Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Teilchenbeschleuniger

26.09.2008
Glänzende Stahlrohre, verbunden durch massive Schrauben, bunte Kabel und jede Menge Technik: Der Teilchenbeschleuniger, mit dem die Physikergruppe um Prof. Dr. Marika Schleberger an der Universität Duisburg-Essen arbeitet, ähnelt auf den ersten Blick seinem "großen Bruder" beim Forschungszentrum CERN.

Und doch geht es hier nicht um schwarze Löcher und den Urknall. Die bemerkenswerte Anlage dient anderen Projekten. Sie wurde nun nach knapp fünfjähriger Bauzeit in Betrieb genommen.

Was genau passiert, wenn Oberflächen mit Atomen beschossen werden? Diese winzigen und sehr schnellen Partikel beschäftigen die Arbeitsgruppe. Der Beschleuniger mit dem Namen HICS (Highly charged ion collisions on surfaces) sorgt dafür, dass die geladenen Teilchen auf maximal 43 Millionen km/h gebracht werden - das sind etwa vier Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Ein großes Magnetfeld hält sie auf dem richtigen Kurs. "Wir treffen immer, wenn wir feste Oberflächen mit den Teilchen beschießen", bestätigt Dr. Andreas Reichert. Wenn die Ionen auf die fingernagelgroßen Testobjekte treffen, kommt es zu nanoskopischen Veränderungen.

Was die Forscher daraus lernen ist, wie sich Materialien unter extremen Bedingungen verhalten. Die Erkenntnisse können dazu beitragen, dass künftig noch filigranere Flächen und Schichten hergestellt werden. Bisher produziert man die extrem kleinen Strukturen von Computerchips mit Masken, die mit Hilfe von Laserlicht erstellt werden. Danach wird die nötige Struktur geätzt. Diese konventionelle Lithografie-Technik würde dann durch neue Prozesse ersetzt werden, da ein ionisiertes Atom kleinere Strukturen als ein Laser erzeugen kann. Moderne Computerchips schrumpfen so vielleicht bei gleicher Leistung bis zur Größe einer Nadelspitze.

So weit der ungefähre Plan der Wissenschaftler. "Wir betreiben hier allerdings Grundlagenforschung - es kann immer zu unerwarteten Ergebnissen kommen, die man künftig für ganz andere Dinge nutzbar machen kann", beschreibt Physikerkollege Thorsten Peters seine Arbeit, die immer wieder für Überraschungen sorgt. Und die so spannend ist, dass Peters über die Wechselwirkung hochgeladener Ionen mit Metalloberflächen auch promoviert. Dafür braucht man eine gute Vorstellungskraft, denn "Ionen sind mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen. Doch sie bieten die Möglichkeit, so viel Energie auf kleinsten Raum zu bringen, wie sonst nirgendwo. Und sie sind wahnsinnig schnell."

Natürlich schauen die Experten auch nach Genf, wo der derzeit viel diskutierte LHC (Large Hadron Collider) steht. Die Duisburger nutzen ein ähnliches Prinzip. "Wir haben auch eine Ionenquelle, erzeugen ein Ultrahochvakuum, lenken die Teilchen mittels eines Magnetfeldes und beschleunigen sie durch elektrische Felder", so Peters. Doch während die CERN-Anlage riesige Ausmaße von fast 27 Kilometern hat, ist HICS ziemlich kompakt: Auf viereinhalb Metern sind alle wichtigen Elemente untergebracht. "Vergleichbare Anlagen gibt es nur noch in Dresden beim Hersteller der Ionenquelle. Ansonsten werden bisher wesentlich größere und teurere Beschleuniger zur Erzeugung der schnellen Teilchen benutzt", weiß Dr. Reichert.

Die AG Schleberger gehört zum Sonderforschungsbereich 616 "Energiedissipation an Oberflächen". Für den Bau und die Nutzung des Beschleunigers stellte die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) 300.000 Euro zur Verfügung. 12.000 Euro pro Jahr kostet der Betrieb der kleinen aber feinen Anlage, die sicher in den kommenden Jahren für neue Entdeckungen sorgen wird.

Weitere Informationen: Thorsten Peters, Tel. 0203/379-1605, -1528, E-Mail: thorsten.peters@uni-due.de

Katrin Braun | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-duisburg-essen.de/physik/
http://marvin.iep.physik.uni-essen.de/de/forschung.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neuartige Halbleiter-Membran-Laser
22.03.2017 | Universität Stuttgart

nachricht Seltene Erden: Wasserabweisend erst durch Altern
22.03.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen