Hochleistungslaser für Umwelt und Medizin ausgezeichnet

Hochintensitätslaserphysiker der Universität Jena erhalten Thüringer Forschungspreis 2005

„Der Preis ist eine schöne Ehrung, weil damit das ganze Institut ausgezeichnet wird, denn diese Art von Forschung ist nur als Mannschaftsspiel machbar“, ist die erste Reaktion von Prof. Dr. Roland Sauerbrey (52) vom Institut für Optik und Quantenelektronik der Universität Jena. Sauerbrey und seinem Mitarbeiter Dr. Heinrich Schwoerer (40) wird der Thüringer Forschungspreis 2005 im Bereich „Angewandte Forschung“ verliehen, wie das Kultusministerium heute bekannt gab. Der Preis für Angewandte Forschung, dessen andere Hälfte an ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) in Jena geht, ist mit insgesamt 10.500 Euro dotiert.

„Der Freistaat dokumentiert mit dieser Auszeichnung außerdem“, so Sauerbrey weiter, „dass die intensive und dauerhafte Förderung der Ultraoptik durch Land und Universität der richtige Weg ist und bereits gute Früchte trägt“. Nicht zuletzt unterstreiche die Preisvergabe, „dass unsere Laserforschung auch international in der Ersten Liga spielt“, ergänzt Dr. Schwoerer.

Sauerbrey ist es in den vergangenen zehn Jahren gelungen, sein inzwischen 30-köpfiges Team zu einer der weltweit führenden Forschergruppen auf dem Feld der Laser-Materie-Wechselwirkung bei hohen Intensitäten zu entwickeln. Andere Felder sind die Erzeugung von Röntgen- und Teilchenstrahlung aus Laserplasmen sowie zur Ausbreitung hochintensiver Lichtimpulse in der Erdatmosphäre. Dabei geht es um Laserleistungen, die so stark sind, „als würde das ganze Licht der Sonne, das auf die Erde trifft, auf eine Bleistiftspitze fokussiert“, erläutern die Jenaer Wissenschaftler.

„Eigentlich bin ich Grundlagenforscher“, sagt Sauerbrey von sich und verweist etwa auf seine Arbeiten, um den weltweit stärksten Laser, einen Petawattlaser, zu entwickeln. Aus den grundlegenden Arbeiten zur Licht-Materie-Wechselwirkung entstehen völlig neuartige Anwendungen von Lasern.

So forscht die Gruppe derzeit an neuartigen laserbasierten Verfahren zur Erzeugung von Radioisotopen für die medizinische Diagnostik und Therapie, wie sie beispielsweise bei der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) eingesetzt werden.

Auf einem anderen Feld, dem der Laser-Röntgenstrahlung, ist es Sauerbreys Team gelungen, im Labormaßstab radioaktive Moleküle durch intensive Laserstrahlung unschädlich zu machen. „Wir behaupten nicht, dass nun das Problem mit radioaktiven Abfällen gelöst ist“, sagt Sauerbrey, „aber wir haben gezeigt, dass mit Ultrakurzpulslasern radioaktives Jod in ungefährliches Xenon transmutiert werden kann“. Der Prozess ist auch für radioaktive Isotope anderer Elemente, wie Uran, möglich, haben die Forscher von der Friedrich-Schiller-Universität demonstriert.

Für die mobile Analyse der Atmosphäre lässt sich ein weiteres Resultat der Jenaer Forscher, das wie viele weitere in internationaler Kooperation entstand, einsetzen. Es beruht auf der Erkenntnis, dass sich der üblicherweise unsichtbare Laserstrahl in der Atmosphäre in weißes Licht verwandelt. Dies wurde für einen transportablen Hochleistungslaser namens „Teramobil“ genutzt. Dieses mobile Terawatt-Lasersystem ist dazu in der Lage, „beispielsweise die Ozonkonzentration in der Atmosphäre in verschiedenen Höhen präzise zu bestimmen“, erläutert Sauerbrey. Wenn es auch für manche Menschen interessant erscheint, mit dem „Teramobil“ Umweltsünder zu überführen, so geht es den Jenaer Forschern „um Grundsätzliches über die Chemie der Erdatmosphäre“, betont auch Schwoerer den Grundlagencharakter der Forschung.

Anwendungsorientiert, aber erst im Anfangsstadium steckt das Innovationszentrum Ultraoptik, das Sauerbreys Institut gemeinsam mit dem Jenaer IOF seit vergangenem Jahr betreibt. Ziel des Zentrums ist es, optische Systeme zu entwickeln, die maßgeschneidertes Licht bestimmter Intensität oder Wellenlänge bereitstellen. Solch „kontrolliertes Licht“ bildet die Grundlage für neuartige Fertigungsverfahren in der Halbleitertechnik oder auch für Therapieverfahren in der Medizin, sind sich die Jenaer Physiker sicher – die sich daher nicht zufällig den diesjährigen Thüringer Forschungspreis teilen.

Kontakt:
Prof. Dr. Roland Sauerbrey / Dr. Heinrich Schwoerer
Institut für Optik und Quantenelektronik der Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947200
E-Mail: sauerbrey@ioq.uni-jena.de