Physiker von BESSY erhalten Innovationspreis Synchrotronstrahlung

Mit einem besonderen Trick ist es Physikern bei BESSY gelungen, an dem Elektronenspeicherring BESSY II, der eigentlich zu Erzeugung von Röntgenstrahlen gebaut ist, sehr intensive Wärmestrahlung zu erzeugen. Mit dieser auch Terahertz- (oder T-) genannten Strahlung lässt sich Materie ähnlich wie mit Röntgenlicht durchdringen.

Rund drei Jahren Vorarbeit waren nötig, bis in 2002 “breitbandige, sehr intensive THz-Strahlung im stabilen Dauerbetrieb” erzeugt werden konnte. “BESSY ist derzeit der einzige Speicherring der Welt, an dem dies gelungen ist”, sagt Dr. Godehard Wüstefeld, der Leiter des Teams.

Für ihre Leistungen werden die Wissenschaftler nun mit dem Innovationspreis Synchrotronstrahlung ausgezeichnet. Neben Dr. Michael Abo-Bakr, Dr. Jörg Feikes, Dr. Karsten Holldack und Dr. Godehard Wüstefeld von BESSY gehört auch der Physiker Dr. Heinz-Wilhelm Hübers vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt zu dem Team. Die Verleihung des mit 2.500 Euro dotierten Preises findet am Donnerstag, den 4. Dezember um 14:30 Uhr im Rahmen des jährlichen Nutzertreffens bei BESSY in Berlin-Adlershof statt.

In Elektronenspeicherringen werden Elektronen mit annähernd Lichtgeschwindigkeit durch starke Magnete auf eine Kreisbahn gezwungen. Dabei entsteht die sog. Synchrotronstrahlung. Die Wellenlängen der erzeugten Strahlung reichen von der energiereichen Röntgenstrahlung bis zur niederenergetischen Fern-Infrarot- oder Wärmestrahlung. Jedoch nimmt die Intensität der Strahlung zur Infrarot-Region hin stark ab.

Der “Trick” besteht nun darin, in einer Filigranarbeit die magnetischen Felder im Speicherring so einzustellen, dass die Länge der Pakete mit der Wellenlänge der Terahertz-Strahlung vergleichbar ist. Jedes Elektronenpaket verhält sich jetzt wie ein riesiges Partikel und emittiert kohärente Terahertz-Strahlung, d.h. die emittierten elektromagnetischen Wellen schwingen im Gleichtakt. Dadurch erhöht sich die Intensität der Strahlung auf das 100,000 fache.

BESSY ergänzt die bereits vorhandenen THz-Quellen, da sich die erzeugte Strahlung durch ihre besondere Qualität und hohe Intensität hervorragend für spektroskopische und mikroskopische Untersuchungen eignet. Das BESSY-Team ist inzwischen so erfahren, dass der neue Betriebsmodus in sog. THz-Wochen interessierten Nutzern aus der ganzen Welt angeboten werden wird. Gegenstand der Untersuchungen sind Halb- und Supraleiter, Biomoleküle aber auch Lebensmittel oder Zähne.

Der europaweit ausgeschriebene Innovationspreis Synchrotronstrahlung wird zum dritten Mal vom Verein der Freunde und Förderer von BESSY verliehen und richtet sich nicht nur an Wissenschaftler, sondern auch an Ingenieure und Techniker, die die Nutzung oder die methodische bzw. technische Erzeugung von Synchrotronstrahlung weiterentwickeln.

Die BESSY GmbH gehört zusammen mit 80 anderen außeruniversitären Forschungseinrichtungen und Serviceeinrichtungen für die Forschung zur Leibnizgemeinschaft e.V. (WGL).