Hamburg – Der internationale Röntgenlaser European XFEL hat einen der letzten wichtigen Zwischenschritte auf dem Weg zum Beginn der wissenschaftlichen Experimente absolviert: Das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY hat den Teilchenbeschleuniger, der den Röntgenlaser antreibt, erfolgreich auf voller Länge in Betrieb genommen. Die Anlage in Hamburg ist der weltweit größte supraleitende Linearbeschleuniger.

Die schnellen Teilchen durchfliegen laut DESY nun den kompletten 2,1 Kilometer langen Beschleunigertunnel. Im nächsten Schritt wird die Energie der Elektronen weiter erhöht, bevor sie in die magnetische Slalomstrecke geschickt werden, in der sie das helle Röntgenlaserlicht erzeugen.

Schrittweise Inbetriebnahme

Von Dezember bis Januar war der Beschleuniger zunächst auf seine Betriebstemperatur von minus 271 Grad Celsius abgekühlt worden. Dann gingen der sogenannte Injektor und der vordere Abschnitt des Hauptbeschleunigers in Betrieb, die zusammen 18 von 98 Beschleunigermodulen umfassen. Hier werden die Elektronenpakete sowohl beschleunigt als auch in drei Stufen auf eine Länge von bis zu zehn Mikrometer verkürzt.

Zuletzt wurde der dritte Abschnitt des Beschleunigers in Betrieb genommen. Die Elektronen erreichen aktuell eine Energie von 12 Giga-Elektronenvolt (GeV), im Regelbetrieb sind bis zu 17,5 GeV geplant.

Einblicke in die atomare Ebene

"Die erfolgreiche Inbetriebnahme des Beschleunigers ist ein sehr wichtiger Schritt, der uns dem geplanten Nutzerbetrieb im Herbst ein großes Stück näher bringt", sagte der dänische Geschäftsführer von European XFEL, Robert Feidenhans´l.

Die Forschungsanlage soll in Zukunft bis zu 27.000 Röntgenlaserblitze pro Sekunde produzieren. Jeder davon ist so kurz und intensiv, dass die Forscher damit Strukturen und Bewegungen auf atomarer Ebene abbilden können. (red, 19. 4. 2017)