Der weltweit stärkste Magnet für Neutronenexperimente wird in Berlin errichtet
Modell des Hochfeldmagneten im Maßstab 1:5
Blick in die Neutronenleiterhalle 2, den zukünftigen Standort des Hochfeldmagneten.
Der Kooperationsvertrag zwischen dem Hahn-Meitner-Institut Berlin (HMI) und dem National High Magnetic Field Laboratory (NHMFL) Tallahassee (Florida State University) zum Bau eines neuen Hochfeldmagneten ist unterzeichnet worden. Er wird der weltweit stärkste Magnet für Neutronenstreuexperimente. Von den Experimenten an dem Magneten erwarten Forscher neue Erkenntnisse zu Fragen aus der Physik, Chemie, Biologie und den Materialwissenschaften, unter anderem Beiträge zum Verständnis der Hochtemperatursupraleitung.
25 Tesla bis zirka 30 Tesla wird der neue Hochfeldmagnet erzeugen, der bis 2011 am HMI entsteht. Das ist etwa eine Million Mal so stark wie das Erdmagnetfeld. Das Tallahassee-Institut wird ihn für etwa 8,7 Millionen Dollar bauen, weitere 10 Millionen Euro kostet die notwendige Infrastruktur, zu der Anlagen für Kühlung und Stromzufuhr gehören. Das insgesamt 17,8 Millionen Euro umfassende Projekt wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert, den Rest trägt die Senatsverwaltung für Bildung, Wissenschaft und Forschung des Landes Berlin. Es sichert dem HMI seine internationale Spitzenposition, die es auf dem Gebiet der Neutronenforschung kombiniert mit starken Magnetfeldern und tiefen Temperaturen einnimmt.
„Schon jetzt kommen Wissenschaftler aus aller Welt zu uns, weil sie hier mithilfe von Neutronen Materie bei extremen äußeren Bedingungen untersuchen können. Mit dem neuen Magneten können sie Experimente durchführen, die nirgendwo sonst auf der Welt möglich sind“, sagte Professor Michael Steiner, der wissenschaftliche Geschäftsführer des HMI, am Donnerstag in Berlin. Thomas Rachel, Parlamentarischer Staatssekretär im BMBF, sagte auf der Pressekonferenz: „Mit diesem Großgerät wird das Hahn-Meitner-Institut selbst zu einem Magneten, der Forscher aus aller Welt nach Berlin zieht.“
Von den Experimenten an dem Magneten erwarten Forscher neue Erkenntnisse zu Fragen aus der Physik, Chemie, Biologie und den Materialwissenschaften, unter anderem Beiträge zum Verständnis der Hochtemperatursupraleitung – der Fähigkeit einzelner Substanzen, Strom schon bei höheren Temperaturen ohne Widerstand zu leiten.
Um den Magneten zu bauen, müssen die Ingenieure an die Grenze des Machbaren gehen. Sie verwenden im Inneren, wo die Kräfte am stärksten sind, eine Kupferspule. Die äußere, in Reihe geschaltete Spule, besteht aus supraleitendem Material, das mit flüssigem Helium gekühlt wird. Mit dieser so genannten Hybridbauweise können die extremen Felder unter möglichst sparsamem Energieeinsatz erzeugt werden. Außerdem musste eine speziell an den Hochfeldmagneten angepasste Neutroneninstrumentierung entwickelt werden.
Dieses Know-how ist im HMI vorhanden – ein wichtiger Grund, weshalb die Helmholtz-Gemeinschaft dieses Projekt fördert. Professor Jürgen Mlynek, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft, sagte in Berlin: „Das Hahn-Meitner-Institut verfügt über sehr viel Erfahrung beim Betrieb starker Magnete und bei der Entwicklung von Neutronenexperimenten. Auf Grund dieser einzigartigen Expertise wird das Helmholtz-Zentrum auch dieses ehrgeizige Projekt zum Erfolg führen.“
- Grüne Herstellung von Hybridmaterialien als hochempfindliche RöntgendetektorenNeue organisch-anorganische Hybridmaterialien auf Basis von Wismut sind hervorragend als Röntgendetektoren geeignet, sie sind deutlich empfindlicher als handelsübliche Röntgendetektoren und langzeitstabil. Darüber hinaus können sie ohne Lösungsmittel durch Kugelmahlen hergestellt werden, einem umweltfreundlichen Syntheseverfahren, das auch in der Industrie genutzt wird. Empfindlichere Detektoren würden die Strahlenbelastung bei Röntgenuntersuchungen erheblich reduzieren.
- Energiespeicher: BAM, HZB und HU Berlin planen gemeinsames Berlin Battery LabDie Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und die Humboldt-Universität zu Berlin (HU Berlin) haben ein Memorandum of Understanding (MoU) zur Gründung des Berlin Battery Lab unterzeichnet. Das Labor wird die Expertise der drei Institutionen bündeln, um die Entwicklung nachhaltiger Batterietechnologien voranzutreiben. Die gemeinsame Forschungsinfrastruktur soll auch der Industrie für wegweisende Projekte in diesem Bereich offenstehen.
- BESSY II: Einblick in ultraschnelle Spinprozesse mit FemtoslicingEinem internationalen Team ist es an BESSY II erstmals gelungen, einen besonders schnellen Prozess im Inneren eines magnetischen Schichtsystems, eines Spinventils, aufzuklären: An der Femtoslicing-Beamline von BESSY II konnten sie die ultraschnelle Entmagnetisierung durch spinpolarisierte Stromimpulse beobachten. Die Ergebnisse helfen bei der Entwicklung von spintronischen Bauelementen für die schnellere und energieeffizientere Verarbeitung und Speicherung von Information. An der Zusammenarbeit waren Teams der Universität Straßburg, des HZB, der Universität Uppsala sowie weiterer Universitäten beteiligt.