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16.10.2019
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DESY-Promotionspreis verliehen

Verein der Förderer und Freunde des DESY zeichnet zwei Doktorarbeiten aus

Der diesjährige Promotionspreis des Vereins der Freunde und Förderer des DESY (VFFD) geht zu gleichen Teilen an Max Rose aus dem Forschungsbereich Photon Science und Marcel Usner aus dem Bereich Astroteilchenphysik. Der Preis, der heute im Rahmen des DESY Science Day übergeben wurde, zeichnet jährlich die besten bei DESY abgeschlossenen Promotionen aus.

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Promotionspreisträger Marcel Usner und Max Rose bei der Preisverleihung mit Wilfried Buchmüller und Helmut Dosch (v.l., Foto: DESY/S. Hasheider).
Max Rose, der in Göttingen studierte und dort seine Masterarbeit mit der Auszeichnung „Bester Student des Masterstudiengangs“ bestanden hat, beschäftigte sich in seiner Doktorarbeit bei DESY und der Universität Hamburg mit der Verbesserung der sogenannten kohärenten Röntgenmikroskopie an Freie-Elektronen-Lasern und Synchrotronstrahlungsquellen. Während seiner Promotionszeit war er Stipendiat der Joachim-Herz-Stiftung.

In seiner Arbeit “Coherent X-ray diffractive imaging of biological samples in 2D and 3D with synchrotron and XFEL radiation” hat Max Rose sich hauptsächlich mit der Bildgebung biologischer Proben an diesen Quellen beschäftigt. Diese Technik ermöglicht die Abbildung von opaken, biologischen Materialien in 3D bei Nanometer-Auflösung. DESY bietet ideale Voraussetzungen für derartige Untersuchungen, da Röntgenstrahlungsquellen mit hohem Kohärenzanteil für neue experimentelle Techniken wie PETRA III, FLASH und European XFEL zur Verfügung stehen.

Einer der Meilensteine von Max Roses Arbeit war die Aufnahme hochaufgelöster Bilder von biologischen Zellen, sogenannter Fibroplastzellen, für die er wichtige und innovative Änderungen an den Messverfahren entwickelt hat. Die dabei erworbenen Kenntnisse wandte Rose dann auf das anspruchsvolle Problem der Experimente zum Single-Particle-Imaging (SPI) an XFELs an, die im Rahmen des SPI-Konsortiums an der LCLS in Stanford (USA), durchgeführt wurden. Die dabei erreichte Auflösung von 10 Nanometern ist die derzeit höchste, die in SPI-Experimenten an Viruspartikeln erreicht wurde.

Marcel Usner studierte in Bonn, wo er 2012 seinen Master of Science in Physik erwarb. Seine Promotion in der experimentellen Astroteilchenphysik begann er ebenfalls in Bonn, bevor er 2014 zu DESY und an die Humboldt-Universität zu Berlin wechselte und dort 2018 promoviert wurde. Während seiner Promotionszeit war er Stipendiat der Konrad-Adenauer-Stiftung und verbrachte mehrmonatige Forschungsaufenthalte an der University of Wisconsin, Madison und am Südpol.

In seiner Arbeit befasste sich Marcel Usner mit dem Nachweis kosmischer Tau-Neutrinos mit dem IceCube-Detektor am Südpol. Tau-Neutrinos sind die am anspruchsvollsten nachzuweisende der drei Neutrinosorten, aber deshalb so interessant, weil sie im Gegensatz zu Elektron- und Myon-Neutrinos bei hohen Energien kaum durch Wechselwirkungen in der Erdatmosphäre entstehen und daher mit hoher Wahrscheinlichkeit kosmischen Ursprungs sind. 2013 konnte die IceCube Collaboration erstmalig hochenergetische Neutrinos kosmischen Ursprungs  nachweisen und damit ein neues Fenster zum Kosmos aufstoßen.

Für den erstmaligen Nachweis kosmischer Tau-Neutrinos in den Daten von IceCube verbesserte Marcel Usner die Rekonstruktion der Ereignisse erheblich, so dass sich Tau–Neutrinos selbst bei verhältnismäßig niedrigen Energien (etwa 100 Tera-Elektronenvolt, TeV) noch als solche identifizieren lassen. Zum ersten Mal hat er dafür die anisotrope Lichtausbreitung im Eis berücksichtigt. So konnte er bestimmte für Tau-Neutrinos typische Doppel-Teilchenschauer zuverlässig von Schauern anderer Neutrinoarten unterscheiden. Zwar gelang Marcel Usner für seine Dissertation noch kein Nachweis, doch hat er zusammen mit der DESY-Doktorandin Juliana Stachurska die Analyse inzwischen optimiert und erweitert.

Mit dem mit 3000 Euro dotierten Promotionspreis ehrt der VFFD jährlich die besten Doktorarbeiten bei DESY, die im Zeitraum vom 1. April des Vorjahres bis zum 31.März des laufenden Jahres abgeschlossen worden sind.