Teilchenbeschleuniger

PETRA IV

Gamechanger für Forschung mit Röntgenlicht 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.

Weltweit einzigartiges Licht

Menschen weltweit kennen Hamburg als Hafenstadt. In der Welt der Wissenschaft hingegen ist Hamburg vor allem als Standort für Teilchenbeschleuniger bekannt. Die Beschleuniger erzeugen Synchrotronlicht – ein ultrahelles Röntgenlicht, mit dem Forschende tief in Materialien und biologische Strukturen blicken können. Das macht die Forschungsanlagen zu Magneten für Spitzenforschung. Jedes Jahr ziehen DESYs Teilchenbeschleuniger PETRA III, FLASH und der gemeinschatlich betriebene European XFEL tausende Forschende aus aller Welt an.

Der Ringbeschleuniger PETRA III soll jetzt umfangreich modernisiert werden. Dank einer neuen, revolutionären Speicherringtechnologie und des Ringumfangs von 2300 Metern wird PETRA IV nach dem Umbau für die nächsten Jahrzehnte die hellste Röntgenlichtquelle der Welt. So wird eine Vielzahl völlig neuer wissenschaftlicher Untersuchungen möglich – die dann nur auf dem Forschungscampus in der Science City durchgeführt werden können. Ein globaler Wettbewerbsvorteil für den Wissenschaftsstandort Hamburg!

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. Verschiedene Teams von Forschenden, Ingenieur:innen und Techniker:innen bauen Prototypen für die neuen Beschleuniger oder Strahlführungen. Gleichzeitig wird ein vereinfachter Zugang zu den Anlagen mit KI-gestützten Services entwickelt, um neue Nutzergruppen zu gewinnen. Bis zu 20 Prozent der Messzeiten könnten später für Projekte mit der Industrie reserviert werden. 2032 soll bei PETRA IV zum ersten Mal das brillante Röntgenlicht angehen. 

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.
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