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 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie