Forschung mit Photonen

Wenn der Arzt einen Patienten röntgt, blickt er ins Innere des Körpers: Ist nach einem Unfall ein Knochen gebrochen, oder kommt der Verunglückte mit Prellungen davon? Doch nicht nur Mediziner, auch Wissenschaftler profitieren von den durchdringenden Strahlen: Indem sie ihre Proben mit Röntgenlicht durchleuchten, erkennen Physiker nicht nur, aus welchen Atomsorten sich ein Nanowerkstoff zusammensetzt, sondern auch, wie die Atome angeordnet sind. Chemiker analysieren, was genau bei einer Katalyse passiert – ein Prozess von enormer ökonomischer Bedeutung. Und indem Biologen den Aufbau von Proteinen enträtseln, verstehen sie besser, wie Krankheiten entstehen – eine wichtige Voraussetzung für neue Therapien.

Mit herkömmlichen Röntgenröhren, wie sie in Kliniken und Arztpraxen stehen, kommen Wissenschaftler meist nicht mehr aus. Für ihre Experimente ist das Röntgenlicht aus der Röhre schlicht zu schwach. Teilchenbeschleuniger hingegen liefern extrem starke und gebündelte Strahlung. Sie ist so intensiv, dass sie allerfeinste Details sichtbar machen kann: kleinste Risse und Poren in einer Turbinenschaufel, winzige Verunreinigungen in einem Halbleiter, die Position einzelner Atome in einem Eiweißmolekül. Und wenn die Forscher ihre Proben mit extrem kurzen Röntgenblitzen beschießen, können sie ultraschnelle Prozesse erfassen, etwa von einer chemischen Reaktion.

Weltweit einzigartige Lichtquellen

Bei DESY in Hamburg stehen einige der besten Lichtquellen der Welt: Der Speicherring PETRA III erzeugt brillantes Röntgenlicht für unterschiedlichste Experimente. Der Freie-Elektronen-Laser FLASH produziert ultrakurze Laserblitze im weichen Röntgenbereich. Und 2015 wird mit dem Röntgenlaser European XFEL ein wahres Supermikroskop in Betrieb gehen. Die drei Anlagen machen DESY zum international führenden Zentrum für die Forschung mit Röntgenlicht.

Starker Partner für Kooperationen

Ohne Vernetzung und Zusammenarbeit verschiedener Institute, Länder und Fachdisziplinen ist Spitzenforschung heutzutage kaum noch möglich. Auch DESY agiert in dicht geknüpften Netzwerken. Die weltweit einzigartigen Anlagen des Forschungszentrums locken jährlich mehr als 3000 Gastwissenschaftler aus über 40 Nationen nach Hamburg. Und immer mehr Institutionen siedeln sich auf dem Campus an, um die DESY-Anlagen zu nutzen und möglichst eng mit DESY zu kooperieren.