Synchrotronstrahlung und Freie-Elektronen-Laser

Darstellung aus dem Resonator eines Beschleunigers

Fliegen geladene Teilchen in einem Magnetfeld um die Kurve, so geben sie Strahlung ab. In Synchrotronstrahlungsquellen und Freie-Elektronen-Lasern wird diese Strahlung zu Forschungszwecken genutzt.

Welt der Physik CC by-nc-nd

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/licht/synchrotronstrahlung/

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European XFEL

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Virus mit Röntgenlaser entschlüsselt

Wissenschaftler untersuchten die atomare Struktur eines intakten Viruspartikels erstmals mit einem Röntgenlaser. Nachricht
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Die Nanocluster Trap bei BESSY II

Um die magnetischen Eigenschaften von Nanoteilchen zu untersuchen, fangen Wissenschaftler sie bei der Photonenquelle BESSY II mit einer Ionenfalle ein. Artikel
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Teilchen

Laser für mehrfarbiges Röntgenlicht

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Teilchen

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Wissenschaftler bestimmten erfolgreich die Struktur eines Proteins, das sich in einem frei in der Luft schwebenden Flüssigkeitstropfen befand. Nachricht
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Mit einer Hochdruckpresse am DESY in Hamburg simulieren Forscher Bedingungen, wie sie in den Tiefen des Erdmantels herrschen. Artikel
Technischer Aufbau, der grünes Licht abstrahlt.

Teilchen

Kondensiertes Licht

Neuartige Lichtquelle erzeugt monochromatisches Licht durch eine mit Farbstoffmolekülen und Nanoteilchen versetzten Absorptionsschicht. Nachricht
Zwei Forscher sitzen neben dem Mikromanipulator und vor einem Computer.

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Materie unter extremen Bedingungen

Mit Synchrotronlicht untersuchen Forscher das Verhalten von verschiedenen Materialien unter hohem Druck und extrem tiefen oder hohen Temperaturen. Artikel
Blick entlang des Speicherrings PETRA III mit Ablenkmagneten (blau), Fokussiermagneten (rot) und Undulatoren (gelb) im Bereich der Experimentierhalle.

Forschung – gefördert vom BMBF

Erforschung der Gelenkflüssigkeit im Projekt JOINT

Im Projekt JOINT untersuchen Forscher unter anderem mit der Röntgenquelle PETRA III, wie die besonderen Eigenschaften der Gelenkflüssigkeit zustande kommen. Artikel
Farbiger Strahl läuft in der Mitte des Bildes kegelartig zusammen und nach rechts dann wieder auseinander.

Technik

Neue Röntgenlinse liefert schärfere und hellere Bilder

Dank einer speziellen Nanostruktur bündelt eine neu entwickelte Linse besonders viel Röntgenstrahlung und erreicht so eine hohe Auflösung und Lichtstärke. Nachricht
Eine sich zersetenden zylindrische technischen Einrichtung

Technik

Explodierende Lithiumionenakkus

Bisher einzigartige Analyse mit Hochgeschwindigkeits-Röntgenaufnahmen kann zu sichereren Stromspeichern führen.

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Forschung – gefördert vom BMBF

Wirkstoffsuche am Teilchenbeschleuniger

Mit Synchrotronlicht durchleuchten Wissenschaftler verschiedene Testsubstanzen und spüren so neue Wirkstoffe für die Medizin auf. Artikel
Helle und dunkle Bereiche, darüber die Elektronenspins, dargstellt als kleine Pfeile

Materie

Hochtemperatursupra­leitung weiter entschlüsselt

Mikroskopische Ladungsverteilung gibt Hinweise darauf, warum einige Supraleiter den Strom schon bei vergleichsweise hohen Temperaturen verlustfrei leiten.

Nachricht
Ein langer Gang mit einer Metallkonstruktion, dem Beschleuniger, in einem sonst leeren Raum.

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Zeitlicher Verlauf von Röntgenblitzen direkt bestimmt

Mit einer neuen Methode lässt sich die Dauer von ultrakurzen Röntgenpulsen, wie sie an Freie-Elektronen-Lasern erzeugt werden, direkt vermessen. Nachricht
Zwei leuchtende Ringe berühren sich an der Peripherie

Teilchen

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Lamellen auf einem ebenen Siliziumblock brechen Röntgenlicht wie eine konkave Linse. Nachricht
Blick ins Innere eines Tunnels mit Fluchtpunkt im linken Bildbereich.. Auf der linken Seite ein Gehweg mit Gitterboden, auf der rechten Seite ein großes Rohr mit der Aufschrift Modul 6. Drumherum einige technische Komponenten und Kabel.

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Freie-Elektronen-Laser

Jörg Rossbach über die Erzeugung hochintensiver und zugleich ultrakurzer Röntgenpulse in einem Freie-Elektronen-Laser. Artikel
Wellenpakete treffen auf Atome.

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Ein Kamm aus Röntgenlicht

Forscher entwickeln eine neue Methode, um Frequenzen künftig auch im Röntgenbereich präzise zu vermessen. Nachricht
Ein helles Lichtbündel vor dunklem Hintergrund schwenkt nach links. Rechts daneben auf einer parallelen Bahn einzelne Lichtflecken.

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Einzelpulse aus Synchrotronlicht

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Sicht auf CMS-Experiment von oben

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Entwicklung von Teilchendetektoren

Wegen der hohen Strahlenbelastung müssen einzelne Detektorkomponenten am LHC immer wieder ausgetauscht werden. Physiker forschen daran, diese Teile resistenter und damit langlebiger zu machen. Artikel
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Materie

Forscher entwerfen extrem schnellen Wasserkocher

Mit Terahertzstrahlung lassen sich chemische und biologische Proben blitzschnell erhitzen. Nachricht

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Schärfster Röntgenstrahl der Welt erzeugt

Forscher fokussieren Röntgenlicht auf einen Strahl, der zehntausendmal dünner ist als ein menschliches Haar. Nachricht
Kristall mit grünem und rotem Laserlicht

Materie

Erstes Röntgenlaserlicht mithilfe eines Festkörpers erzeugt

Forscher regen Siliziumkristall zum Aussenden von laserartigem Röntgenlicht an und wollen neue Möglichkeiten für Materialforschung eröffnen. Nachricht
eckige Kristalle auf grünem Untergrund

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Zerstörungsfreier Röntgenblick in die Photosynthese

Neue Methode kombiniert Röntgenlasertechniken, um die Abläufe in winzigen Proteinkristallen sichtbar zu machen. Nachricht
Abbildungen von einer Fläche mit Punkten, eine davon unscharf, die andere scharf.

Teilchen

Röntgenlicht zeigt magnetische Fluktuationen in Materialien

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Teilchen

Optimierte Röntgenstrahlung als feineres Werkzeug für die Nanowelt

Dank neuartiger Selbstverstärkung liefern starke Röntgenlaser einen hochfokussierten Strahl, der deutlich schärfere Bilder als bisher ermöglichen soll. Nachricht
Struktur des Proteins Lysozym; Quelle: MPI für medizinische Forschung

Teilchen

Innere Struktur eines Biomoleküls mit Röntgenlaser aufgeklärt

Freie-Elektronen-Laser eignen sich für hochauflösende Strukturanalysen von Biomolekülen. Nachricht
Röntgenblitz trifft auf ein Atom

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Erster Röntgenlaser auf Atom-Basis

Forscher erzeugen ultrakurze, sehr reine Röntgenblitze, um Reaktionen auf atomarer Skala zu untersuchen. Nachricht
3D-Modell eine Käfergelenks

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Lebenswissenschaften: Käfer mit Schraubengelenk

Mit der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA haben Forscher das Hüftgelenk eines Käfers in 3D dargestellt, obwohl es nur einen halben Millimeter groß ist. Artikel

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European XFEL: Internationales Abkommen unterzeichnet

Aus zehn europäischen Partnerländern reisten Forschungsminister, Staatssekretäre oder hochrangige Repräsentanten ins Hamburger Rathaus zur feierlichen Unterzeichnung des "Übereinkommens über den Bau und Betrieb einer europäischen Freie-Elektronen-Röntgenlaseranlage". Die in sechs Sprachen vorliegenden Dokumente legen die Eckpfeiler des European-XFEL-Projekts sowie die finanziellen Beiträge jedes Landes fest und übertragen der gemeinnützigen European XFEL GmbH den Bau und Betrieb der Freie-Elektronen-Röntgenlaser-Anlage.

Nachricht

Teilchen

First Light bei PETRA III

Erster Röntgenstrahl an der Lichtquelle PETRA III erzeugt

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Erster Teilchenstrahl in Petra III

Die neue Synchrotronquelle PETRA III am Deutschen Elektronensynchrotron DESY in Hamburg hat heute ihren Beschleunigerbetrieb aufgenommen. Um 10:14 Uhr wurden die ersten Positronenpakete in den 2,3 Kilometer langen Beschleuniger eingeschossen und gespeichert. Mit dem Betriebsstart endet ein knapp zweijähriger Umbau, bei dem der Speicherring PETRA in eine hochmoderne Röntgenstrahlungsquelle umgewandelt wurde. Nachricht
Kohlenstoff als Katalysator auf Palladiumschicht

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Materialwissenschaft: Mit Synchrotronstrahlung zu besseren Katalysatoren

Ein besseres Verständnis von chemischen Reaktionen an der Oberfläche von Katalysatoren ermöglicht den optimierten Einsatz der Reaktionsbeschleuniger. Artikel
SMART-Spektromikroskop im experimentellen Aufbau

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Nanowissenschaft: SMART auf Oberflächen geschaut

Beim SMART-Mikrospektroskop werden durch die innovative Korrektur von Abbildungsfehlern Auflösungen im Nanometerbereich realisiert. Artikel
Streubild aus Daten des Freien-Elektronen-Lasers FLASH

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Nanowissenschaft: Blitzaufnahmen bei FLASH

Ein Meilenstein auf dem Weg zur Methode der hochauflösenden Röntgenmikroskopie gelang Forschern am Freie- Elektronen-Laser FLASH bei DESY in Hamburg. Artikel
Struktur eines Muskelproteins

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Lebenswissenschaften: Blicke in die Motoren des Lebens

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Himmelscheibe von Nebra mit goldenen Verzierungen

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Kulturwissenschaften: Die Himmelsscheibe von Nebra

Eine zerstörungsfreie Analyse eines nahezu viertausend Jahre alten Kultobjektes bietet wichtige Einblicke in den Herstellungsprozess. Artikel
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Umweltwissenschaften: Analyse radioaktiver Sedimente

Verfahren zum Nachweis radioaktiver Elemente in der natürlichen Umwelt spielen eine zentrale Rolle in den Umweltwissenschaften. Artikel
Ströme im Erdmantel

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Geowissenschaften: Unerwartete Spins im Erdinneren

Bei hohem Druck und hohen Temperaturen kommt es zu einer unerwarteten Änderung der Elektronenstruktur bei zweiwertigem Eisen im Inneren der Erde. Artikel
Diagramm zu Experimenten mit Quantenfernbeziehungen

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Quantentheorie: Elektronenpaare mit Quantenfernbeziehungen

Experimente mit Synchrotronstrahlung liefern Einsichten in die Mysterien der Quantenphysik. Artikel
Verdrillung von Rubren-Molekülen

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Oberflächenforschung: Probleme der organischen Schichtarbeit

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Hubble-Aufnahme von Supernovaresten

Teilchen

Astrophysik: Weltraumchemie im Labor untersucht

Untersuchungen am Freie-Elektronen-Laser FLASH zeigen, dass bisherige Modellrechnungen für die Wechselwirkung von Molekülen mit energiereicher Strahlung unvollständig sind. Artikel
Schweißvorgang in der Industrie

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Industrielle Anwendungen: Synchrotronstrahlung überwacht Schweißverfahren

Mittels Synchrotronstrahlung im Röntgenbereich untersuchen Forscher neue Schweißmethoden für den Flugzeugbau. Das Ziel sind leichtere Flugzeuge mit weniger Treibstoffverbrauch. Artikel

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Verstecktes Van Gogh-Gemälde freigelegt

HASYLAB-Strahlungsquelle am DESY hilft Kunsthistorikern, einen verborgenen Van Gogh zu rekonstruieren Nachricht

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Herpesvirus im Röntgenlicht

Synchtronstrahlung liefert bessere Kontraste als Elektronenmikroskope Nachricht
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ESRF

18 europäische Staaten tragen die ESRF gemeinsam und sichern ihren Forschern damit den Zugang zu einer der drei stärksten Quellen für Synchrotronstrahlung auf der Welt. Artikel
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Materie unter extremen Bedingungen: Supraleiter unter Druck

Die Untersuchung einer neuen Klasse von Hochtemperatursupraleitern mit Synchrotronstrahlung bei hohen Drücken bestätigt die theoretischen Vorhersagen. Artikel
FlexiStir zur Verbesserung von Schweißverfahren

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Beispiele aus der Forschung mit Photonen

Die Forschung mit Photonen ermöglicht Einblicke in die belebte und unbelebte Welt von nicht gekannter Präzision.

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