Freie-Elektronen-Laser rücken näher an die Realität
Laser spielen bei Forschung und Technologie eine wichtige Rolle und werden in vielen Schlüsselbereichen, beginnend von der medizinischen Bildgebung bis hin zur nationalen Verteidigung, eingesetzt. Insbesondere der Freie-Elektronen-Laser (FEL) hat durch seine Vielseitigkeit und Abstimmbarkeit eine ganze Reihe an Anwendungen möglich gemacht. Vor etwa einem Jahrzehnt ein noch weiter fortgeschrittener FEL konstruiert, der Röntgenstrahlen aussenden kann. Diese neue Entdeckung brachte einen Aufschwung für zahlreiche Forschungszentren auf der ganzen Welt mit sich, die die neue Lasertechnologie erforschen und in verschiedensten Bereichen einsetzen wollten. Im Zuge des Projekts "Preparatory phase of the IRUVX-FEL consortium" (IRUVX-PP) wurde daran gearbeitet, sich dieses Potential durch die Vorbereitung auf eine neue, europäische Anlage mit der Bezeichnung EuroFEL zunutze zu machen. Diese Anlage soll ergänzende Möglichkeiten und Instrumente, die auf der Welt unerreicht sind, zur Verfügung stellen. In diesem Kontext erarbeiteten die EuroFEL-Partner einen Plan, wie nationale FEL-Anlagen in eine verteilte europäische Anlage integriert werden können. So sollen die sich ergänzenden Eigenschaften und Expertisen der einzelnen Anlagen der Mitglieder voll ausgenutzt und der Nutzen für alle Beteiligten maximiert werden. Zu den Bestrebungen zählen die Umsetzung von Strukturen und Methoden, um einen effizienten Bau und Betrieb der EuroFEL-Anlage zu gewährleisten. Ferner entwickelte das Konsortium Maßnahmen, um den Zugang zu dieser hochmodernen Anlage zu erleichtern, wodurch erstklassige Dienstleistungen als Reaktion auf die Bedürfnisse der Forschungsgemeinschaft angeboten werden. Die Hauptaktivitäten des zukünftigen EuroFEL wurden untersucht und definiert sowie umfassende Berichte für die Errichtung der gemeinsamen Anlage erstellt. Dazu gehörten eine detaillierte Beschreibung der geplanten Aktivitäten, Mission, Budgetschätzungen, interne Prozesse und vieles mehr. In wissenschaftlicher Hinsicht kombiniert die neue FEL-Technologie breite und ständig abstimmbare Wellenlängenstrahlung mit ultrakurzen Pulsen und der Kohärenz von Lasern, wodurch bedeutend mehr Energie generiert werden kann. Dabei werden das Terhertz- und das Infrarotspektrum sowie das sichtbare und das ultraviolette Spektrum bis hin zur harten Röntgenstrahlung abgedeckt, wodurch extrem kurze Lichtblitze (im Femtosekunden-Bereich) mit einer bislang unerreichten Intensität auf kurzen Wellenlängen abgegeben werden. Ein FEL ist demnach eine "Blitzlichtkamera" für die molekulare Welt und erweitert die Nanometer-Mikroskopie um den Femtosekunden-Bereich. Dadurch können komplexe Phänomene untersucht werden sowie zahlreiche wissenschaftliche Disziplinen weiter erschlossen werden, von der Physik der Atome, Moleküle und Cluster über Plasmaphysik, Chemie und Nanowissenschaft bis hin zu Materialien und Biomaterialien. Insgesamt betrachtet wurden im Zuge der Vorbereitungsarbeiten für die neue Anlage die Nutzerbedürfnisse sowie der Zugang definiert, Workshops abgehalten, die notwendigen menschlichen Ressourcen gefunden sowie Netzwerke mit der Industrie aufgebaut. Sobald die Anlage fertiggestellt ist, wird durch sie die Entwicklung neuartiger Technologien und Anwendungen in verschiedensten Bereichen, angefangen von der Mikroelektronik bis hin zur Energie, ermöglicht.
Schlüsselbegriffe
Freie-Elektronen-Laser, Lasertechnologie, Terahertz, Infrarot, Ultraviolett, Femtosekunde, Plasmaphysik, Nanowissenschaft
