Beschleuniger zählen zu den wichtigsten Werkzeugen der Forschung. Sie bringen winzige, elektrisch geladene Teilchen auf hohe Geschwindigkeiten – bis fast an die Lichtgeschwindigkeit, auf annähernd 300 000 Kilometer pro Sekunde. Von den schnellen Teilchen profitieren die unterschiedlichsten Forschungsdisziplinen: Teilchenphysiker lassen sie frontal aufeinanderprallen, um die kleinsten Bausteine der Materie zu untersuchen. Chemiker, Materialwissenschaftler und Biologen erzeugen mit Beschleunigern das hellste Röntgenlicht der Welt, um verschiedenste Materialien unter die Lupe zu nehmen – von Flugzeugturbinen über Mikrochip-Halbleiter bis zu lebenswichtigen Proteinen. Und Mediziner nutzen Beschleuniger für die Krebstherapie. Mit energiereichen Teilchenstrahlen lassen sich Tumore gezielt zerstören.

Zwar funktionieren alle Beschleuniger nach demselben Prinzip: Starke Radiowellen bringen die Teilchen auf Trab, wuchtige Magnete halten sie auf ihrer Bahn. Doch je nach Einsatzfeld variiert die Technik. Für die Teilchenphysik müssen riesige Anlagen den Teilchen möglichst viel Energie verleihen. Nur dann lassen sich die Urbausteine der Materie erzeugen und analysieren. Dagegen muss ein Beschleuniger, der als Lichtquelle fungiert, die Teilchen dazu bringen, extrem kurze und intensive Röntgenblitze auszusenden.

Beschleunigerzentrum der Spitzenklasse

Mit über 50 Jahren Erfahrung auf beiden Gebieten gehört DESY zur Weltspitze der Beschleunigerzentren. Die Beschleuniger wie auch die Nachweisinstrumente, die DESY entwickelt und baut, sind einzigartige Werkzeuge für die Forschung: Sie erzeugen das stärkste Röntgenlicht der Welt, bringen Teilchen auf Rekordenergien und öffnen völlig neue Fenster ins Universum. Solche hochkomplexen Hightech-Anlagen an den Grenzen des technisch Machbaren zu entwerfen, zu bauen und jahrzehntelang erfolgreich zu betreiben, ist nur mit den vereinten Kräften zahlreicher Experten aus den unterschiedlichsten Spezialgebieten möglich. Bei DESY arbeiten deshalb über 600 Menschen an der Entwicklung, dem Bau und dem Betrieb von Beschleunigern, in enger Zusammenarbeit mit Universitäten, Forschungseinrichtungen und Industriefirmen in Deutschland und weltweit.

Hightech für höchste Energien

Ihre Spitzenposition auf der Weltrangliste der Beschleunigerzentren können die DESY-Experten nur ausbauen, indem sie immer wieder in technologisches Neuland vordringen. Mit der supraleitenden TESLA-Technologie hat DESY gemeinsam mit internationalen Partnern ein wegweisendes Beschleunigerkonzept entwickelt, auf dem gleich drei Großgeräte basieren: der Freie-Elektronen-Laser FLASH bei DESY, an dem die Technologie entwickelt und erstmalig eingesetzt wurde; der Röntgenlaser European XFEL in Hamburg, der 2017 als stärkste Röntgenquelle der Welt den Betrieb aufnehmen wird; und ein künftiger Superbeschleuniger für die Teilchenphysik, der International Linear Collider ILC.

Zu den Eigenschaften einer Schlüsseltechnologie gehört es, dass sie sich rasant entwickelt. FLASH dient deshalb weiterhin nicht nur als Röntgenlaser, sondern auch als Testanlage zur weiteren Optimierung der TESLA-Technologie. In Zeuthen betreibt DESY den Linearbeschleuniger PITZ zur Entwicklung von Elektronenquellen für die Röntgenlaser und Linearbeschleuniger der Zukunft. Auch die neuartige Quelle für relativistische Elektronenstrahlen REGAE fungiert als Testanlage für die Beschleunigertechnologie.