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 Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik
20.07.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT
18.07.2018 | 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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics