Gute Entscheidung für schnelle Teilchen

XFEL ist der weltweit stärkste Röntgenlaser. Foto: Pressebild

XFEL ist der weltweit stärkste Röntgenlaser. Foto: Pressebild

Deutschland und Russland stockten ihre Anteile am weltweit stärksten Röntgenlaser XFEL auf. Damit konnte das Projekt am Leben erhalten werden.

In der Nähe von Hamburg wird derzeit unter Beteiligung von zwölf Ländern der weltweit stärkste Röntgenlaser, der XFEL, gebaut. Noch vor kurzem stand dieses Megaprojekt allerdings beinahe vor dem Aus. Aufgrund schnellen Eingreifens vonseiten Russlands und Deutschlands konnte es jedoch gerettet werden. Die Zeitung Rossijskaya Gaseta (RG) hat in einem Interview mit Michail Rytschew, stellvertretender Direktor des Nationalen Forschungsinstituts „Kurtschatowskij Institut" und Sondervertreter des Instituts in europäischen Forschungsorganisationen, mehr über das XFEL und seinen Nutzen erfahren.

RG: Der Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider und das Higgs-Boson sind in aller Munde. Doch seit kurzem mischt ein neues wissenschaftliches Projekt in dieser Liga mit: der Freie-Elektronen-Laser, kurz XFEL. Lassen sich beide Projekte überhaupt miteinander vergleichen?

Michail Rytschew: Sie haben vieles gemeinsam, unterscheiden sich aber gleichzeitig auch grundlegend von einander. Der Collider ist eine wesentlich größere Anlage, die um ein Vielfaches mehr gekostet hat, nämlich etwa zehn Milliarden Dollar. Außerdem wird die Anlage zur Grundlagenforschung verwendet. Ihre Aufgabe besteht etwa darin, jene Geheimnisse der Natur zu lüften, die mit der Entstehung und Entwicklung des Universums in Zusammenhang stehen.

Der XFEL-Laser hingegen ist eher für konkrete Anwendungsbereiche entwickelt worden. Da geht es um Medizin, Pharmakologie, Chemie, Nanotechnologie, Energetik, Elektronik und die Erforschung neuer Materialien. Kurz: der XFEL soll eher praktische Aufgaben lösen. Davon zeugt nicht nur das Interesse führender internationaler Firmen an dem Laser, sondern auch ihre aktive Beteiligung an der Realisierung dieses Projekts.

Was die Kosten des XFEL-Lasers anbelangt, so hatte man diese anfangs auf etwa eine Milliarden Euro geschätzt. Inzwischen sind sie jedoch um 150 Millionen Euro angestiegen. Der Laser selbst wird sich in einer Tiefe von sechs bis 38 Metern unter der Erde befinden. Seine Tunnel werden etwa 5,8 Kilometer lang sein.

 Wie macht man ein solches Projekt für Unternehmen attraktiv?

 Man kann das Ganze anhand eines einfachen Beispiels erklären: Stellen Sie sich ein Fußballspiel vor, bei dem wir schon vor dem eigentlichen Spiel

Über das Projekt

 

Die theoretischen Grundlagen des Lasers wurden von den Physikern Ewgenij Saldin, Anatolij Kondratenko und Jaroslaw Derbenjow aus Nowosibirsk geschaffen.

Der Laser erzeugt eine äußerst starke Röntgenstrahlung, wodurch die Elektronen fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Dadurch werden sie in ein System von Magneten gelenkt, wo sie sich auf einer sinusförmigen Kurve bewegen und dabei sehr kurzlebige, leistungsstarke und kohärente Röntgeneruptionen erzeugen.

Eben diese Eruptionen sind das eigentliche Werkzeug, mit dem in vielen Bereichen geforscht werden kann.

wissen, wie die zwei Mannschaften zusammengesetzt sind und wie es ausgehen wird. Was wir jedoch nicht voraussagen können ist, wie die Tore geschossen werden. So in etwa ergeht es derzeit den Wissenschaftlern: Sie wissen zwar, aus welchen Komponenten Stoffe bestehen, doch nicht wie die eigentlichen chemischen Reaktionen zustande kommen. Sie sehen lediglich das Ergebnis. Warum? Weil wir kein Instrument besitzen, womit wir die Wechselwirkungen zwischen Atomen und Molekülen beobachten können.

Der XFEL-Laser wird dazu in der Lage sein, unvorstellbar kurze Impulse zu erzeugen. Auf diese Weise können wir Schritt für Schritt nachverfolgen, wie sich Atome und Moleküle in einer chemischen Reaktion verhalten oder, um im Bild zu bleiben, wie die „Tore" geschossen werden. Darüber hinaus werden wir mit dem Laser die Natur von Viren erforschen können: Wir werden im Stande sein zu beobachten, wie Viren organische Zellen angreifen.

Diese Information ist besonders für Pharmakologen interessant. Denn dieses neue Wissen über die Beschaffenheit der „Atomküche" ermöglicht es ihnen, viel effektivere Medikamente herzustellen. Mithilfe des Lasers werden wir zudem auch in der Lage sein, eine Aufgabe zu lösen, über die sich Wissenschaftler und Experten verschiedenster Fachrichtungen seit langem die Köpfe zerbrochen haben: Nämlich in einem Röntgenimpuls werden wir in 3D die Struktur von Proteinen sehen können. Das wird Biologie, Medizin und Genetik revolutionieren.

Inwiefern sind die einzelnen Länder am Projekt beteiligt?

 Russland und Deutschland sind ohne Zweifel die wichtigsten Träger des Projekts. Zu Beginn hatte Deutschland die Hälfte der Kosten getragen. Russland war mit 25% an den Ausgaben beteiligt. Inzwischen haben sich die Anteile beider Länder erhöht. Die übrigen Kosten teilen die anderen zehn EU-Länder unter sich auf.

In welcher Bauphase befindet sich der Laser?

 Die unterirdischen Arbeiten sind praktisch fast abgeschlossen und auch die Tunnel sind fertig. Bald wird mit der Montage der Anlage begonnen. Die Inbetriebnahme des Lasers ist für 2016 geplant.