Alle Artikel mit dem Schlagwort: Laser

Das erste Plasma in Wendelstein 7-X. Es bestand aus Helium, dauerte eine Zehntel Sekunde und erreichte eine Temperatur von rund einer Million Grad Celsius (Eingefärbtes Schwarz-Weiß-Foto). Abb.: IPP

Tanzende Protonen tunneln zum Rendezvous

Rossendorfer Forscher wollen mit Superlasern Fusionskraftwerke anlassen Dresden/Hamburg, 5. Dezember 2019. Deutschland hat die Kernspaltung abgeschrieben: Kanzlerin Angela Merkel (CDU) hat sie als zu unberechenbar und „schmutzig“ eingestuft. Daher hoffen nun viele Ingenieure und Physiker, endlich die Kernfusion nach dem Vorbild der Sonne in den Griff zu bekommen: Diese fast unerschöpfliche Energiequelle würde stabiler als Windräder und Solaranlagen Strom liefern und kaum strahlenden Abfall hinterlassen. An der Konstruktion praxistauglicher Fusionsreaktoren beißen sich Wissenschaftler allerdings weltweit schon seit Jahrzehnten die Zähne aus. Rossendorfer Forscher wollen nun aber mit Superlasern die Kernfusion auf Trab bringen.

Googles "Self-Driving Car" (auch Roboterauto genannt). Foto: Google

Was ist eigentlich Lidar?

Wofür die lasergestützte Ortungstechnologie gut ist Vor allem durch die Diskussionen um autonom fahrende Autos ist die Lidar-Technologie neben Radar und anderen Erkennungsmethoden bekannter geworden. Im Kern handelt es sich um eine laser-gestützte Methode, mit der vor allem Autos und Roboter Hindernisse erkennen.

Stephan Milles von der TU Dresden hat eine Aluminium-Platte so mit einem Laser graviert, dass Wasser komplett abperlt. Foto: Tobias Ritz für die TU Dresden

Anti-Eis-Haut für Flugzeuge

Dresdner Nachwuchs-Laserexperte graviert Lotoseffekte in Alu-Oberflächen Dresden, 26. September 2019. Damit Flugzeuge, Windräder und anderen Anlagen aus Aluminium langsamer oder gar nicht vereisen, verziert der Dresdner Nachwuchs-Forscher Stephan Milles deren Oberflächen nun mit einem hauchfeinen Lasermuster. Durch die winzig kleinen „Berge“, die er in die Alu-Häute graviert, erzeugt er einen Lotos-Effekt nach dem Vorbild der Natur: Die Tragflächen und Rotorblätter weisen Wasser und Eis gleichermaßen ab. Das hat die TU Dresden nun mitgeteilt.

Ingenieurin Marie Jurisch zeigt eine Gas-Turbine für die Stromerzeugung, hergestellt mit industriellen 3D-Druckern, Im Fraunhofer-Institutszentrum an der Winterbergstraße in Dresden. Foto: Heiko Weckbrodt

Kraftwerks-Herz aus dem 3D-Drucker

Fraunhofer Dresden druckt Turbine mit Laser und Elektronenstrahlen in der Metallschmelze Dresden, 17. September 2019. Fraunhofer-Ingenieure haben gemeinsam mit Partnern aus Moritzburg das Herz klassischer Kraftwerke, eine Dampfturbine, mit industriellen 3D-Druckern hergestellt – und auch zum Laufen gebracht. Nur die Welle und ein paar Kleinteile entstanden in klassischen Fertigungsverfahren. Zwar wird dieser 1:4-Nachbau einer Siemens-Turbine so zwar nicht in Serie gehen. Die mit Laser- und Elektronenstrahl-Anlagen gedruckte Maschine soll aber demonstrieren, was mittels der sogenannten „additiven Fertigung“ künftig alles möglich ist.

Petawatt-Laser am HZDR. Mit solchen Lasern will Professor Ralf Schützhold Teilchen aus dem scheinbaren "Nichts" hervorzaubern. Foto: HZDR, Oliver Killig

Elektronen-Angeln im kosmischen Nichts

Rossendorfer Physiker Schützhold will mit Superlasern in den kosmischen Dirac-See tauchen Dresden, 12. Oktober 2018. Umso mehr Superlaser, 90-Tesla-Spulen, Ionenkanonen und künstliche Erdkerne die Experimentatoren im „Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf“ (HZDR) in die Hände bekommen, umso extremer sind die Zustände, in die sie die Materie in ihren Laboren versetzen: Sie sperren die Proben in starke Magnetfelder ein, die jedes Smartphone sofort grillen würden, versetzen sie ins Innere von Neutronensternen und an den Anfang der Welt, mitten hinein in den Urknall. Um besser zu verstehen, was genau da eigentlich in ihren Vakuumkammern passiert, haben sie sich Schützenhilfe bei Professor Ralf Schützhold geholt. Der 44-Jährige baut nun am Stadtrand von Dresden eine Gruppe für „Theoretische Physik“ auf. Drei Mitstreiter hat schon gefunden, zehn schlaue Köpfe soll die Gruppe in naher Zukunft umfassen.

Blick in eine Experimentalkammer im ELBE-Komplex des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf, an die bereits der Draco-Laser angeschlossen ist. Foto: Heiko Weckbrodt, "Creative Commons"-Lizenz 3.0 (freie Nutzung unter Namensangabe)

Ein Drache zündet Anti-Krebs-Feuer, zweiter dreht das Video dazu

Rossendorfer entwickeln superschnelle Kamera für Laser-Protonen-Kanonen Dresden, 18. September 2018. Forscher aus Dresden-Rossendorf haben gemeinsam mit internationalen Kollegen eine ultraschnelle Kamera entwickelt. Die soll allerdings nicht Fußballszenen oder Dressurreit-Finessen einfangen, sondern weit feurigere Szenen filmen: Wenn sich beispielsweise ein Superlaser in einen Würfel bohrt, dort eine hochenergetische Suppe („Plasma“) aus Elektronen und Rumpfatomen („Ionen“) auf Millionen Grad erhitzt und schließlich einzelne Teilchen fast mit Lichtgeschwindigkeit aus der Materialprobe reißt. Die Wissenschaftler hoffen, in diesen Videos Anhaltspunkte zu finden, wie sie eine neuartige Protonenkanone gegen Hirntumore und Bauschspeicherdrüsen-Krebs bauen können. Dabei kommt es auf oft auf Details und Einzelszenen an, die nur wenige Millionstel Millimeter (Nanometer) Raum einnehmen und einige Billionstel Millisekunden (Femtosekunden) dauern.

Dr. Udo Klotzbach vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden will Skier und Kolbenringe mit einer speziellen Lasergravur gegen Reibung versehen. Foto: Heiko Weckbrodt

Flotte Ski und sparsame Motoren dank Laser

Durch eine spezielle Lasergravur mit Fischgrätenmustern können Dresdner Fraunhofer-Ingenieure die Reibung von Motoren und Sportgeräten mindern Dresden, 12. September 2018. Fraunhofer-Ingenieure haben eine Lasergravur gegen Reibung entwickelt, die Skier schneller bergab sausen und den Spritverbrauch von Autos um ein Zehntel senken kann. Dafür erzeugen sie mit ultrakurzen Laser-Pulsen sehr feine und reibungsmindernde Fischgräten-Muster auf den Sportgeräten und Motorteilen. Diese Technologie könne auch die Verluste in Elektroautos und anderen Maschinen deutlich verringern, betonte Projektleiter Dr. Udo Klotzbach vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS). „Außerdem halten die Bauteile im Schnitt etwa 30 Prozent länger“, sagte der 52-jährige Elektrotechnik-Ingenieur.

Vorsicht Laser! Im ELBE-Komplex des HZDR in Rossendorf herrschen strenge Sicherheitsbestimmungen. Foto: Heiko Weckbrodt, "Creative Commons"-Lizenz 3.0 (freie Nutzung unter Namensangabe)

TU-Laserexperten wollen Ausbeute organischer Solarzellen um ein Drittel erhöhen

Lichtverstärker sollen im Endlosbetrieb Stromsammler mit Nanomusters veredeln Dresden, 29. August 2018. Laser-Experten von der TU Dresden wollen mit einer speziellen Nanogravur erreichen, dass biegsame organische Solarzellen aus Dresden bald deutlich mehr Energieausbeute erreichen. Das hat um Prof. Andrés Lasagni angekündigt, der den Lehrstuhl für „Laserbasierte Methoden der großflächigen Oberflächenstrukturierung“ leitet. „Organische Photovoltaik kann damit etwa 37 Prozent effizienter werden“, schätzte Lasagni ein.

athleen und Thomas Roll sind dankbar: PD Dr. Cahit Birdir, Oberarzt für Geburtshilfe und Pränatalmedizin am Uniklinikum, hat mit einer Lasertherapie das Leben ihrer Kinder Oskar und Felix gerettet. Die Zwillinge sind jetzt zwei Monate alt. Foto: UKD/Annechristin Bonß

Zwillinge per Laser im Mutterleib getrennt

Beide Blutkreisläufe waren gekoppelt Dresden, 18. August 2018. Der Gynäkologe und Oberarzt Dr. Cahit Birdir hat an der Uniklinik Dresden die Blutkreisläufe von ungeborenen Zwillinge mit einer Laser-Operation im Mutterleib getrennt, um ihre Überlebenschancen zu verbessern. Das hat das Uniklinikum mitgeteilt. Und tatsächlich war der Eingriff in der 18. Schwangerschaftswoche erfolgreich: Mitte Juni hat Kathleen Roll einen Oskar und einen Felix geboren – beide Kinder sind gesund.

Wissenschaftler Alfredo Aguilar vom IWS bedient das weltweit größte 3D-DLIP-System an der TU Dresden. Foto: Fraunhofer-IWS Dresden

Laser malt Lotuseffekt auf Flugzeuge

Fraunhofer und TU Dresden wollen Flugverspätungen durch vereiste Tragflächen mindern Dresden, 9. August 2018. Filigrane Gravuren auf Außenflächen von Flugzeugen sollen sicherstellen, dass sich dort kein Eis und kein Dreck festsetzen können. Dies soll den Luftwiderstand des Flugzeugs gering halten und letztlich auch dafür sorgen, dass weniger Flieger wegen vereister Tragflächen verspätet starten können. Dafür haben Ingenieure am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, an der Technischen Universität Dresden und bei Airbus ein Laserverfahren entwickelt, das schnell solche strukturierte Oberflächen erzeugt.

Die Illustration veranschaulicht, wie ein Laser das Partikel in einer Flüssigkeit zum Rotieren bringt. Visualisierung: Falko Schmidt / Universität Leipzig

Leipziger Forscher konstruieren Mikromaschine

Laser treibt wenige Mikrometer großes Partikel an Leipzig/Göteburg, 22. Februar 2018. Eine winzige Maschine von nur wenigen Mikrometern (Tausendstel Millimeter) Durchmesser haben Wissenschaftler nun konstruiert und mit Laserlicht in Gang gesetzt. Das berichtet die Uni Leipzig. Solche Mikromaschinen könnten zum Beispiel eingesetzt werden, um kleinste Flüssigkeitsmengen in einem Miniaturlabor zu mischen oder Medikamente an gewünschte Stellen zu transportieren.

Transformatoren von Siemens - hier eine Aufnahme aus dem Werk Nürnberg - sollen die künstlichen Inseln vor Arabiens Küste mit Strom versorgen. Foto: Siemens

Kleinere Trafos mit mehr Wandelkraft

Verbundprojekt „FLUX-LMDR“: Fraunhofer Dresden will mit Lasern geschmeidige Magnetflussbette in Trafo-Kernbleche formen Dresden, 17. Dezember 2017. Bessere Trafos, die weniger Strom verpulvern und weniger Platz brauchen, wollen deutsche Ingenieure im Forschungsverbund „Technologie zur Steigerung der Energieeffizienz bei Verteilungstransformatoren“ (FLUX-LMDR) ermöglichen. Ihr Plan: Laser sollen die Eisen-Silizium-Bleche für den Transformator-Kern so verändern, dass an Ecken und Biegungen die Magnetfelder fluffig fließen anstatt wie bisher abzureißen und Verluste zu produzieren. Sie wollen gewissermaßen dem Magnetfluss in den Kernblechen elegantere Flussbetten formen.

rof. Christoph Leyens leitet das Fraunhofer-Institut IWS in Dresden und das Verbundprojekt Agent 3D. Hier zeigt er das Stahl-Modell einer Triebwerk-Düse für eine ESA-Rakete - die Originalteile fertigen die Dresdner Ingenieure aus teurem Platin. Foto: Heiko Weckbrodt

Flugzeug-Turbinen: Fraunhofer-Laser verklammert Metall und Keramik

Fraunhofer-IWS Dresden entwickelt mit Rolls-Royce neue Triebwerk-Strukturen Dresden, 21. November 2017. Damit Flugzeug-Triebwerke leichter werden und auch extremen Temperaturwechseln widerstehen, setzen Antriebs-Konstrukteure immer öfter auch auf Keramik. Dresdner Fraunhofer-Ingenieure haben nun gemeinsam mit Rolls-Royce ein Verfahren entwickelt, um die Metall- und Keramikteile solcher neuen Turbinen eng zu verzahnen: Mit Lasern erzeugen sie Mikrostrukturen auf den Legierungen und klammern dadurch Keramik und Nickel sehr fest zusammen.

Mit Super-Lasern wie dem Draco und Penelope wollen die Rossendorfer Forscher sehr kompakte Protonenbeschleuniger konstruieren, die zum Beispiel Hirnkrebs-Therapien auch in kleineren Krankenhäusern möglich machen sollen. Foto: HZDR/Jürgen Lösel

Vom DDR-Atomtraum zum planetaren Schutzschild

25 nach dem Neustart: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf feiert neue Weichenstellung nach der Wende Dresden, 12. Oktober 2017. Was einst als Wiege eines DDR-Atomprogramms gedacht war, ist heute ein deutschlandweit führendes Zentrum für Materialforschung, modernste Krebstherapien, Ressourcen-Wiedergewinnung, Supercomputer-Simulationen und andere Disziplinen: Mit einem Symposium, Vorträgen und Filmvorführungen am 12. und 13. Oktober feiert das heutige Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) seinen Neustart vor 25 Jahren. Damals entstand aus dem Zentralinstitut für Kernforschung (ZfK) der DDR das „Forschungszentrum Rossendorf“ (FZD), das 2011 schließlich in die Helmholtz-Gemeinschaft wechselte. Die Belegschaft hat sich seither auf rund 1000 Mitarbeiter verdoppelt – darunter 30 Professoren. Das Gesamtbudget betrug im Jahr 2016 rund 130 Millionen Euro – inklusive 20 Millionen Euro aus Projekt- und Drittmitteln.

Diamantenregen auf dem kalten Planeten Neptun. Visualisierung: Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory

Neptun presst Diamanten

Forscher stellen das Innere ferner Planeten mit Superlasern nach Dresden, 21. August 2017. Der gierigen Gattin edle Geschmeide versprochen und den Weg zum Juwelier bisher gescheut? Kein Problem: Fliegen Sie einfach die rund viereinhalb Milliarden Kilometer zum Riesenplaneten Neptun: Dort regnet es Diamanten! Das haben nun Forscher vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) mit Kollegen aus Deutschland und den USA experimentell nachgewiesen. Und wenn gerade kein Sprit in der Rakete ist, auch kein Problem: Auch das weiße Verpackungszeug, das altbekannte Polystyrol, lässt sich zu Edelsteinen pressen. Kleiner Nachteil: Dafür braucht man nur einen mehrere Hundert Millionen Euro teuren Super-Röntgenlaser.