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Laserphysik

Darf’s etwas mehr sein?

München, 21.02.2019

LMU-Forscher haben erstmals einen lasergetriebenen Beschleuniger gebaut, der mehrere Elektronenstrahlen mit verschiedenen Energien gleichzeitig erzeugt.

Elektronenspektren in Abhängigkeit der Einstellung des Beschleunigers. Links: Betrieb mit einem Elektronenpaket. Rechts: Betrieb mit zwei Elektronenpaketen, während die Energie des zweiten durchgestimmt wird. Bild: Johannes Wenz, LMU

Teilchenbeschleuniger als Strahlungsquellen sind eines der wichtigsten Werkzeuge der modernen Physik und Medizin. Zahlreiche Anlagen, wie der LHC in Genf oder der European XFEL in Hamburg, gehören zu den größten und teuersten Geräten, die die Menschheit je gebaut hat. Laserphysiker der LMU und am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) um Professor Stephan Karsch haben nun einen lasergetriebenen Teilchenbeschleuniger gebaut, der mehrere Elektronenstrahlen mit verschiedenen Energien gleichzeitig erzeugt und dabei wesentlich kompakter und kostengünstiger konzipiert ist.

Das ist nicht nur ein Durchbruch für die Kontrolle von Laserbeschleunigern, sondern öffnet neue Perspektiven zur Erforschung von Materie auf ultrakurzen Zeitskalen. Das Ergebnis legt somit einen Grundstein für eine neue Generation von Experimenten in der Ultrakurzzeit-Physik.

Zurzeit sind die Forscher damit beschäftigt, die nächste Generation ihrer Strahlungsquelle aufzubauen. Mit dem neuen ATLAS-3000-Laser im neuen Laserforschungszentrum Center for Advanced Laser Applications (CALA) der LMU nehmen die Forscher derzeit einen der leistungsstärksten Laser der Welt in Betrieb. Hier werden dann – aufbauend auf den dualen Elektronenstrahlen – auch mögliche Anwendungen in der Medizin verfolgt, beispielsweise für eine künftige, lasergetriebene Röntgendiagnostik.

Mehr zum Thema:

  • Publikation: J. Wenz, A. Döpp, K. Khrennikov, S. Schindler, M. F. Gilljohann, H. Ding, J. Götzfried, A. Buck, J. Xu, M. Heigoldt, W. Helml, L. Veisz & S. Karsch: Dual-energy electron beams from a compact laser-driven accelerator, Nature Photonics 2019
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