Experimentalphysiker baut neue Emmy Noether-Nachwuchsgruppe auf

Das Programm fördert herausragende Nachwuchswissenschaftlerinnen und – wissenschaftler mit einer eigenen Nachwuchsgruppe, um sie so für weitere wissenschaftliche Führungsaufgaben zu qualifizieren.

Die neue Forschungsgruppe wird zum Thema „Hochintensive, formbare Elektronenstrahlen der 4. Generation und darauf basierende Lichtquellen“ arbeiten und mit mehr als 800.000 Euro gefördert. Die Forscherinnen und Forscher wollen herausfinden, wie mit Hilfe von elektrisch leitenden Gasen (Plasmen) noch leistungsfähigere und kleinere Teilchenbeschleuniger für die Grundlagenforschung und für zahlreiche Anwendungen entwickelt werden können.

In einem Teilchenbeschleuniger werden Elementarteilchen wie zum Beispiel Elektronen durch elektrische Felder auf große Geschwindigkeiten beschleunigt. Mit ihrer Hilfe kann ultrakurz gepulste Röntgenstrahlung erzeugt werden, mit der Vorgänge und Strukturen im Nanobereich untersucht werden können – z.B. atomare Details von Viren und Zellen. Außer für die Grundlagenforschung spielen Teilchenbeschleuniger eine wichtige Rolle in der Medizin und der Industrie, z.B. in der medizinischen Diagnostik oder in der Materialuntersuchung.

Die Forschung von Jun.-Prof. Hidding basiert auf einer neuen Methode, der so genannten „Trojan Horse acceleration“. Hierbei werden mit Hilfe eines kurzen Laserpulses Elektronen gezielt in den „Bauch“ einer Plasmawelle implantiert. Die Plasmawelle beschleunigt diese Elektronen in Vorwärtsrichtung rapide, und zwar mit im Vergleich zu herkömmlichen Beschleunigern tausendfach stärkeren elektrischen Feldern. Ziel der Forschungsgruppe ist die Entwicklung von stabilen, kompakteren, leistungsfähigeren und damit kostengünstigeren Teilchenbeschleunigern, die Elektronenstrahlen mit entscheidend höherer Qualität als bisher produzieren können. Solche Plasmabeschleuniger wären z.B. in Freie-Elektronen-Lasern einsetzbar, die dann sogar die Leistung der bisher größten Röntgenlaserquelle LCLS (Linac Coherent Light Source) in Stanford/ USA oder des zurzeit entstehenden X-Ray Free-Electron Laser (XFEL) in Hamburg deutlich übersteigen könnten.

Bernhard Hidding studierte Physik in Düsseldorf und München. Nach Forschungsaufenthalten u.a. in Los Angeles hat er im August 2012 eine Juniorprofessur zum Thema “Experimental Physics Focus on Accelerators of Highest Energies” an der Universität Hamburg angenommen. Bei seinen Forschungsprojekten kooperiert er eng mit dem Deutschen Elektronen-Synchrotron/ DESY im Rahmen des „Laboratory for Laser- and Beam-driven Plasma Acceleration“ (LAOLA; laola.desy.de) und der „Partnership for Innovation, Education and Research“ (PIER) sowie international u.a. mit dem Stanford Linear Accelerator Center (SLAC).

Für Rückfragen:
Jun.-Prof. Dr. Bernhard Hidding
Universität Hamburg
Institut für Experimentalphysik
Tel.: 040-8998-1531
E-mail: bernhard.hidding@uni-hamburg.de