PETRA IV

Forschungsgeräte

Gamechanger für Forschung mit Röntgenlichtquellen in der Science City

Visualisierung der Forschungsanlage PETRA IV © DESY, Science Communication Lab
Blick in den Beschleunigertunnel: Aus dem Ring von PETRA IV wird Synchrotronlicht an über 30 Experimentierstationen geleitet. Mehr als 100 unterschiedliche Messmethoden stehen dort zur Untersuchung unterschiedlichster Materialien zur Verfügung – von Pflanzenzellen bis Metallproben.

Menschen weltweit kennen Hamburg als Hafenstadt. In der Welt der Wissenschaft hingegen ist Hamburg vor allem als Standort für Teilchenbeschleuniger bekannt. Der Teilchenbescheuniger PETRA erzeugt Synchrotronlicht – ein ultrahelles Röntgenlicht, mit dem Forschende tief in Materialien und biologische Strukturen blicken können. Das macht DESYs Teilchenbeschleuniger zu Magneten für Spitzenforschung: Die Röntgenlichtquellen auf dem Forschungscampus – PETRA III, FLASH und European XFEL – ziehen jedes Jahr tausende Forschende aus aller Welt an.

Weltweit einzigartiges Licht

Der Ringbeschleuniger PETRA III soll jetzt umfangreich modernisiert werden, zur ultimativen Röntgenlichtquelle PETRA IV. Dank einer neuen, revolutionären Speicherringtechnologie und seines Ringumfangs von 2300 Metern ist PETRA IV nach dem Umbau für die nächsten Jahrzehnte die hellste Röntgenlichtquelle der Welt. Durch den radikalen Umbau zu PETRA IV wird eine Vielzahl völlig neuer wissenschaftlicher Untersuchungen möglich – die dann nur in Hamburg durchgeführt werden können. Das ist weltweit einzigartig!

Innovationen mit PETRA IV beschleunigen

Mit der verbesserten Anlage soll bislang Unsichtbares aufgedeckt werden: Mediziner:innen wollen klären, wie Alzheimer entsteht und Heilmittel entwickeln. Materialforscher:innen suchen nach Defekten in Batterien oder Solarzellen, um diese zu verbessern. Die forschende Industrie wünscht sich eine zügige Qualitätskontrolle ihrer Mikrochips, damit langfristig Europas Halbleiterindustrie wettbewerbsfähiger wird.

Zurzeit laufen bei DESY vorbereitende Maßnahmen für PETRA IV, um zum Beispiel Prototypen für die neuen Beschleuniger oder Strahlführungen zu entwickeln. Gleichzeitig soll ein neugeschaffener Zugang zu den Anlagen mit KI-gestützten Services für neue Nutzergruppen sorgen. Bis zu 20 Prozent der Messzeiten könnten später für Projekte mit der Industrie reserviert werden.

2032 soll zum ersten Mal das brillante Röntgenlicht bei PETRA IV angehen. Als zentraler Bestandteil der Science City Hamburg Bahrenfeld wird das Großforschungsgerät spätestens ab dem Zeitpunkt die Attraktivität des Wissenschafts- und Wirtschaftsstandorts Hamburg deutlich erhöhen.

DESY betreibt PETRA III und plant, den Teilchenbeschleuniger technologisch aufzurüsten – zur Maschine der 4. Generation. Die Maschine soll schneller und qualitativ noch hochwertigere Daten und Ergebnisse liefern, gleichzeitig energieeffizienter im Betrieb sein. Mehr Platz und neue Möglichkeiten für Experimente sollen helfen, wertvolle Erkenntnisse aus der Forschung mit Synchrotronlicht zu gewinnen.

Visualisierung © DESY, Science Communication Lab
Bei PETRA IV wird das Röntgenlicht maximal fokussiert – auf einen kleinsten Punkt. Es entstehen Bilder, die hundertfach detailreicher sind als bei PETRA III. Die Messungen können bis zu 500-mal schneller durchgeführt werden und die Auflösung der Bildgebung steigt sprunghaft an.

Kontakt

Foto von DESYs Referentin für Großgeräte © DESY, Marta Mayer
Heidrun Hillen
Referentin für Forschungsgroßgeräte
© DESY, Marta Mayer
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