Beschleunigerentwicklung

Das HZB forscht mit und für neue Materialien in energierelevanten Systemen. Um deren Dynamik mit höherer Zeitauflösung zu erfassen, planen wir den Ausbau von BESSY II zu BESSY VSR. Mit dem Projekt bERLinPro verfolgen wir das Ziel, eine neuartige Beschleunigertechnologie weiterzuentwickeln - auf dem Weg zu BESSY III.

Weg zu BESSY III

Auf dem Weg zu BESSY III (Grafik: HZB)

Neue Flexibitität: Ausbau von BESSY II zum variablen Pulslängen-Speicherring

BESSY II steht vor einem vielversprechenden Upgrade. Die Synchrotronquelle wird zum variablen Pulslängen-Speicherring (BESSY VSR) ausgebaut. Damit wird die Lichtquelle noch attraktiver für die Forschung an Energiematerialien. Bisher bietet BESSY II Lichtpulse von 17 Pikosekunden (1 Pikosekunde entspricht einem Milliardstel einer Millisekunde). Für einige Fragen ist das dennoch zu lang. Deshalb sollen in Zukunft die Forscherinnen und Forscher an jeder einzelnen Beamline und für jedes Experiment zwischen kurzen Lichtpulsen (1,5 Pikosekunden) und längeren Pulsen (15 Pikosekunden) wählen können – und zwar ohne Verlust an Lichtintensität. Damit schließt BESSY VSR die Lücke zwischen bestehenden Speicherringen und Freie-Elektronen-Lasern.

BESSY VSR wird neue Experimente an Energiematerialien ermöglichen. Forschende können dann beobachten, wie sich die Elektronenstruktur in einem Katalysator während einer chemischen Reaktion verändert. Außerdem wird es möglich sein, quantenphysikalische Effekte zu untersuchen oder schnelle Umschaltprozesse in neuen Materialien für zukünftige Informationstechnologien zu analysieren. Die Grundidee von BESSY VSR klingt einfach, die Realisierung ist jedoch sehr anspruchsvoll. Am HZB arbeiten Expertinnen und Experten in Kooperation mit Beschleunigerzentren aus aller Welt daran, diese Idee zu verwirklichen.


bERLinPro Magnete

Magnetstrecke für das Beschleunigerprojekt bERLinPro. Foto: Michael Setzpfandt

Linearbeschleuniger mit Energierückgewinnung und der Weg zu BESSY III

Mit dem Zukunftsprojekt „bERLinPro“ bauen HZB-Expertinnen und -Experten einen Prototypen für einen Beschleuniger mit Energierückgewinnung auf. Sie erproben damit ein neues Beschleunigerkonzept für Photonenquellen. Dafür entwickeln sie zum Beispiel neuartige supraleitende Hochfrequenz-Kavitäten, um Energie und Form der Elektronenpakete perfekt zu kontrollieren. Die Kavitäten sind doppelt nützlich, weil sie auch für BESSY VSR benötigt werden. Mit bERLinPro gewinnen wir systematisch Erfahrungen für die Entwicklung von Beschleunigerkomponenten. Dieses Wissen brauchen wir, um neue Ideen für ein Nachfolgegerät zu erarbeiten und zu testen – das neue BESSY III.