung ist der 25. Januar 2012.

Prof. Dr. Helmut Dosch, Vorsitzender des DESY-Direktoriums: "Die Forschung mit Freie-Elektronen-Lasern gewinnt derzeit enorm an Fahrt. Die Peter Paul Ewald Fellowships der VolkswagenStiftung ermöglichen jungen Forschern, das Potenzial dieser Anlagen voll auszuschöpfen, ja sogar zu erweitern und damit ideal vorbereitet zu sein auf den Start des European XFEL, der ultimativen Röntgen-Hochgeschwindigkeitskamera hier in Hamburg."

Zwei Ewald-Fellows der ersten Generation möchten wir kurz vorstellen:

Dr. Ulf Zastrau von der Friedrich-Schiller-Universität Jena möchte mithilfe von Experimenten an Freie-Elektronen-Lasern mehr über so genannte warme dichte Materie herausfinden. Darunter versteht man einen Festkörper, beispielsweise Aluminium oder Kohlenstoff, der allerdings mehrere 10.000 Grad heiß ist und dadurch enorme Drücke entwickelt. "Wir wissen leider bisher nur wenig über diesen extremen Zustand, da er auf der Erde nicht vorkommt, wohl aber im Inneren der großen Gasplaneten Jupiter oder Saturn", sagt Zastrau. Mit Hilfe der extrem kurzen und intensiven Pulse eines Röntgenlasers lässt sich jedoch ein Festkörper auf diese Temperaturen aufheizen und untersuchen. "Auf diese Weise lernen wir im Labor auf der Erde etwas über unsere Planeten. Außerdem sind wir zuversichtlich, dass die Experimente mit der LCLS auch für die Kontrolle der Kernfusion entscheidende Impulse liefern wird."

Weitere Auskunft und Kontakt
Universität Jena
Institut für Optik und
Quantenelektronik
Dr. Ulf Zastrau
Telefon: 03641 947610
E-Mail: ulf.zastrau@uni-jena.de

Dr. Matthias Fuchs von der Universität Hamburg arbeitet bereits in Stanford und untersucht mit der LCLS ultraschnelle Festkörperprozesse. "Im Besonderen bin ich daran interessiert, wie sich so genannte Phononen quantenmechanische Teilchen, die für physikalische Eigenschaften wie den Wärmetransport verantwortlich sind auf einer Femtosekunden-Skala in Festkörpern verhalten, wobei eine Femtosekunde ein Millionstel einer Milliardstel Sekunde ist", erläutert der Physiker. Für diese Art von Forschung benötigt Matthias Fuchs die extrem kurzen Röntgenblitze eines Freie-Elektronen-Lasers, um in das Innere der Materie schauen und ultraschnelle Vorgänge als eine Art atomaren Film aufzeichnen zu können. Informationen über diese Prozesse sind wichtig, um beispielsweise Computerprozessoren, aber auch neuartige Formen von Energieerzeugung wie Thermoelektrik oder Photovoltaik besser zu verstehen und in Zukunft effektiver zu gestalten.

Weitere Auskunft und Kontakt
Stanford University
SLAC National Accelerator Laboratory MS 59
PULSE Institute
Dr. Matthias Fuchs
Telefon: +1 650 926 3453
E-Mail: matfuchs@stanford.edu

Informationen zum Peter Paul Ewald Fellowship:
Das Peter Paul Ewald Fellowship benannt nach Peter Paul Ewald (1888-1985), einem Pionier der Röntgenmethoden richtet sich an Postdoktoranden(-innen) und wird für drei Jahre vergeben. Das Fellowship umfasst einen bis zu zwei Jahre dauernden Forschungsaufenthalt in Stanford, gefolgt von einer Förderphase in Deutschland. Weitere Informationen unter: http://www.volkswagenstiftung.de/?id=842

Weitere Auskunft und Kontakt
VolkswagenStiftung
Förderinitiative
Dr. Ulrike Bischler
Telefon: 0511 8381 350
E-Mail: bischler@volkswagenstiftung.de

Informationen zum European XFEL:
Der European XFEL erzeugt ultrakurze Laserlichtblitze im Röntgenbereich, 27.000 pro Sekunde. Die hohe Intensität und kurze zeitliche Abfolge dieser Röntgenpulse ermöglichen Naturwissenschaftlern 3D-Aufnahmen komplexer Moleküle bis in atomare Details sowie das Filmen ganzer molekularer Prozesse. Auf die Ergebnisse dieser Grundlagenforschung können andere Disziplinen aufbauen, beispielsweise bei der Entwicklung neuer Medikamente oder Materialien. Im Vergleich zur kalifornischen Forschungsanlage LCLS wird der European XFEL eine sechsfache Spitzenleuchtstärke und eine Vervielfachung der Röntgenblitze pro Sekunde (27.000 statt 120) bieten sowie mit sechs bis zehn Messplätzen deutlich mehr Forscher bedienen können.


Die Pressemitteilung und Bildmaterial stehen im Internet zur Verfügung unter http://www.volkswagenstiftung.de/service/presse.html?datum=20111121. jQuery(document).ready(function($) { $("fb_share").attr("share_url") = encodeURIComponent(window.location); });

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