Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues EU-Projekt: Leitstrahl für die hellsten Lichtquellen der Welt

06.10.2015

Zwei Arten von Licht haben die Forschungslandschaft verändert: Im sichtbaren Wellenlängenspektrum ermöglichen moderne optische Laser Untersuchungen von ultraschnellen Prozessen, neuen Materialien oder zur Telekommunikation. Und von Synchrotronen erzeugte Röntgenstrahlung erlaubt Einblicke in winzige Strukturen und andere verborgene Teile des Nanokosmos.

Es entstanden große internationale Laser- und Beschleunigerzentren, die mit verbesserten Röntgenlicht-Eigenschaften die Forschungsmöglichkeiten erweiterten. Die EU fördert nun das 7-Millionen-Euro-Projekt European Cluster of Advanced Laser Light Sources (EUCALL), das die beiden Arten von Forschungszentren näher zusammenbringen wird.


Logos of EUCALL and the participating institutions

Das Projekt wird von European XFEL koordiniert, einem im Bau befindlichen Freie-Elektronen-Röntgenlaser in der Metropolregion Hamburg, der 2017 den Betrieb aufnehmen wird.

Tausende von Wissenschaftlern aus Forschungsgebieten wie Biomedizin, Biologie, Physik, Materialwissenschaften und vielen anderen kommen aus der ganzen Welt zu diesen Zentren, die auch als Forschungsinfrastrukturen bezeichnet werden. Sie nutzen dort die einzigartige Röntgenstrahlung und die hochmoderne Ausrüstung, die in einem Forschungslabor sonst nicht verfügbar sind.

Die auf Teilchenbeschleunigern basierenden Synchrotrone beispielsweise liefern ultrahelle Röntgenstrahlen, und die neueren Freie-Elektronen-Röntgenlaser erweitern die Grenzen der beschleunigerbasierten Technologien mit ultrakurzen Pulsen laserartigen Röntgenlichts von beispielloser Leuchtstärke. Seit einigen Jahren werden intensive Röntgenstrahlen auch mit Hilfe von speziellen optischen Lasern erzeugt und entsprechende Forschungsinfrastrukturen errichtet.

Ziel von EUCALL ist es, die Betreiber von beschleuniger- und laserbetriebenen Röntgenquellen dabei zu unterstützen, den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus aller Welt ein noch besseres Forschungsumfeld zu bieten.

Im Rahmen des EUCALL-Projekts arbeiten beschleuniger- und laserbetriebene Röntgen-Forschungsinfrastrukturen in Europa erstmals auf technischer, wissenschaftlicher und strategischer Ebene umfassend zusammen. Eines der Hauptziele des Projekts ist es, durch neue Synergien zwischen den Forschungsinfrastrukturen wesentliche wissenschaftliche und technologische Fortschritte zu erzielen.

Innerhalb von EUCALL können sie gemeinsame Methoden und Forschungsmöglichkeiten erarbeiten, die zu neuen Anwendungen und Innovationen auch im privaten Sektor führen können, und eine Basis schaffen, die die Zusammenarbeit auch in der Zukunft sichert. Das Projekt wird Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der ganzen Welt einen besseren Zugang zu den begehrten Röntgenanlagen gewähren.

Dazu werden die EUCALL-Partner auf strategischem und technologischem Gebiet kooperieren und Lösungen erarbeiten, die an allen Anlagen eingesetzt werden können. So wird es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ermöglicht, die begrenzte Experimentierzeit effektiver zu nutzen.

Drei große internationale Forschungsinfrastrukturen spielen bei EUCALL eine Schlüsselrolle: Der European XFEL, der ultrahelle Röntgenlaserblitze für die Untersuchung von nanometerkleinen Partikeln, ultraschnellen Prozessen und extremen Zuständen der Materie erzeugen wird; die Extreme Light Infrastructure (ELI), bestehend aus drei innovativen optischen Hochleistungslaser-Laboratorien in der Tschechischen Republik, Ungarn und Rumänien, die 2018 in Betrieb gehen wird; und die European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble, Frankreich, eines der bedeutendsten Röntgenforschungszentren der Welt.

Fünf weitere Institute sind außerdem am Projekt beteiligt: Das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg mit den Röntgenquellen FLASH und PETRA III; Elettra, das in Triest, Italien, den zweistufigen Freie-Elektronen-Laser FERMI als Nutzereinrichtung betreibt; das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, das optische Hochleistungslaser-Anlagen und einen Freie-Elektronen-Laser betreibt; die Universität Lund, die in Schweden das Synchrotron MAX-IV baut; und das Paul-Scherrer-Institut, das in Villigen, Schweiz, den Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL baut.

Die beteiligten Forschungsinfrastrukturen verfügen über sehr umfangreiche Erfahrungen, die an einer Vielzahl von laser- und beschleunigerbasierten Röntgenlabors gesammelt wurden. EUCALL umfasst deshalb auch die bestehenden EU-Kooperationen dieser Einrichtungen, LASERLAB-Europe und FELs of Europe, sowie drei Partner, die eng mit ELI zusammenarbeiten. „EUCALL ermöglicht es laser- und beschleunigerbasierten Röntgenforschungseinrichtungen in Europa, gemeinsame Strategien und neue Technologien zu entwickeln, um den wissenschaftlichen Nutzern noch mehr Forschungsmöglichkeiten zu eröffnen“, erklärt Thomas Tschentscher, wissenschaftlicher Direktor bei European XFEL und EUCALL-Projektkoordinator. „Das Projekt wird so dazu beitragen, die führende Rolle der europäischen Forschung in vielen wichtigen Bereichen zu sichern.“

„Passend zum Internationalen Jahr des Lichts ist EUCALL der erste ernsthafte Versuch, Forscher aus zwei unterschiedlichen Disziplinen zusammenzubringen, die beide mit Röntgenlicht forschen, allerdings mit unterschiedlichem wissenschaftlichen und technischen Hintergrund“, betont ELI-Generaldirektor Prof. Wolfgang Sandner. „ELI begrüßt die Erweiterung der Forschungsmöglichkeiten und das Innovationspotenzial, die sich für unsere europäischen und internationalen Nutzer aus dieser Zusammenarbeit ergeben.“

Die Fördermittel der EU werden von den einzelnen Forschungsinfrastrukturen verwendet, um einen Teil der Entwicklungskosten für neue Technologien zu finanzieren, Effizienzstudien durchzuführen und Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter speziell für EUCALL-Aufgaben einzustellen. Zu diesen Aufgaben gehören vier Forschungsinitiativen zur Entwicklung von gemeinsam nutzbarer Hard- und Software. Ein Forschungsziel ist die Entwicklung einer Simulationsplattform, mit der die Nutzer ihre Experimente genauer modellieren können, bevor sie zur Durchführung der Versuche an eine Anlage kommen. Damit sollen Nutzeranträge und Experimente besser fokussiert werden, so dass die Wissenschaftler die begrenzte Experimentierzeit optimal nutzen können. Ein weiteres Forschungsziel ist die Entwicklung eines anpassbaren Software- und Firmware-Pakets zur Verarbeitung des hohen Datenstroms, der bei den hohen oder ultrahohen Wiederholraten der Röntgen- und Laserblitze an diesen Anlagen entsteht.

Die beiden anderen Forschungsbereiche befassen sich mit der Entwicklung gemeinsamer wissenschaftlicher Hardware. Ein Ziel ist es, ein effizientes Verfahren zu erarbeiten, mit dem Nutzer mittels Elektronen- und Lichtmikroskopie vorab prüfen können, an welchen Stellen Proben am besten im Röntgenstrahl untersucht werden sollten. Schließlich soll eine Reihe modernster Werkzeuge zur Röntgenstrahldiagnose entwickelt werden, mit denen die Intensität des einfallenden Photonenstrahls und die Wellenfront der kohärenten Röntgenstrahlen genau gemessen und der Ankunftszeitpunkt der Röntgenpulse an der Probe zur Durchführung ultraschneller Experimente exakt bestimmt werden kann.

European XFEL wird am 29. und 30. Oktober in Hamburg ein EUCALL-Auftakttreffen veranstalten. Über die dreijährige Laufzeit von EUCALL hinaus sieht das Projekt vor, eine langfristige Kooperation zwischen den beteiligten Forschungsinfrastrukturen zu etablieren mit dem Ziel, die Forschungsmöglichkeiten weiterzuentwickeln und eine engeren Zusammenarbeit zu fördern.

Das Projekt wird durch die Europäische Kommission im Rahmenprogramm für Forschung und Innovation HORIZON 2020 unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 654220 gefördert.

Pressekontakt:
Dr Bernd Ebeling
+49 40 8998 6921
press@xfel.eu

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr Thomas Tschentscher
EUCALL-Projektkoordinator
+49 40 8998 3904
thomas.tschentscher@xfel.eu

Über European XFEL
In der Metropolregion Hamburg entsteht mit dem European XFEL eine Großforschungsanlage der Superlative: 27 000 Röntgenlaserblitze pro Sekunde und eine Leuchtstärke, die milliardenfach höher ist als die besten Röntgenstrahlungsquellen herkömmlicher Art, werden völlig neue Forschungsmöglichkeiten eröffnen. Forschergruppen aus aller Welt können an dem europäischen Röntgenlaser atomare Details von Viren und Zellen entschlüsseln, dreidimensionale Aufnahmen im Nanokosmos machen, chemische Reaktionen filmen und Vorgänge wie die im Inneren von Planeten untersuchen. Die European XFEL GmbH ist eine gemeinnützige Forschungsorganisation, die eng mit dem Forschungszentrum DESY und weiteren internationalen Institutionen zusammenarbeitet. Bei Beginn des Nutzerbetriebs im Jahr 2017 wird sie rund 280 Menschen beschäftigen. Mit Kosten von 1,22 Milliarden Euro (Preisniveau 2005) für Bau und Inbetriebnahme und einer Länge von 3,4 Kilometer ist European XFEL eines der größten und ambitioniertesten europäischen Forschungsprojekte. Derzeit beteiligen sich zwölf Länder: Dänemark, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Italien, Polen, Russland, Schweden, die Schweiz, die Slowakei, Spanien und Ungarn.

Weitere Informationen:

http://www.xfel.eu/de

Dr. Bernd Ebeling | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält
22.05.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus
22.05.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie