Grundsteinlegung für neue brillante Röntgenlichtquelle PETRA III in Hamburg

„Als leistungsstärkste Lichtquelle ihrer Art wird PETRA III den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern exzellente Experimentiermöglichkeiten mit kurzwelliger Röntgenstrahlung besonders hoher Brillanz bieten“, so der Vorsitzende des DESY-Direktoriums Prof. Albrecht Wagner, „Damit wird der nationalen und internationalen Nutzergemeinschaft bei DESY eine einzigartige Kombination von Strahlungsanlagen zur Verfügung stehen.“

2009 wird die neue Lichtquelle PETRA III fertig sein. Dazu baut DESY den 2,3 Kilometer langen Speicherring PETRA um. Er wurde lange Zeit für die Teilchenphysik genutzt; an ihm wurden beispielsweise die „Gluonen“ entdeckt, die Protonen und Neutronen im Atomkern zusammenhalten. Stolze 280 Meter wird die neue Experimentierhalle lang sein, die in ihrer geschwungenen Form dem Kreisbogen des Beschleunigerrings folgt. Auf etwa 10 000 Quadratmetern entstehen hier 14 Messplätze, an denen bis zu 30 Experimente aufgebaut werden können.

„Ein solch haarfeiner, brillanter Röntgenlichtstrahl wie der von PETRA III bietet den Forschern entscheidende Vorteile.“, erläutert Projektleiter Prof. Edgar Weckert, „So können Molekularbiologen damit beispielsweise die räumliche atomare Struktur von winzigen Proteinkristallen aufklären, um Ansatzpunkte für neue Medikamente zu finden. Materialforscher brauchen die extrem energiereiche Strahlung, beispielsweise um Schweißnähte zu prüfen oder Ermüdungserscheinungen von Werkstücken zu untersuchen. Vor allem Struktur- und Dynamikuntersuchungen an Nanoteilchen oder Messungen mit einer Ortsauflösung im Bereich einiger 10 Nanometer werden von den extrem fokussierbaren Röntgenstrahlen profitieren.“

Die Forschung in der Nanowelt erfordert einigen Aufwand beim Bau von PETRA III. Der weltweit feinste Röntgenlichtstrahl, den PETRA III bieten wird, wird mit Hilfe von speziellen Undulatoren erzeugt, Magnetanordnungen, die eine besonders hohe Brillanz bzw. Leuchtstärke produzieren. Auch muss der Hallenboden, auf dem die Experimente installiert sind, absolut schwingungsfrei sein, was besondere Bautechniken für die Experimentierhalle erfordert. Um an den Messplätzen die optimale Strahlung für die verschiedensten Anwendungen bereitzustellen, fand schon die Planung des PETRA III-Projekts unter starker Beteiligung der zukünftigen Nutzer aus Universitäten und Forschungseinrichtungen statt.

Der Bau der neuen Röntgenquelle kostet insgesamt 225 Mio. Euro. Er wird hauptsächlich durch Mittel des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, der Freien und Hansestadt Hamburg und der Helmholtz-Gemeinschaft finanziert. Weiterhin werden ca. 25 Mio. Euro für Experimentiereinrichtungen von Partnerinstitutionen wie dem EMBL (Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie), dem Forschungszentrum GKSS (Geesthacht), der Max-Planck-Gesellschaft und den Universitäten Hamburg und Lübeck beigetragen.

Hintergrund: Forschung mit Photonen bei DESY

Kleinste Details aus dem Mikrokosmos macht die intensive Strahlung sichtbar, die von Teilchenbeschleunigern erzeugt wird. Im Hamburger Synchrotronstrahlungslabor HASYLAB bei DESY experimentieren Wissenschaftler aus aller Welt mit dem besonderen Licht. Die bestehenden und geplanten Lichtquellen bieten exzellente Forschungsmöglichkeiten:

Der Teilchenbeschleuniger DORIS III liefert Strahlung für eine Vielzahl von Anwendungen. Hier werden zum Beispiel Katalysatoren oder Halbleiterkristalle analysiert und die Grundlagen für die Entwicklung von neuen Medikamenten gelegt. Weltweit einmalige Untersuchungsmöglichkeiten von ultraschnellen physikalischen, chemischen oder biochemischen Vorgängen bietet der neue Freie-Elektronen-Laser FLASH, der hochintensive, kurzwellige Laserlichtblitze erzeugt. Ab 2009 kommt zu diesen Forschungsanlagen PETRA III hinzu, die weltbeste Speicherring-Quelle für sehr kurzwellige Röntgenstrahlung.

Der geplante europäische Röntgenlaser XFEL ergänzt das einzigartige Spektrum von modernsten Lichtquellen in der Metropolregion Hamburg ab 2013.