Terahertz-Strahlung liegt im elektromagnetischen Spektrum zwischen Mikrowellen und Infrarotstrahlung. Sie eignet sich gut, um zum Beispiel lebende Organismen schonend zu durchleuchten. Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf bietet mit der Terahertz-Quelle im Elbe-Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen vielfältige Experimentiermöglichkeiten für Forscher aus aller Welt. Nun dringen die Wissenschaftler aber auf noch bessere THz-Quellen. Foto: HZDR/Frank Bierstedt
Forscher wollen 150 Millionen Euro teuren Elektronenbeschleuniger bauen
Dresden-Rossendorf, 16. Januar 2019. Noch stärker, noch brillanter – die Forscher im Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) planen eine neue Großinvestition: Sie wollen ab 2024 für rund 150 Millionen Euro einen Nachfolger für ihre inzwischen betagte Strahlungsquelle „Elbe“ bauen. Das hat HZDR-Wissenschaftsdirektor Prof. Roland Sauerbrey angekündigt.
„Weltweit beste Terahertz-Strahlenquellen“
„Wir möchten unser Zentrum noch stärker auf die Terahertz-Forschung ausrichten“, erklärte Prof. Sauerbrey. „Dafür wollen wir die weltweit besten Terahertz-Strahlenquellen aufbauen.“
Prof. Roland Sauerbrey, wissenschaftlicher Direktor des HZDR. Foto: André Wirsig für das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
Mehr als nur Nacktscanner
Terahertz-Strahlen (THz) sind durch die sogenannten „Nacktscanner“ an Flughäfen inzwischen auch Nicht-Physikern als Durchleuchtungs-Alternative zu Röntgenstrahlen bekannt geworden. Entsprechend präzise moduliert, erlauben diese sehr schnell schwingenden Wellen aber auch ganz neue Einblicke in die Geheimnisse des Lebens: Mit ihnen können Wissenschaftler beispielsweise beobachten, wie sich biologische Moleküle zusammensetzen, wie der Stoffwechsel in lebenden Zellen vonstatten geht, wie Lebewesen auf molekularer Ebene „funktionieren“.
Auch dafür ist die THz-Technik gut: Ein Terahertz-Scanner spürt verborgene Wandgemälde und Biozide in Kunstwerken auf. Abb.: Andrea Schmidt, HfBK
Mit THz zum Designer-Material
„Und man kann da noch weiter denken“, erklärte der HZDR-Direktor. „Mit Terahertz-Strahlung können wir solche Prozesse nicht nur beobachten, sondern in Zukunft auch manipulieren, also chemische Reaktionen steuern. Dadurch werden Moleküle und damit Stoffe möglich, die auf klassischem chemischen Wege gar nicht erzeugbar sind.“
Mit Terahertz-Strahlung können Physiker Quantenphänomene gezielt manipulieren. Dr. Zhe Wang (Institut für Strahlenphysik), der als High Potential ans HZDR kam, richtet an der Lichtquelle TELBE einen neuen Messplatz ein, der künftig noch genauere Beobachtungen ermöglicht. Foto: HZDR / S. Floss
Dali statt Elbe
Für solche Forschungen sind allerdings bessere Terahertz-Strahlenquellen notwendig, als sie heute verfügbar sind. Nachdem die HZDR-Experten mit ihrem 85 Meter langen Elektronen-Beschleuniger „Elbe“ bereits einige Erfahrung damit gesammelt haben, verschiedene Terahertz-Strahlen zu erzeugen, brauchen sie nun ein besseres Gerät, um diese Experimente auf eine neue Stufe zu heben.
Helmholtz-Wissenschaftler wollen Dali-Projekt auf die nationale Agenda setzen
Die dafür geplante neue Forschungsanlage samt Elektronenbeschleuniger soll „Dali“ heißen, wobei der Name hier nicht für einen Surrealisten steht, sondern für „Dresden Advanced Light Infrastructure“. Übersetzt bedeutet dies soviel wie „Lichtinfrastruktur der nächsten Stufe in Dresden.“ Um diesen Dali zu finanzieren, hoffen Sauerbrey und seine Kollegen auf Geld vom Bund: Sie wollen erreichen, dass das Bundesforschungsministerium den Elbe-Nachfolger 2021/22 auf die „Nationale Roadmap“ für wichtige Forschungsinfrastrukturen setzt – und dann auch Geld dafür herausrückt.
Autor: Heiko Weckbrodt
Quelle: Interview Sauerbrey, HZDR
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