European XFEL bereitet Betrieb vor

Forscher können Experimente vorschlagen

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt können sich jetzt erstmals mit Vorschlägen für Experimente am Röntgenlaser European XFEL bewerben. Die internationale Forschungseinrichtung in der Metropolregion Hamburg hat auf Ihrer Website den ersten Aufruf veröffentlicht, Anträge auf „Strahlzeit“ einzureichen.

Das FXE-Instrument, das derzeit in seiner Experimentierhütte montiert wird, wird die Untersuchung ultraschneller Prozesse ermöglichen, zu denen beispielsweise entscheidende Zwischenschritte bei chemischen Reaktionen zählen. Die Röntgenlichtblitze treten von der rechten Bildseite kommend in das Instrument ein, durchlaufen eine Reihe von komplexen optischen und diagnostischen Systemen und treffen dann auf die Probe. Im Hintergrund links ist ein Roboterarm für einen der Detektoren des Instruments zu sehen. (Copyright: European XFEL)

Das Nutzerprogramm soll mit zwei der insgesamt sechs derzeit geplanten Instrumente in der zweiten Jahreshälfte beginnen. Über die Anträge entscheidet ein internationales Expertengremium auf Basis der wissenschaftlichen Qualität der Vorschläge. Nach erfolgreicher Bewerbung können Forschergruppen jeweils für einige Tage die extrem brillanten Röntgenlichtblitze an einem der Instrumente am European XFEL nutzen. Die Nutzung der Anlage ist kostenlos, sofern die Ergebnisse durch Publikation der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt werden.

Wie andere Röntgenlichtquellen ist European XFEL eine Forschungseinrichtung, die ihre Fähigkeiten und das Know-how ihrer Wissenschaftler externen Forschern zur Verfügung stellt. Der Beginn des Nutzerbetriebs wird daher einen der letzten großen Meilensteine bei der Inbetriebnahme des 3,4 km langen Röntgenlasers markieren.

Die beiden ersten Instrumente in der Experimentierhalle, für die jetzt Vorschläge eingereicht werden können, sind das Instrument FXE (Femtosecond X-ray Experiments) und das Instrument SPB/SFX (Single Particles, Clusters and Biomolecules and Serial Femtosecond Crystallography). FXE ermöglicht die Erforschung von sehr schnellen Prozessen und die Herstellung von Molekülfilmen, bei denen einzelne Reaktionsschritte sehr genau beobachtet werden können. Hiervon verspricht man sich neue Erkenntnisse auf vielen Gebieten, die von der Erforschung von Krankheitsprozessen auf molekularer Ebene über Energieforschung bis zur Optimierung chemischer Verfahren reichen.

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Das zweite Instrument SPB/SFX ist auf die Untersuchung von Biomolekülen und anderen biologischen Strukturen spezialisiert. Details der atomaren Struktur von Biomolekülen zu kennen ermöglicht beispielsweise die gezielte Entwicklung neuer Medikamente und Therapien. Mit dem European XFEL können bereits sehr kleine Kristalle von Biomolekülen untersucht werden. Diese können einfacher gezüchtet werden als die bislang an herkömmlichen Röntgenstrahlungsquellen benötigten größeren Kristalle, deren Herstellung Jahre oder gar Jahrzehnte dauern kann. Es wird außerdem erwartet, dass Röntgenlaser mittelfristig den Weg zur Strukturbestimmung von einzelnen, nicht kristallisierten Molekülen ebnen.

Derzeit wird der European XFEL schrittweise in Betrieb genommen. Zunächst erfolgt die weitere Inbetriebnahme von Beschleunigerabschnitten, dann die Erzeugung von Röntgenlaserlicht („first lasing“) und schließlich die Inbetriebnahme der Instrumente. Nach der im Herbst beginnenden ersten Serie von Experimenten werden die Ausstattung für die Instrumente und die Möglichkeiten für Experimente weiter verbessert, bis das volle Potenzial des European XFEL erreicht ist.

Das jetzt ausgeschriebene Programm für die ersten Experimente ist für zwei Monate geplant. Die nächste Ausschreibung für Experimentierzeit im ersten Halbjahr 2018 wird für Sommer 2017 erwartet. Ab 2018 werden vier weitere Instrumente hinzukommen, die jeweils auf bestimmte Anwendungen und Forschungsthemen zugeschnitten sind.

Weitere Informationen zur Bewerbung um Experimentierzeit unter www.xfel.eu/de.

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