„Zeitliches Mikroskop“ erfasst kürzeste Lichtblitze

15.08.2016 - Deutschland

Eine Arbeitsgruppe der Hochschule Emden/Leer wird die Zeitdiagnostik für den größten deutschen Laser entwickeln und bauen. Dies ist das Ziel eines neuen Forschungsprojektes, das im Juli gestartet ist und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit einer Förderung in Höhe von 435.000 Euro unterstützt wird. Gemeinsam mit einem Team des Deutschen Elektronen Synchrontons (DESY) in Hamburg will Prof. Dr. habil. Ulrich Teubner vom Institut für Lasertechnik (ILO) an der Hochschule ein hochinnovatives Meßsystem entwickeln und aufbauen, das anschließend für andere Nutzer am DESY zur Verfügung stehen wird.

Mit den extrem kurzwelligen Blitzen des Freie-Elektronen-Lasers „FLASH“, mit dem nationale und internationale Forschergruppen am DESY seit wenigen Jahren forschen, lassen sich beispielsweise chemische Reaktionen oder extrem schnelle Kristallstrukturänderungen „filmen“. Das Messen der extrem kurzen Zeitabschnitte macht es möglich, dass der Ablauf genau untersucht, besser verstanden und auch gezielt beeinflusst werden kann. Dies sei sowohl für das grundlegende Verständnis in der Forschung, als auch für bestimmte Anwendungen hochinteressant, wie Teubner betont. So ließen sich beispielsweise Prozesse in Brennstoff- oder Solarzellen, aber auch schnelle Übergänge bei der Veränderung von Material- oder Biomolekülstrukturen genau erfassen. „Man sieht, wie sich die Anordnung einzelner Atome in einem Atomgitter verändert, sozusagen wie durch ein zeitliches Mikroskop erfasst.“ Dadurch entstehen Aufnahmen in einer bisher noch nicht da gewesenen Präzision. Auch für die Untersuchung von Materialstrukturen zur Verbesserung von Werkstoffen und viele weitere Bereiche kann die neue Technologie eingesetzt werden.

Eingebunden in die Forschungsgruppe, die sich in den kommenden drei Jahren mit der Entwicklung des so genannten XUV-PUMA (Pulsdauermeßapparatur für die extrem kurzen XUV-Blitze/ XUV = extremes Ultraviolett) befassen wird, sind neben Teubner und dem Team aus Hamburg auch zwei Doktoranden, Studierende aus dem Studiengang Engineering Physics und wissenschaftliche Mitarbeiter der Hochschule Emden/Leer. Ein Bestandteil der Zeitdiagnostik ist ein spezielles Lasersystem, das zunächst im Hochleistungslaserlabor des ILO, in welchem ein großer Teil der relevanten wissenschaftlichen Möglichkeiten vorhanden ist, aufgebaut wird. Später soll dieses beim DESY als Bestandteil von XUV-PUMA implementiert werden und die gesamte Apparatur für Nutzer aus den unterschiedlichsten Interessengruppen zur Verfügung stehen.

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