Laser mit der Leistung von Sonnen

Physiker der Universität Jena erhielten japanische Auszeichnung

Physiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben gerade den Preis der Japanischen Fachgesellschaft JSPF (The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion) erhalten. Ausgezeichnet als deutsche Partner wurden Prof. Dr. Eckhart Förster und Dr. Ingo Uschmann für einen „bemerkenswerten Beitrag zur Technologieentwicklung“. Der hoch angesehene Preis ist während der diesjährigen JSPF-Jahrestagung in Inuyama an das japanisch-deutsche Forscherteam vergeben worden, dessen deutsche Mitglieder leider nicht anwesend sein konnten.

Im prämierten Beitrag werden Temperaturen und Dichten in Plasmen untersucht, die mit dem gewaltigen Lasersystem GEKKO XII in Osaka erzeugt wurden. In sehr kurzen Zeiten, die unter einer Milliardstel Sekunde liegen, wird ein kleines Kügelchen mit einem halben Millimeter Durchmesser intensiv mit einem Laser bestrahlt. Dadurch entsteht bei einer moderaten Energie durch die sehr kurze Impulsdauer eine Spitzenleistung, die das 100.000- bis eine Million-fache konventioneller Kraftwerke beträgt. „Es werden die Bedingungen, die im Innern der Sonne und vielen anderen Sternen herrschen, erreicht“, erklärt Prof. Förster.

Welchen Zustand man erhält, kann aber nur mit maßgeschneiderten Röntgendiagnostiken herausgefunden werden. Diese wurden in einer langjährigen intensiven Zusammenarbeit der Universitäten Osaka und Jena entwickelt. Die Röntgenapparaturen wurden in Jena in der Abteilung Röntgenoptik des Uni-Instituts für Optik und Quantenelektronik konzipiert und in Kooperation mit den Konstrukteuren, Mechanikern und Elektronikern der Physikalisch-Astronomischen Fakultät gebaut. „Die Geräte waren so perfekt, dass sie nach dem Transport im Flugzeug und einer Justierung im japanischen Institut von Anfang an hervorragend funktionierten“, freut sich Förster.

„Solche Röntgenoptiken sind auch zur Untersuchung anderer kurzlebiger Plasmen geeignet, die für einen Laser im Röntgengebiet verwendet werden“, verweist der Jenaer Physiker auf andere Anwendungsmöglichkeiten. In Verbindung mit Kurzpulslasern, wie sie derzeit im Institut vorhanden sind, können außerdem spezielle röntgenoptische Anordnungen weiter zur Erforschung ultraschneller Prozesse in Physik, Chemie und Strukturbiologie verwendet werden. Demonstriert hat das Jenaer Physiker-Team diese Prozesse kürzlich in der angesehenen Fach-Zeitschrift „Nature“ am Beispiel des „Schmelzens ohne Hitze“ von Halbleiterkristallen. Sehr schnelle Prozesse finden aber auch beim menschlichen Sehen und beim Beladen von roten Blutkörperchen mit Sauerstoff statt. Wie das genau vor sich geht, kann zukünftig mit ultrakurzen Röntgenblitzen untersucht werden.

Kontakt:

Prof. Dr. Eckhart Förster
Institut für Optik und Quantenphysik der Uni Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947260
Fax: 03641 / 947262
E-Mail: foerster@ioq.uni-jena.de