Großer Andrang demonstriert weltweites Interesse an der geplanten europäischen Röntgenlaseranlage

260 Wissenschaftler aus 22 Nationen trafen sich am 24. Und 25. Januar beim Forschungszentrum DESY in Hamburg zum ersten European XFEL Users' Meeting, dem Treffen der zukünftigen Nutzer der europäischen Röntgenlaseranlage. „Der überwältigende Anklang, den die geplante XFEL-Anlage schon jetzt bei den Wissenschaftlern weltweit findet, freut uns sehr – immerhin sind es noch sieben Jahre bis zur Inbetriebnahme“, erklärte der italienische Physiker Professor Massimo Altarelli, Leiter des europäischen XFEL-Projektteams. „Dies beweist das weltweite Interesse an dem geplanten Röntgenlaser und die Spannung, mit der die Realisierung der Anlage in der internationalen Fachwelt erwartet wird.“

Das erste Nutzertreffen bildet den Auftakt für eine Reihe von Arbeitstreffen zwischen den an den XFEL-Forschungsmöglichkeiten interessierten Wissenschaftlern und den Planern der XFEL-Anlage. Ziel war es dabei nicht nur, über den Status des Projekts und die wissenschaftlichen Perspektiven zu informieren. „Uns ging es insbesondere darum, die künftigen Nutzer schon in diesem frühen Stadium eng in die Planungen mit einzubinden“, betont Dr. Thomas Tschentscher, DESY-Physiker und Mitglied des europäischen XFEL-Projektteams. Der europäische XFEL ist eine neuartige Lichtquelle, die extrem intensive, laserartige Röntgenstrahlung für die Forschung in verschiedensten naturwissenschaftlichen Bereichen produzieren wird. „Die Anlage selbst ist bereit für die Realisierung. Nun geht es an die Detailplanung der Experimentierstationen, die Entwicklung von neuartigen Messmethoden und Nachweisgeräten. Die enge Zusammenarbeit mit den Nutzern erlaubt uns, ihre Wünsche und Anforderungen bei der Planung optimal zu berücksichtigen“, so Tschentscher.

Als Vertreter der Bundesministeriums für Bildung und Forschung BMBF hob Dr. Rainer Koepke die europäischen und globalen Aspekte künftiger Großforschungseinrichtungen wie dem XFEL hervor: „Derartig große und komplexe Anlagen können in Zukunft nicht mehr von einem einzigen Land getragen werden, ihre Realisierung ist nur noch als gemeinsames Unterfangen mehrerer Staaten möglich. Speziell bei dem europäischen XFEL-Projekt bemühen wir uns, die Verhandlungen mit unseren Partnerländern innerhalb der nächsten Monate abzuschließen. „Der Vorsitzende des europäischen Strategieforums für Forschungsinfrastrukturen ESFRI, Professor John Wood, betonte die wichtige Rolle des XFEL in der europäischen Forschungslandschaft: „Im September 2006 veröffentlichte das ESFRI-Forum die erste europäische Roadmap für neue großtechnische Forschungsinfrastrukturen, die in den kommenden 10 bis 20 Jahren für den Forschungsstandort Europa von zentraler Bedeutung sind und über die Grenzen Europas hinausstrahlen. Unter den 35 ausgewählten Projekten spielt der XFEL eine Vorreiterrolle. Die experimentellen Möglichkeiten an der Anlage werden die Forschung mit Röntgenstrahlung revolutionieren.“ Schon jetzt stehe Europa mit der DESY-Anlage FLASH, der bis 2009 weltweit einzigen Anlage, an der schon erste Experimente mit weicher Röntgenlaserstrahlung durchgeführt werden können, an der Spitze dieser Forschung. „FLASH hat für den XFEL Pilotcharakter, und schon die ersten Forschungsergebnisse weisen auf das enorme Potenzial des europäischen Röntgenlasers XFEL hin.“

Das erste Nutzertreffen machte die Aufbruchstimmung rund um den europäischen XFEL deutlich. Die Wissenschaftler beteiligten sich engagiert an den vier, nach Forschungsschwerpunkten zusammengesetzten Arbeitsgruppen. Es wurden notwendige Eigenschaften der Experimentierstationen ausgearbeitet und Prioritäten festgelegt. „Mit diesem erfolgreichen ersten Nutzertreffen konnten wir die XFEL-Interessenten aus den verschiedensten Fachbereichen zusammenführen und zur intensiven Mitarbeit an der Detailplanung motivieren“, so das Fazit von Professor Albrecht Wagner, Vorsitzender des DESY-Direktoriums. „Die äußerst positive Resonanz dieses Treffens unterstreicht die grundlegende Bedeutung der europäischen XFEL-Anlage für die langfristige Zukunft der Röntgenforschung in Europa und weltweit. Auch wenn die internationale Finanzierung zurzeit noch verhandelt wird, rechnen wir fest mit einem Baubeginn im Herbst dieses Jahres.“

Die europäische XFEL-Anlage

Der von DESY vorgeschlagene Röntgenlaser XFEL, der als europäisches Projekt realisiert werden soll, wird hochintensive ultrakurze Röntgenblitze mit den Eigenschaften von Laserlicht erzeugen (X steht für Röntgen, FEL für Freie-Elektronen-Laser). Den Naturwissenschaften bietet diese Lichtquelle der Superlative ungeahnte Perspektiven. Auch für die Industrie könnten sich neue Möglichkeiten eröffnen. Die unvorstellbar kurzen und intensiven Röntgenpulse ermöglichen es den Forschern, chemische Reaktionen mit atomarer Auflösung regelrecht zu filmen, ebenso Bewegungen von Biomolekülen oder die Entstehung von Feststoffen. Davon profitieren die verschiedensten Naturwissenschaften – von der Physik über die Chemie, die Material- und Geoforschung bis hin zu den Lebenswissenschaften. Ebenso industrielle Anwender – beispielsweise wenn es darum geht, neue Werkstoffe und Materialien im Nanobereich zu entwickeln, also mit Abmessungen von milliardstel Metern.

Die 3,4 km lange XFEL-Anlage wird in den Bundesländern Hamburg und Schleswig-Holstein liegen und benötigt drei Betriebsgelände. Sie beginnt beim DESY-Gelände in Hamburg-Bahrenfeld, verläuft in nordwestlicher Richtung und endet in der an Hamburg grenzenden und in Schleswig-Holstein liegenden Stadt Schenefeld (Kreis Pinneberg). Hier entsteht bis 2013 der eigentliche Forschungscampus mit einer unterirdischen Experimentierhalle für zehn Messstationen. Ein zweiter Experimentierkomplex mit ebenfalls zehn Messstationen ist für später vorgesehen.

Die Baukosten der XFEL-Anlage belaufen sich auf 986 Millionen Euro. Deutschland trägt als Sitzland bis zu 60 Prozent dieser Kosten, mindestens 40 Prozent werden von den europäischen Partnern eingeworben. Zu den Interessenten gehören elf europäische Länder und die Volksrepublik China. Zurzeit finden auf der Ebene der Regierungen zwischen Deutschland und dem jeweiligen Land konkrete bilaterale Verhandlungen über Art und Umfang der jeweiligen Beteiligung statt. Ziel ist es, bis Mitte 2007 die Voraussetzungen für eine eigenständige europäische XFEL-Forschungsorganisation zu schaffen und im Herbst 2007 mit den Bauarbeiten zu beginnen.

Das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY in der Helmholtz-Gemeinschaft
Das Forschungszentrum DESY ist eines der weltweit führenden Beschleunigerzentren zur Erforschung der Struktur der Materie. Beschleunigerentwicklung, Forschung mit Photonen und Teilchenphysik bilden seine drei „Standbeine“. DESY ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren und ein mit öffentlichen Mitteln finanziertes nationales Forschungszentrum mit den beiden Standorten Hamburg und Zeuthen (Brandenburg). Die Forschungen an den Teilchenbeschleunigern erfolgen in internationaler Zusammenarbeit. Aus 33 Nationen kommen jährlich 2750 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu DESY, 950 von ihnen arbeiten im Bereich der Teilchenphysik an dem Beschleuniger HERA, weitere 1800 nutzen das Hamburger Synchrotronstrahlungslabor HASYLAB mit seinen beiden Lichtquellen DORIS III und FLASH. Bei DESY angestellt sind 1600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon arbeiten 200 in Zeuthen. Der jährliche Etat von DESY beläuft sich auf 160 Millionen Euro, wovon 145 Millionen Euro auf den Standort Hamburg und 15 Millionen Euro auf den Standort Zeuthen entfallen.