Ausgabe 6 - GSI
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<strong>GSI</strong>-MAGAZIN<br />
<strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung<br />
Den Nachwuchs fördern<br />
<strong>Ausgabe</strong> Nr. 6<br />
April 2011<br />
Das <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum unterstützt mit seiner Beteiligung an einer Vielzahl von Projekten die Förderung des wissenschaftlichen<br />
Nachwuchses bereits in der Schule. Ob in unserem eigenen Schülerlabor oder durch Beteiligung an extern organisierten<br />
Projekten – im Vordergrund steht, die Schülerinnen und Schüler für die spannende Physik zu begeistern.<br />
Lesen Sie mehr auf den Seiten 2, 4, 5 und 6
target<br />
Liebe Leserinnen und Leser,<br />
NACHRICHTEN<br />
die Förderung von wissenschaftlichem<br />
Nachwuchs zählt zu unseren wichtigsten<br />
Aufgaben und kann gar nicht früh genug<br />
beginnen. Denn die Schüler von heute sind<br />
die Diplomanden und Doktoranden von<br />
morgen. Um diesem Ziel gerecht zu werden,<br />
unterstützt <strong>GSI</strong> auf vielfältige Weise<br />
Aktivitäten für junge Menschen. Ob im<br />
Schülerlabor, in Grundschulprojekten, bei<br />
Schnuppertagen oder in Großveranstaltungen<br />
wie der Vortragsreihe Saturday<br />
Morning Physics der TU Darmstadt – <strong>GSI</strong><br />
ist dabei und zeigt, wie spannend die physikalische<br />
Forschung sein kann.<br />
Sogar echte Messdaten aus dem ALICE-Experiment<br />
können die Kinder und Jugendlichen<br />
bei <strong>GSI</strong> auswerten und so die Arbeit<br />
eines Physikers hautnah miterleben. Über<br />
diese Vielzahl von Projekten berichten wir<br />
umfassend in unserer sechsten <strong>Ausgabe</strong><br />
von „target“.<br />
Ebenso wichtig ist es uns, dass die Nachwuchswissenschaftler<br />
von <strong>GSI</strong> und unseren<br />
Partner-Universitäten in ihrer Forschungsarbeit<br />
die nötige Unterstützung erhalten.<br />
In zwei Interviews mit Doktoranden zeigt<br />
sich, wie erfolgreich <strong>GSI</strong> dabei gewesen ist.<br />
Unsere Partner-Institute in Japan unterstützen<br />
wir nach den Schäden durch Erdbeben<br />
und Tsunami, indem wir ihren Diplomanden,<br />
Doktoranden und Postdocs<br />
die Möglichkeit anbieten, ihre Arbeiten bei<br />
<strong>GSI</strong> fertigzustellen.<br />
Viel Vergnügen beim Lesen wünscht<br />
Horst Stöcker<br />
Wissenschaftlicher Geschäftsführer<br />
Seite 2<br />
Neues Schülerlabor am <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum eröffnet<br />
Ministerialdirigent Martin Günther vom Hessischen Kultusministerium im Gespräch mit zwei Schülerinnen,<br />
die bei der Eröffnung des BASIC-Schülerlabors bei <strong>GSI</strong> die Experimente präsentierten.<br />
Seit Montag, dem 8. November 2010,<br />
hat das <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum ein weiteres<br />
Schülerlabor. Ministerialdirigent<br />
Martin Günther vom Hessischen Kultusministerium<br />
eröffnete das Schülerlabor<br />
BASIC in einer Festveranstaltung. In<br />
dem neuen Schülerlabor können Schüler<br />
selbstständig Experimente zu Radioaktivität<br />
und Strahlung durchführen. Es<br />
richtet sich an Schüler der 9. und 10.<br />
Jahrgangsstufe verschiedener Schulformen<br />
und ergänzt das Angebot des bestehenden<br />
Schülerlabors EXPERT, das<br />
sich an Oberstufenschüler richtet.<br />
„Die Schülerlabore stellen eine enorme<br />
Bereicherung des Schulunterrichts<br />
dar. Wir begrüßen die Initiative und<br />
das Engagement außerschulischer Einrichtungen<br />
wie <strong>GSI</strong>, bei der Ausbildung<br />
unserer Kinder mitzuwirken und gleichzeitig<br />
Wege für den wissenschaftlichen<br />
Nachwuchs zu bereiten“, sagte Ministerialdirigent<br />
Martin Günther, Leiter der<br />
Abteilung „Allgemein bildende Schulen<br />
und Internationale Angelegenheiten“<br />
des Hessischen Kultusministeriums.<br />
„Die <strong>GSI</strong>-Schülerlabore bieten Versuche<br />
an, die in der Schule gar nicht durchführbar<br />
sind, da sie zu aufwändig sind oder<br />
weil die entsprechenden Mittel fehlen“,<br />
so Dr. Axel Gruppe, der Pädagogische<br />
Leiter des <strong>GSI</strong>-Schülerlabors und Lehrer<br />
am Lessing-Gymnasium in Frankfurt.<br />
„Wir sind sehr froh, dass wir mit dem<br />
neuen BASIC-Labor nun unser Angebot<br />
auch für Schüler mittlerer Jahrgangsstufen<br />
ausbauen konnten.“ Gemeinsam<br />
mit Schülern des Lessing-Gymnasiums<br />
präsentierte Axel Gruppe bei der Eröffnung<br />
die neuen Experimente. Die Schüler<br />
können mehr über die verschiedenen<br />
radioaktiven Strahlungsarten erfahren,<br />
Abschirmtechniken erforschen und natürliche<br />
radioaktive Strahlungsquellen<br />
untersuchen.<br />
Die Versuche des BASIC-Labors richten<br />
sich im Schwierigkeitsgrad an Schüler<br />
der 9. Jahrgangsstufe des Gymnasiums<br />
bzw. der 10. Jahrgangsstufe von Real-<br />
und Gesamtschulen. Das bereits seit<br />
2004 bestehende Schülerlabor (ab sofort<br />
EXPERT-Labor) wurde bereits von<br />
9.000 Schülern besucht. Es richtet sich<br />
vorrangig an Schüler der Oberstufe. Ein<br />
vierköpfi ges Lehrer-Team unter der pädagogischen<br />
Leitung von Dr. Axel Gruppe<br />
betreut die teilnehmenden Schulklassen<br />
an drei Wochentagen. Das BASIC-Labor<br />
und das EXPERT-Labor sind in denselben<br />
Räumlichkeiten untergebracht und<br />
werden im Wechsel betrieben.<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6
Erste Sitzungen von FAIR-<br />
Kommitees<br />
Die FAIR GmbH gewinnt an Fahrt – zwei<br />
Unterarbeitsgruppen des FAIR Councils<br />
nahmen ihre Arbeit auf:<br />
Am 2. Februar 2011 fand die erste Sitzung<br />
des FAIR Administrative and Finance<br />
Committees (AFC) unter der Leitung<br />
von Professor Örjan Skeppstedt,<br />
Universität Stockholm, statt, der bereits<br />
vor der Gründung der FAIR GmbH Vorsitzender<br />
der Arbeitsgruppe für Administrative<br />
and Finance Issues (AFI) war.<br />
Alle Empfehlungen für den FAIR Council<br />
wurden einstimmig beschlossen.<br />
Am 10. Februar 2011 tagte zum ersten<br />
Mal das FAIR In-Kind Review Board<br />
(IKRB), dessen Aufgabe die Etablierung<br />
und Verfolgung der Sachbeiträge, insbesondere<br />
zur FAIR-Beschleunigeranlage,<br />
ist. Der bisherige Vorsitzende Dr. Horst<br />
Wenninger vom CERN wurde auch hier<br />
im Amt bestätigt. Das IKRB wird eng mit<br />
dem existierenden FAIR Machine Advisory<br />
Committee zusammenarbeiten.<br />
Zypries bei FAIR und <strong>GSI</strong><br />
Am 3. Februar 2011 besuchte Brigitte<br />
Zypries, Bundestagsabgeordnete für<br />
den Wahlkreis Darmstadt, FAIR und<br />
<strong>GSI</strong>, um sich ein Bild vom aktuellen<br />
Stand des FAIR-Projektes und der FAIR<br />
GmbH zu machen. Frau Zypries, die zum<br />
Zeitpunkt der Bewilligung von FAIR Mitglied<br />
der Bundesregierung war, sagte im<br />
Rahmen ihres Besuches weitere Unterstützung<br />
zu.<br />
Stehend v.l.n.r.: Cornelia Wolff, Konstantin<br />
Gavras, Hermann Kolb, Karlheinz Langanke;<br />
Sitzend v.l.n.r.: Hartmut Eickhoff, Brigitte<br />
Zypries, Simone Richter.<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6<br />
Vietnamesische Delegation<br />
besucht <strong>GSI</strong><br />
Pham Vu Luan, Minister des vietnamesischen<br />
Ministeriums für Bildung und Ausbildung (l.),<br />
Horst Stöcker, Wissenschaftlicher Geschäftsführer<br />
von <strong>GSI</strong> (m.) und Rafael Reißer, Mitglied des<br />
hessischen Landtages.<br />
Am 2. November 2010 besuchte Pham<br />
Vu Luan, Minister des MOET (Vietnamesisches<br />
Ministerium für Bildung und<br />
Ausbildung), das <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum.<br />
Nach einer kurzen Vorstellung der<br />
Forschungsumgebung am <strong>GSI</strong> erhielt<br />
Pham Vu Luan durch einen anschließenden<br />
Rundgang durch die Beschleunigeranlagen<br />
einen persönlichen Eindruck<br />
von der <strong>GSI</strong>-Forschungsanlage. Begleitet<br />
wurde Minister Pham Vu Luan von<br />
einer Delegation hochrangiger Mitglieder<br />
aus dem vietnamesischen Bildungs-<br />
und Wirtschaftssektor.<br />
<strong>GSI</strong>-Veröffentlichung in<br />
den Highlights 2010<br />
Die wissenschaftliche Publikation „Development<br />
and performance evaluation<br />
of a dynamic phantom for biological<br />
dosimetry of moving targets“ von Alexander<br />
Gemmel und Koautoren aus dem<br />
Jahr 2010 wurde in die Highlights des<br />
Jahres 2010 der Fachzeitschrift „Physics<br />
in Medicine and Biology“ gewählt. Die<br />
Highlights sind eine besondere Sammlung<br />
von Publikationen, die die Breite<br />
der herausragenden Arbeiten zeigt, die<br />
im letzten Jahr in „Physics in Medicine<br />
and Biology“ veröffentlicht wurden. Bei<br />
der Arbeit handelt es sich um eine Studie<br />
zur Bestrahlung eines beweglichen<br />
Phantoms, die zur Entwicklung einer<br />
Behandlung von bewegten Tumoren<br />
beigetragen hat. Die Studie wurde mit<br />
Unterstützung von Siemens Healthcare<br />
durchgeführt.<br />
target<br />
Erdbeben und Flutwelle –<br />
Unterstützung für Japan<br />
Erschüttert haben wir die schrecklichen<br />
Naturkatastrophen in Japan verfolgt.<br />
Unsere Freunde und Kollegen<br />
an den betroffenen japanischen Partnerlaboratorien<br />
haben nach bisheriger<br />
Kenntnis keine Opfer zu beklagen.<br />
Die teilweise erheblichen Schäden an<br />
Beschleunigern und Detektorsystemen<br />
haben <strong>GSI</strong> jedoch veranlasst,<br />
jungen Wissenschaftlern aus Japan<br />
bei der Fortführung von Doktor- und<br />
Diplomarbeiten zu helfen: Studierenden<br />
und auch Postdocs wird ein<br />
rascher Einstieg in wissenschaftliche<br />
Projekte bei <strong>GSI</strong> und FAIR angeboten,<br />
auf Wunsch kann eine gemeinsame<br />
Promotion an unseren Partneruniversitäten<br />
ermöglicht werden.<br />
Kontakt: Dr. Kei Sugita<br />
k.sugita@gsi.de<br />
Koreanischer Vizeminister<br />
Kim bei <strong>GSI</strong><br />
Der Vizeminister des koreanischen Ministeriums<br />
für Bildung, Wissenschaft<br />
und Technologie, Professor Chang Kyung<br />
Kim, hat am Montag, den 17. Januar<br />
2011 mit einer Delegation <strong>GSI</strong> besucht.<br />
Korea plant die Errichtung des Wissenschaftsparks<br />
„International Science and<br />
Business Belt“ (ISBB). Eine Beschleuniger-<br />
und Experimentieranlage für die<br />
Forschung mit Ionenstrahlen soll dabei<br />
Bestandteil werden. In Diskussionen mit<br />
dem Technischen Geschäftsführer von<br />
<strong>GSI</strong>, Dr. Hartmut Eickhoff, zeigten sich<br />
die Besucher besonders interessiert an<br />
einer Kooperation auf dem Feld der Detektorentwicklung<br />
und -produktion.<br />
Vizeminister Chang Kyung Kim (sitzend 2. v.<br />
l.) mit seiner Delegation führte Gespräche mit<br />
<strong>GSI</strong>-Geschäftsführer Hartmut Eickhoff (sitzend<br />
Mitte).<br />
Seite 3
target NACHRICHTEN<br />
Junge Forscher – wer wir sind und was wir tun –<br />
Ein Pilotprojekt an der Pestalozzischule in Frankfurt-Riederwald<br />
In einem gemeinsamen Pilotprojekt der<br />
Stiftung Polytechnische Gesellschaft,<br />
des <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrums, der Doktorandenschule<br />
HGS-HIRe (Helmholtz<br />
Graduate School for Hadron and Ion<br />
Research) und der Pestalozzischule in<br />
Frankfurt-Riederwald haben Physikstudenten<br />
und Doktoranden Drittklässler<br />
der Pestalozzischule für Naturwissenschaften<br />
und Technik begeistert. In<br />
drei Unterrichtseinheiten führten sie<br />
gemeinsam mit zwei dritten Klassen der<br />
Pestalozzischule Experimente zum Verständnis<br />
von kleinen Teilchen und Teilchenbeschleunigern<br />
durch. Die jungen<br />
Wissenschaftler forschen alle am <strong>GSI</strong><br />
Helmholtzzentrum. Rund 40 Drittklässler<br />
erfuhren von ihnen, was ein Forscher<br />
ist, was er fragt, wie er forscht, denkt<br />
und mit welchen Themen sich ein Physiker<br />
befasst. Der Unterricht wurde von<br />
einer Lehrkraft begleitet.<br />
Zuvor fand ein Briefwechsel zwischen<br />
den Grundschülern und Wissenschaftlern<br />
statt. Die Studierenden und Doktoranden<br />
stellten sich vor, erläuterten,<br />
was sie an der Physik fasziniert, und beschrieben,<br />
was sie am <strong>GSI</strong> erforschen.<br />
In einem Antwortbrief stellten sich die<br />
Schüler vor und formulierten erste Fragen<br />
an die Studierenden. Diese Fragen<br />
wurden in den ersten Unterrichtsstunden<br />
von den jungen Forschern aufgegriffen.<br />
Mit einem einfachen Experi-<br />
Aus Knete und durchsichtigen Plastikrohren entsteht das Beschleunigermodell.<br />
Seite 4<br />
Unterrichtseinheit in der Pestalozzischule - die Drittklässler bauen einen Kreisbeschleuniger.<br />
ment erfuhren Schüler mehr über kleine<br />
Teilchen und die Forschungsthemen der<br />
Studierenden. In weiteren Unterrichtseinheiten<br />
bauten die Studierenden gemeinsam<br />
mit den Kindern ein einfaches<br />
Modell eines Teilchenbeschleunigers.<br />
Das Experiment ist speziell entwickelt<br />
worden, um den Kindern auf spielerische<br />
Weise eine Beschleunigeranlage<br />
zu erklären.<br />
Zum Abschluss des Projekts am Montag,<br />
den 15. November 2010 besuchten<br />
die Schüler gemeinsam mit ihren<br />
Eltern das <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum und<br />
erhielten eine Führung durch die Großforschungsanlage.<br />
So lernten Kinder<br />
und Eltern den Arbeitsplatz der jungen<br />
Forscher kennen und bekamen einen<br />
direkten Einblick in den Betrieb einer<br />
großen Forschungseinrichtung.<br />
Die Stiftung Polytechnische Gesellschaft<br />
und das <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum<br />
möchten die Naturwissenschaften<br />
stärker in die Grundschulen tragen.<br />
Dabei steht der persönliche Kontakt<br />
zwischen jungen Wissenschaftlern und<br />
den Schülern im Vordergrund. Die jungen<br />
Physiker sollen ihre Begeisterung<br />
im Gespräch und gemeinsamen Experimentieren<br />
auf die Kinder übertragen<br />
und ihnen eine Vorstellung von der<br />
komplexen wissenschaftlichen Forschung<br />
an einer Großforschungsanlage<br />
vermitteln.<br />
Die Pestalozzischule eignet sich besonders<br />
für das Pilotprojekt „Junge Forscher<br />
- wer wir sind und was wir tun“,<br />
da die Schule einen hohen Anteil an<br />
Schülern aus bildungsungewohnten Elternhäusern<br />
verzeichnet. Insbesondere<br />
die Kinder, die in ihrem Umfeld keinen<br />
Kontakt zu Wissenschaftlern haben,<br />
sollen auf diesem Weg für Naturwissenschaften<br />
und Technik begeistert<br />
werden.<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6
Saturday Morning Physics 2010 bei <strong>GSI</strong><br />
Zum 13. Mal hatten am Samstag, dem<br />
4. Dezember 2010, wieder knapp 300<br />
Oberstufenschüler aus ganz Hessen<br />
die Gelegenheit, einen Einblick in die<br />
aktuelle physikalische Forschung am<br />
<strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum zu erhalten. In<br />
Rundgängen durch die <strong>GSI</strong>-Anlagen<br />
erkundeten die Schüler die Teilchenbeschleuniger<br />
sowie Experimente aus<br />
Kernphysik, Atomphysik, Biophysik,<br />
Plasmaphysik und Materialforschung.<br />
Die Veranstaltungsreihe „Saturday<br />
Staatssekretär aus USA hält<br />
Vortrag bei <strong>GSI</strong> zur künftigen<br />
Energieversorgung<br />
Der Staatssekretär des Energieministeriums<br />
der USA Steven Koonin (U.S.<br />
Department of Energy/Under Secretary<br />
for Science) hielt am 30. November<br />
2010 bei <strong>GSI</strong> einen Vortrag über die<br />
amerikanische Strategie zur zukünftigen<br />
Energieversorgung. Er sprach unter<br />
anderem über Anreizsysteme und Umsetzungskonzepte,<br />
damit technologische<br />
Innovationen für eine sichere und<br />
umweltfreundliche Energieversorgung<br />
im großen Maßstab umgesetzt werden<br />
können. Der Vortrag fand im Rahmen<br />
des wöchentlichen <strong>GSI</strong>-Kolloquiums<br />
statt, bei dem Fachleute aus Wissenschaft<br />
und Technik über aktuelle Entwicklungen<br />
in unterschiedlichen Fachgebieten<br />
berichten.<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6<br />
Morning Physics“ ist ein Projekt der<br />
Physikalischen Fakultät der TU Darmstadt.<br />
Sie fi ndet jährlich statt und hat<br />
zum Ziel, das Interesse junger Menschen<br />
an Physik zu stärken. In Vorträgen<br />
und Experimenten an aufeinanderfolgenden<br />
Samstagen erfahren<br />
die Schüler Aktuelles aus der physikalischen<br />
Forschung an der Universität.<br />
Der Besuch am <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum<br />
ist die einzige Exkursion, die innerhalb<br />
der Reihe stattfi ndet.<br />
target<br />
Nobelpreisträger Ketterle<br />
spricht bei <strong>GSI</strong><br />
Im Rahmen der Physics Days des Extreme<br />
Matter Institutes (EMMI), das im<br />
Rahmen der Helmholtz-Allianz „Cosmic<br />
Matter in the Laboratory“ gegründet<br />
wurde, war Nobelpreisträger Wolfgang<br />
Ketterle am 4. November 2010 beim<br />
<strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum zu Gast. In einem<br />
einstündigen Kolloquiumsvortrag<br />
berichtete er über seine aktuelle Forschung<br />
und die Zukunftsplanung. Ketterle<br />
erhielt den Nobelpreis im Jahr 2001<br />
für die Erzeugung von Bose-Einstein-<br />
Kondensaten in verdünnten Gasen aus<br />
Alkaliatomen und für frühe grundsätzliche<br />
Studien über die Eigenschaften der<br />
Kondensate. Er ist assoziierter Partner<br />
von EMMI.<br />
Nobelpreisträger Ketterle (l.) im Gespräch mit<br />
Peter Braun-Munzinger, Leiter von EMMI.<br />
Neues Aufsichtsratmitglied Oda Keppler besucht <strong>GSI</strong><br />
In der Leitung des Referats 712 „Forschungseinrichtungen<br />
der naturwissenschaftlichen<br />
Grundlagenforschung“ in<br />
der Unterabteilung „Großgeräte und<br />
Grundlagenforschung, Sonderaufgabe<br />
ESFRI“ am Bundesministerium für Bildung<br />
und Forschung und damit als Mitglied<br />
im <strong>GSI</strong>-Aufsichtsrat, der am 14.<br />
Dezember 2010 tagte, hat Ministerialrätin<br />
Oda Keppler die Nachfolge von Ministerialrat<br />
Dr. Jan Grapentin angetreten.<br />
Bei einem Besuch am 13. Dezember<br />
2010 erhielt Frau Keppler einen Überblick<br />
über Forschung und Infrastruktur<br />
des <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrums. Sie führte<br />
viele Gespräche mit Wissenschaftlerinnen<br />
und Wissenschaftlern aus unterschiedlichen<br />
<strong>GSI</strong>-Forschungsbereichen<br />
und besichtigte ausführlich die <strong>GSI</strong>-Anlagen.<br />
Neben den Experimentierplätzen<br />
und der Beschleunigeranlage besuchte<br />
sie das Detektorlabor, das SMD-Labor,<br />
die Magnetteststände, das Targetlabor<br />
sowie die Werkstätten, wo sie sich von<br />
den Arbeiten der Auszubildenden beeindruckt<br />
zeigte.<br />
Oda Keppler besichtigt mit Reinhard Lotz, dem<br />
Leiter des <strong>GSI</strong>-Kontruktionsbüros, die mechanische<br />
Werkstatt.<br />
Seite 5
target<br />
NACHRICHTEN<br />
Schüler werten ALICE-Experimentdaten aus –<br />
Masterclass-Veranstaltung bei <strong>GSI</strong><br />
Masterclass-Schülerinnen bei der Auswertung der am CERN-Beschleuniger genommenen ALICE-Messdaten<br />
im <strong>GSI</strong>-Rechenzentrum.<br />
Am 8. März 2011 waren 30 Schüler<br />
eingeladen, am <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum<br />
eigenständig unter fachgerechter<br />
Anleitung von Wissenschaftlern aktuelle<br />
Messdaten zu analysieren. Die<br />
Schüler erhielten eine Einführung in<br />
die Forschung, besichtigten das <strong>GSI</strong>-<br />
Experiment HADES und stellten zum<br />
Abschluss des Forschungstags ihre<br />
Ergebnisse auf Englisch in einer Videokonferenz<br />
den Teilnehmern aus anderen<br />
Forschungseinrichtungen vor.<br />
Die analysierten Daten stammen aus<br />
dem Schwerionenexperiment ALI-<br />
CE am LHC-Beschleuniger des CERN,<br />
Schweiz, und wurden in Proton-Proton-Kollisionen<br />
bei 900 Gigaelektronenvolt<br />
Schwerpunktsenergie auf-<br />
Schülerinnen Schnuppertage 2010<br />
Am 2. November 2010 konnten Mädchen<br />
im Rahmen der Schülerinnen<br />
Schnuppertage in der Abteilung Materialforschung<br />
Ionenkanäle in Materialproben<br />
ausätzen und unter dem Rasterelektronenmikroskop<br />
untersuchen.<br />
Die Schnuppertage ermöglichen jungen<br />
Frauen einen intensiven Einblick in technische<br />
und naturwissenschaftliche Studiengänge.<br />
genommen. <strong>GSI</strong> ist am Bau und am<br />
wissenschaftlichen Programm des<br />
Schwer ionen-Experiments ALICE maßgeblich<br />
beteiligt. Ein großer Teil der<br />
Messdaten wird von den Forschern am<br />
<strong>GSI</strong>-Rechenzentrum ausgewertet.<br />
Die von <strong>GSI</strong> und der Doktorandenschule<br />
HGS-HIRe getragene Veranstaltung<br />
fand im Rahmen der so genannten<br />
Masterclass 2011 statt. Die<br />
Masterclass bietet bereits zum siebten<br />
Mal rund 6.000 Schülern in 24 Ländern<br />
die Möglichkeit, nahegelegene<br />
Universitäten oder Forschungszentren<br />
zu besuchen und von den Wissenschaftlern<br />
einen Einblick in Themen<br />
und Arbeitsweisen moderner Forschung<br />
zu erhalten.<br />
Academia Europaea tagt<br />
am <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum<br />
Die Sektion „Physics and Engineering<br />
Sciences“ der Academia Europaea hat<br />
am 25. und 26. März 2011 bei <strong>GSI</strong> getagt.<br />
Die Academia Europaea ist eine<br />
wissenschaftliche Gesellschaft, die unter<br />
anderem zum Ziel hat, Bildung, Lehre<br />
und Forschung in allen Wissenschaftsbereichen<br />
zu fördern. Die Mitgliedschaft<br />
wird durch Einladung an europäische<br />
Wissenschaftler nach Vorschlag<br />
einer Gutachterkommission erworben.<br />
Momentan hat die Gesellschaft rund<br />
2.000 Mitglieder, unter ihnen 38 Nobelpreisträger.<br />
Der <strong>GSI</strong>-Geschäftsführer<br />
Horst Stöcker und der <strong>GSI</strong>-Forschungsdirektor<br />
Karlheinz Langanke empfi ngen<br />
das Gremium mit Chairman Lászlo Pál<br />
Csernai von der Universität Bergen,<br />
Norwegen.<br />
<strong>GSI</strong>-Geschäftsführer Horst Stöcker (3. v. r.) und<br />
<strong>GSI</strong>-Forschungsdirektor Karlheinz Langanke (r.)<br />
begleiten Lászlo Pál Csernai (2. v. l.) und die<br />
Mitglieder der Academia Europaea auf einen<br />
Rundgang durch <strong>GSI</strong>.<br />
Neue Technologietransfer-<br />
Webseite<br />
Das Technologietransfernetzwerk der<br />
Hochenergie- und Kernphysikinstitute<br />
(TTN-HEP), welches am 10. April 2008<br />
vom CERN Council als Projekt ins Leben<br />
gerufen wurde, hat eine neue Webseite.<br />
Auf der Seite präsentiert sich das TTN<br />
und stellt Technologien und Serviceangebote<br />
der HEP-Institute vor. Es werden<br />
Technologien einzelner Institute sowie<br />
gemeinsame Technologieprojekte präsentiert.<br />
Ziel der Webseite ist es, über<br />
die technologischen Weiterentwicklungen<br />
der Hochenergiephysik und ihre<br />
möglichen Anwendungen in der Industrie<br />
zu informieren.<br />
Kontakt: www.heptech.org<br />
Seite 6 <strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6
INTERVIEW<br />
Youssef el Hayek ist 32 Jahre<br />
alt. Im Libanon studierte<br />
er Mathematik, anschließend<br />
studierte er Physik an<br />
der TU Darmstadt. Seit 2010<br />
promoviert er als Stipendiat<br />
der Helmholtz-Doktorandenschule<br />
HGS-HIRe am<br />
<strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum und<br />
der Goethe-Universität<br />
Frankfurt.<br />
Herr el Hayek, was ist das Thema Ihrer Doktorarbeit?<br />
Meine Arbeit ist in die Forschung für FAIR eingebettet. Für die<br />
neue Beschleunigeranlage werden hohe Teilchenströme bzw.<br />
Intensitäten im Boosterbetrieb des <strong>GSI</strong>-Ringbeschleunigers<br />
benötigt. Strahlverluste führen zu einem Druckanstieg und<br />
damit zu weiteren Strahlverlusten im Beschleuniger. Ich versuche<br />
durch Maschinenexperimente direkt am Beschleuniger<br />
die Teilchenströme und Intensitäten zu optimieren bzw. die<br />
Verluste zu verringern. Meinen Freunden erkläre ich immer,<br />
dass wir eine Maschine bauen, die wahrscheinlich komplizierter<br />
ist als eine Mondlandung.<br />
Wie haben Sie sich auf das Leben in Deutschland vorbereitet?<br />
Ich habe schon im Libanon eine Sprachschule besucht. Dort<br />
hat man auch viel Wert auf die formalen Dinge wie etwa<br />
Behördengänge gelegt. Sie können sich sicherlich vorstellen,<br />
dass es einfacher ist seinen Führerschein zu beantragen,<br />
wenn man auch das Beamten-Deutsch versteht. Neben einem<br />
dreimonatigen Sprachkurs in Deutschland haben mir auch<br />
mei ne deutschen Freunde geholfen mich schnell hier einzuleben.<br />
Welche Erfahrungen haben Sie während Ihrer Zeit in Deutschland<br />
gemacht?<br />
Aus meiner Sicht gibt es eigentlich kaum Unterschiede in der<br />
Mentalität zwischen Deutschen und Libanesen. Pünktlichkeit<br />
und Präzision gehören zu den Deutschen. Libanesen sind viel<br />
lockerer. Allerdings muss ich sagen, mir gefällt hier alles bis<br />
auf das Wetter. Da haben wir im Libanon mehr Sonne. Was<br />
die Arbeit betrifft fühle ich mich hier integriert und sehr wohl.<br />
Gibt es etwas, worauf Sie sich in naher Zukunft sehr freuen?<br />
Wenn alles gut geht fahre ich diese Jahr noch auf die IPAC<br />
2011, die zweite International Particle Accelerator Conference<br />
im September in Spanien, oder die CERN-Schule in Griechenland.<br />
Was hat sie zum Physik-Studium inspiriert?<br />
Nach der theoretischen Mathematik wollte ich wissen, was wir<br />
nicht über die Welt wissen, in der wir jeden Tag leben!<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6<br />
target<br />
INTERVIEW<br />
Giovanna Martino ist 29<br />
Jahre alt. Ihr Bachelor-<br />
Studium in Physik und ihren<br />
Master of Science in<br />
Biomedizinischer Physik<br />
erwarb sie an der Universität<br />
Turin, Italien. Seit 2008<br />
promoviert sie im Rahmen<br />
des PARTNER-Projekts in<br />
der Abteilung Biophysik des<br />
<strong>GSI</strong> Helmholtzzentrums.<br />
Frau Martino, was ist das Thema Ihrer Doktorarbeit?<br />
Ich bin Doktorandin im Rahmen des Europäischen Marie-Curie-Projekts<br />
PARTNER (Particle Training Network for European<br />
Radiotherapy). Meine Arbeit bei <strong>GSI</strong> konzentriert sich auf die<br />
Charakterisierung von Ionenstrahlen aus Lithium und Sauerstoff<br />
und wie sie in der Strahlentherapie eingesetzt werden<br />
könnten.<br />
Welche Erfahrungen haben Sie in Deutschland gemacht?<br />
Natürlich sind die Unterschiede zwischen Deutschen und Italienern<br />
vom Einzelnen abhängig und nicht verallgemeinerbar.<br />
Bei Wetter und Essen zeigen sich aber dann doch große Unterschiede.<br />
Am Tag meiner Ankunft beispielsweise hat mich mein<br />
Betreuer am Flughafen abgeholt und lud mich direkt in den<br />
Biergarten ein. Er bestellte Würstchen und Bier für uns beide.<br />
Mit so einer großen Portion Bier hatte ich allerdings nicht gerechnet<br />
und gab mein Bestes, um nicht gleich den ersten Eindruck<br />
von mir zu vermasseln! Eines kann man aber sagen, die<br />
Deutschen sind entspannter und lässiger als die Italiener.<br />
Was hat Sie bewogen nach Deutschland zu kommen?<br />
In meinem letzten Jahr an der Universität Turin erhielt ich<br />
durch das Leonardo-Projekt ein Stipendium, mit dem ich meine<br />
Diplomarbeit bei <strong>GSI</strong> machen konnte. Mein Professor in<br />
Italien arbeitete bereits mit <strong>GSI</strong> zusammen, so hat sich alles<br />
optimal entwickelt. Als ich zu <strong>GSI</strong> gekommen bin, konnte ich<br />
kein Deutsch, wusste also in dieser Hinsicht nicht was mich<br />
erwartet – aber es war eine sehr spannende Erfahrung.<br />
Was gefällt Ihnen besonders an Ihrem Beruf?<br />
Als Marie-Curie-Studentin besuche ich viele europäischen<br />
Ver anstaltungen, die sich mit der Partikeltherapie beschäftigen.<br />
Und nehme an Konferenzen teil, die für meine Forschung<br />
und Doktorarbeit wichtig sind. Das Arbeiten bei <strong>GSI</strong> bietet mir<br />
eine großartige Chance mein Wissen auf motivierende und<br />
spannende Art und Weise zu vertiefen. Ich habe viele Aufgaben,<br />
die mich berufl ich wachsen lassen. Ich hätte es berufl ich<br />
wie privat vermisst bei <strong>GSI</strong> zu arbeiten, denn hier habe ich<br />
neben meinem Mann Fabio noch viele weitere wunderbare<br />
Menschen kennengelernt.<br />
Seite 7
target<br />
Seite 8<br />
FORSCHUNG<br />
Mit der Ionenfalle SHIPTRAP haben Wissenschaftler<br />
bei <strong>GSI</strong> mit höchster Präzision<br />
die Massenunterschiede bestimmter<br />
Atomkerne gemessen, die für einen sehr<br />
seltenen radioaktiven Zerfallsprozess in<br />
Frage kommen. So konnten sie mit dem<br />
Isotop Gadolinium-152 den bislang am<br />
besten geeigneten Atomkern bestimmen,<br />
um durch seinen Zerfall in anderen<br />
zukünftigen Experimenten neue Erkenntnisse<br />
über Neutrinos zu gewinnen.<br />
Eine der Grundfragen der Kosmologie ist,<br />
warum es nach dem Urknall mehr Materie<br />
als Antimaterie gab, so dass außer<br />
bloßer Strahlung überhaupt etwas übrig<br />
geblieben ist, um Galaxien, Sterne, Planetensysteme,<br />
Lebewesen und schließlich<br />
unsere eigene Existenz zu ermöglichen.<br />
Das Verständnis hierzu ist mit den<br />
Eigenschaften von Neutrinos verbunden.<br />
Neutrinos sind Elementarteilchen,<br />
die auch als Geisterteilchen bezeichnet<br />
werden, da sie nur extrem schwach mit<br />
der uns bekannten „gewöhnlichen“<br />
Materie in Wechselwirkung treten und<br />
diese nahezu ungehindert durchdringen.<br />
Dementsprechend sind noch viele Eigenschaften<br />
von Neutrinos unbekannt.<br />
So wird zum Beispiel vermutet, dass ein<br />
Neutrino sein eigenes Antiteilchen sein<br />
könnte (sog. Majorana-Fermion), ein<br />
noch niemals beobachtetes Phänomen.<br />
Neutrinos entstehen natürlicherweise in<br />
bestimmten radioaktiven Zerfällen von<br />
Atomkernen. Beim radioaktiven Zerfall<br />
wandelt sich ein Atomkern, der Mutterkern,<br />
in einen anderen, den Tochterkern,<br />
um. Ein möglicher Nachweis, ob das<br />
Neutrino sein eigenes Antiteilchen ist,<br />
wäre die Beobachtung einer bestimmten<br />
radioaktiven Zerfallsart, des so genannten<br />
neutrinolosen Doppel-Elektroneneinfangs.<br />
Bei diesem sehr seltenen<br />
Zerfallsprozess werden zwei Elektronen<br />
aus der Hülle von Protonen im Atomkern<br />
eingefangen und es entstehen normalerweise<br />
zwei Neutrinos. Wenn nun das<br />
Neutrino mit seinem Antiteilchen identisch<br />
wäre, würde kein Neutrino ausgesendet<br />
werden, deshalb die Bezeichnung<br />
neutrinolos.<br />
Dieser neutrinolose Zerfallsprozess ist allerdings<br />
experimentell, wenn überhaupt,<br />
nur nachweisbar, wenn die Masse des<br />
Mutterkerns zwar größer ist als die des<br />
Tochterkerns, sich dabei aber so gering<br />
wie möglich unterscheidet. Um auch<br />
noch geringste Massenunterschiede<br />
messen zu können, benutzten Wissenschaftler<br />
die Ionenfalle SHIPTRAP. Mit<br />
SHIPTRAP können die Wissenschaftler<br />
Massen mit so hoher Genauigkeit messen,<br />
dass sie theoretisch nachweisen<br />
könnten, ob in einem voll beladenen<br />
Jumbo-Jet ein Passagier eine 1 Euro-<br />
Münze im Portemonnaie hat oder nicht.<br />
Mit SHIPTRAP untersuchten die Wissenschaftler<br />
nun systematisch die Massen<br />
von möglichen Atomkernen, um den<br />
besten Kandidaten für den neutrinolosen<br />
Doppel-Elektroneneinfang zu bestimmen.<br />
Sie fanden heraus, dass das Gadolinium-Isotop<br />
mit der Massenzahl 152<br />
(Gadolinium-152), welches in das Isotop<br />
Samarium-152 zerfällt, der zurzeit vielversprechendste<br />
Kandidat ist. Es ist somit<br />
das geeignete Isotop, um in zukünftigen<br />
Neutrino-Experimentaufbauten<br />
Das Bild zeigt die Penning-Falle des<br />
SHIPTRAP-Experiments. Durch ein parallel zum<br />
Rohr angelegtes Magnetfeld werden die einfl<br />
iegenden Ionen auf eine Spiralbahn im Rohr<br />
gezwungen, anhand deren Frequenz die Masse<br />
bestimmt werden kann.<br />
DEN NEUTRINOS AUF DER SPUR<br />
Messung von Atomkernmassen mit höchster Präzision am SHIPTRAP-Experiment bei <strong>GSI</strong><br />
wie zum Beispiel in Gran Sasso, Italien,<br />
untersucht zu werden mit dem Ziel, bei<br />
dessen Zerfall erstmalig die Vernichtung<br />
zweier Neutrinos nachzuweisen.<br />
Über die Messung der Halbswertszeit<br />
von Gadolinium-152, die im Bereich von<br />
10 26 Jahren liegt, ließen sich auch Grenzen<br />
für die Masse der Neutrinos bestimmen.<br />
Erst seit kurzem ist bekannt, dass<br />
Neutrinos überhaupt eine Masse haben,<br />
die allerdings sehr klein ist und noch nie<br />
direkt gemessen werden konnte. Der<br />
Ansatz über den Zerfall von Gadolinium-152<br />
Informationen über die Masse<br />
der Neutrinos zu erhalten, ist komplementär<br />
zu anderen Experimentaufbauten<br />
in der Helmholtz-Gemeinschaft wie<br />
KATRIN am KIT in Karlsruhe.<br />
An den Experimenten bei <strong>GSI</strong> waren<br />
unter Federführung des Max-Planck-Instituts<br />
in Heidelberg 17 Wissenschaftler<br />
aus 11 Instituten beteiligt: Max-Planck-<br />
Institut für Kernphysik, Heidelberg,<br />
Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg,<br />
<strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung,<br />
Darmstadt, Ernst-Moritz-<br />
Arndt-Universität, Greifswald, Institute<br />
for Theoretical and Experimental Physics<br />
Moskau, Russland, PNPI Gatchina, St.<br />
Petersburg, Russland, Helmholtz-Institut<br />
Mainz, Johannes Gutenberg-Universität<br />
Mainz, St. Petersburg State University,<br />
Russland, Joint Institute for Nuclear Research,<br />
Dubna, Russland, Comenius University<br />
Bratislava, Slowakei, Technische<br />
Universität Dresden.<br />
Wissenschaftlicher Kontakt:<br />
Michael Block, <strong>GSI</strong><br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6
target FORSCHUNG<br />
Die bei <strong>GSI</strong> entwickelte Krebstherapie<br />
mit Ionenstrahlen zeichnet sich durch<br />
hohe Heilungsraten und geringe Nebenwirkungen<br />
aus und ist seit gut einem<br />
Jahr im Routineeinsatz. Die Wirkung<br />
von Ionenstrahlen hängt nicht nur<br />
von der Beschaffenheit des Tumors ab,<br />
sondern darüber hinaus auch von der<br />
genetischen Voraussetzung und den<br />
Lebensumständen eines Patienten. Wissenschaftler<br />
haben am <strong>GSI</strong> nun erstmals<br />
Proben von lebenden menschlichen<br />
Tumorgewebeschnitten mit Ionen bestrahlt,<br />
um dies systematisch zu erforschen.<br />
Langfristiges Ziel ist es, die schon<br />
jetzt sehr wirkungsvolle Therapie mit<br />
Ionenstrahlen so weiter zu entwickeln,<br />
dass die Bestrahlungsdosis auf den Tumor<br />
und außerdem individuell für jeden<br />
Patienten optimal eingestellt werden<br />
kann. Eine derartige Behandlung wäre<br />
ein neuer Ansatz, denn bislang werden<br />
bei Strahlentherapien vor allem die Beschaffenheit<br />
und die Position des Tumors<br />
berücksichtigt. Darüber hinaus können<br />
Wissenschaftler mit Hilfe von Gewebeschnitten<br />
schnell und effektiv die Wirkung<br />
von Ionenstrahlen auf verschiedene<br />
Tumorarten untersuchen und somit<br />
neue Anwendungsgebiete erschließen.<br />
Die Untersuchungen sind nur deshalb<br />
möglich, weil es an der Universität<br />
Frankfurt erstmals gelungen ist, Proben<br />
von bestimmten menschlichen Tumoren<br />
herzustellen. Das von Patienten<br />
entnommene Tumorgewebe wird dabei<br />
so präpariert, dass es über Wochen am<br />
Leben bleibt. Weil diese Proben weitgehend<br />
den natürlichen Begebenheiten<br />
im Patienten entsprechen, können die<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6<br />
Wissenschaftler bei der Bestrahlung Effekte<br />
beobachten, die auch bei der Behandlung<br />
von Patienten auftreten. Insbesondere<br />
möchten die Wissenschaftler<br />
herausfi nden, wie die durch Strahlung<br />
getroffenen Zellen auf ihre benachbarten<br />
Zellen wirken, den so genannten<br />
Bystander-Effekt. Dies ist bei bisherigen<br />
Testverfahren mit gezüchteten Zellkulturen<br />
oder in Tierversuchen nur sehr eingeschränkt<br />
möglich.<br />
„Jeder Tumor reagiert unterschiedlich<br />
auf Strahlung: manche sind empfi ndlicher,<br />
stellen das Wachstum ein oder gehen<br />
zu Grunde, andere sind resistenter<br />
und werden von der Therapie nicht beeinträchtigt.<br />
Die Wirkung ist außerdem<br />
von Patient zu Patient verschieden“,<br />
sagt Professor Marco Durante, Leiter<br />
der Abteilung Biophysik bei <strong>GSI</strong>. „Die<br />
Bestrahlung und Auswertung der Gewebeproben<br />
von Patienten bietet uns die<br />
Möglichkeit das herauszufi nden. Mit diesem<br />
Wissen könnten die behandelnden<br />
Ärzte die Tumortherapie auf jeden einzelnen<br />
Patienten individuell optimieren.“<br />
Menschliches Gewebe wird häufi g während<br />
einer Operation gewonnen. Eine<br />
neue Methode ermöglicht es nun, diese<br />
Gewebekulturen für mehrere Wochen<br />
im Labor am Leben zu halten. „Diese so<br />
genannten Gewebeschnittkulturen stellen<br />
ein Testsystem für biologische Untersuchungen<br />
dar, da in ihnen nicht die Zelle<br />
einzeln, sondern in ihrer natürlichen<br />
Umgebung, das heißt in der Umgebung<br />
von anderen Zellen betrachtet werden<br />
kann“, so Professor Ingo Bechmann, der<br />
das Verfahren an der Charité und der<br />
Eingefärbte Zellen eines Gewebeschnitts eines<br />
menschlichen Tumors (grün: wachsende Zellen,<br />
blau: Zellkerne).<br />
ZUKUNFT DER TUMORTHERAPIE<br />
Proben von lebendem menschlichem Tumorgewebe erstmals mit Ionen bestrahlt<br />
Universität Frankfurt mitentwickelt hat<br />
und inzwischen Professor an der Universität<br />
Leipzig ist. Die Idee, diese Schnittkulturen<br />
für die Forschung bei <strong>GSI</strong> einzusetzen,<br />
hatte der Frankfurter Arzt und<br />
Kurator der Senckenbergstiftung Dr.<br />
Kosta Schopow.<br />
Die wissenschaftlichen Arbeiten wurden<br />
bei <strong>GSI</strong>, der Goethe-Universität Frankfurt<br />
und dem Frankfurt Institute for<br />
Advanced Studies (FIAS) durchgeführt.<br />
Gefördert wird das Projekt durch die<br />
Alfons und Gertrud Kassel-Stiftung und<br />
die Margarete und Herbert Puschmann-<br />
Stiftung, die u. a. zwei Doktorandenstellen<br />
und die Anschaffung wesentlicher<br />
Messapparaturen fi nanzierten.<br />
Wissenschaftlicher Kontakt:<br />
Marco Durante, <strong>GSI</strong><br />
Experimenteller Aufbau am Linearbeschleuniger<br />
des <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrums. Die Gewebeproben<br />
befi nden sich in den in einem Magazin<br />
aufgereihten Petrischalen. Mit einem Greifarm<br />
werden diese nacheinander zur Bestrahlung in<br />
den Strahlengang gehoben.<br />
Seite 9
target WISSENSCHAFT<br />
FORSCHUNG<br />
DYNAMISCHES VAKUUM<br />
Warum leer nicht wirklich leer bleibt<br />
Für die Experimente mit Ionenstrahlen<br />
am <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum beschleunigen<br />
die Wissenschaftler geladene Atome,<br />
so genannte Ionen, mithilfe eines<br />
Teilchenbeschleunigers und lassen sie<br />
auf Materialproben prallen. Um dabei<br />
hohe Aufprallenergien zu erzielen, verwenden<br />
sie häufi g schwere Ionen, beispielweise<br />
Uran-Ionen. Der Ladungszustand<br />
der Ionen kann unterschiedlich<br />
sein und hängt davon ab, wie viele Elektronen<br />
um den Kern des Atoms kreisen.<br />
Damit der Ionenstrahl im Beschleuniger<br />
nicht verloren geht, herrscht dort ein Vakuum<br />
(siehe Infobox auf Seite 11).<br />
Bisher werden am <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum<br />
Uran-Ionen mit einem meistens<br />
sehr hohen Ladungszustand (U 73+ )<br />
beschleunigt. Die im Rahmen des FAIR-<br />
Projekts geplante Steigerung der Intensitäten<br />
um den Faktor 100 erfordert<br />
jedoch die Verwendung von mittleren<br />
Ladungszuständen (U 28+ ), da sich die<br />
hochgeladenen Uran-Ionen aufgrund<br />
ihrer Ladung zu stark gegenseitig abstoßen<br />
und so die maximale Teilchendichte<br />
im Strahl begrenzen.<br />
Im Jahr 2001 wurden in Vorgriff auf das<br />
FAIR-Projekt erstmals Uran-Ionen mit<br />
mittlerem Ladungszustand im Kreisbeschleuniger<br />
des <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrums<br />
Seite 10<br />
beschleunigt. Dabei trat ein zunächst<br />
überraschender Effekt zu Tage. Je mehr<br />
Uran-Ionen in den Beschleuniger eingebracht<br />
wurden, desto größer waren die<br />
Strahlverluste während des Beschleunigungsvorgangs.<br />
Bald darauf wurde das<br />
sogenannte dynamische Vakuum als Ursache<br />
des Phänomens identifi ziert.<br />
Die Beschleunigung von schweren Ionen<br />
mit mittleren Ladungszuständen birgt<br />
das Problem, dass, je niedriger der La-<br />
Vakuum zeichnet sich in erster Linie dadurch<br />
aus, dass nichts da ist.<br />
dungszustand eines Ions ist (also je mehr<br />
Elektronen um den Atomkern kreisen),<br />
desto höher ist die Wahrscheinlichkeit,<br />
dass ein Strahlion mit einem übrig gebliebenen<br />
Teilchen im Vakuum – einem<br />
sogenannnten Restgasteilchen – zusammenstößt<br />
und dabei seinen Ladungszustand<br />
ändert. Das Strahlion kann sowohl<br />
Elektronen von einem Restgasteilchen<br />
einfangen und damit seine eigene Ladung<br />
reduzieren, als auch eigene Elektronen<br />
bei dieser Kollision verlieren, was zu<br />
Blick in den existierenden <strong>GSI</strong>-Ringbeschleuniger. Die roten und gelben Magnete halten die Ionen auf<br />
dem richtigen Pfad. Im Strahlrohr herrscht ein Ultrahochvakuum von 10 -11 Millibar.<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6
target FORSCHUNG<br />
Der bei <strong>GSI</strong> entwickelte Kollimator sorgt durch seine Materialeigenschaften dafür, dass das Vakuum<br />
erhalten bleibt, da nur sehr wenige Teilchen pro auftreffendem Ion abgegeben werden.<br />
einem höheren Ladungszustand führt.<br />
Welcher der beiden Prozesse stattfi ndet,<br />
ist abhängig von der Geschwindigkeit<br />
des Strahlions. Beim geplanten FAIR-<br />
Hauptbeschleuniger dominiert aufgrund<br />
der hohen Teilchenenergien der Elektronenverlust.<br />
Die Anzahl der umgeladenen<br />
Strahlionen hängt dabei direkt von der<br />
Teilchendichte des Restgases und von<br />
der Anzahl der Strahlionen ab.<br />
Die über diesen Mechanismus umgeladenen<br />
Strahlionen gehen im Beschleuniger<br />
verloren. Die Magnetfelder ei-<br />
nes Beschleunigers sind so ausgelegt,<br />
dass Teilchen mit dem gewünschten<br />
Ladungszustand (hier U 28+ ) optimal in<br />
der Maschine gehalten werden. Ändert<br />
nun ein Teilchen seinen Ladungszustand,<br />
wird es in den Ablenkmagneten,<br />
die den Ionenstrahl auf der Kreisbahn<br />
halten, stärker bzw. schwächer abgelenkt<br />
und trifft so auf die Seitenwand<br />
des Vakuumrohrs. Am Auftreffpunkt<br />
werden auf der Oberfl äche des Vakuumrohrs<br />
angelagerte Gasteilchen abgelöst<br />
und sorgen für einen Druckanstieg.<br />
Pro einfallendem Strahlion werden bis<br />
Was ist eigentlich Vakuum und warum braucht es der Beschleuniger?<br />
Vakuum bezeichnet einen weitgehend<br />
luftleeren Raum. Die Wissenschaftler<br />
nehmen es noch etwas genauer. Die<br />
DIN-Norm zur Vakuumtechnik beschreibt<br />
Vakuum als den Zustand eines<br />
Gases, wenn in einem Behälter der<br />
Druck des Gases und damit die Teilchenzahldichte<br />
niedriger ist als außerhalb<br />
oder wenn der Druck des Gases<br />
niedriger ist als 300 Millibar, das heißt<br />
kleiner als der niedrigste auf der Erdoberfl<br />
äche vorkommende Atmosphärendruck.<br />
Das lässt bereits den Grund erkennen,<br />
warum das Vakuum für den Beschleuniger<br />
so wichtig ist – eine gerin-<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6<br />
ge Teilchenzahldichte. Ist keine Luft im<br />
Inneren des Teilchenbeschleunigers,<br />
können die beschleunigten Ionen den<br />
Beschleuniger ungehindert durchqueren.<br />
Stießen die Ionen mit den Luftteilchen<br />
zusammen, würden sie von ihnen<br />
abprallen, dabei abgelenkt werden und<br />
gegen die Wand des Teilchenbeschleunigers<br />
fl iegen. Sie gingen dadurch für<br />
die Experimente verloren.<br />
Insbesondere in einem Ringbeschleuniger<br />
ist es deshalb sehr wichtig, ein<br />
gutes Vakuum zu haben. Darin müssen<br />
die Teilchen in vielen Umläufen tausende<br />
Kilometer Wegstrecke zurücklegen.<br />
Kämen dabei viele solche Zusammen-<br />
zu 25.000 an der Oberfl äche haftende<br />
Gasteilchen abgelöst. Durch den<br />
Druckanstieg stehen nun mehr Restgasteilchen<br />
als potentielle Stoßpartner zur<br />
Verfügung und es werden mehr Strahlionen<br />
umgeladenen. Dieser sich selbstverstärkende<br />
Effekt wird als dynamisches<br />
Vakuum bezeichnet.<br />
Um die Anzahl der umgeladenen Strahlionen<br />
möglichst gering zu halten, haben<br />
die Wissenschaftler über die letzten Jahre<br />
ein umfangreiches Verbesserungsprogramm<br />
für den bestehenden Beschleuniger<br />
erarbeitet und bereits größtenteils<br />
umgesetzt. Unter anderem beinhaltet<br />
dieses Programm die Installation eines<br />
Kollimatorsystems, das die umgeladenen<br />
Ionen auf mit Gold beschichteten<br />
Kupferblöcken auffängt. Diese geben<br />
besonders wenige Teilchen pro auftreffendem<br />
Ion ab. Weniger als hundert<br />
Teilchen lösen sich von der Oberfl äche<br />
des Kollimators, wenn ein umgeladenes<br />
Strahlion auftrifft. Die mit dem <strong>GSI</strong>-<br />
Beschleuniger gewonnen Erkenntnisse<br />
sind direkt in die Entwicklung des FAIR-<br />
Beschleunigers eingefl ossen und stellen<br />
sicher, dass er die hohen Anforderungen<br />
des FAIR-Projekts bezüglich der Strahlintensität<br />
erfüllen kann.<br />
Wissenschaftlicher Kontakt:<br />
Peter Spiller, <strong>GSI</strong><br />
stöße mit Luftteilchen vor, bliebe vom<br />
Ionenstrahl nicht viel übrig. Deshalb<br />
herrscht in den Beschleunigern ein sogenanntes<br />
Ultrahochvakuum von bis<br />
zu 10 -11 Millibar. Um es zu erhalten,<br />
sind hunderte von Vakuumpumpen<br />
rund um die Uhr im Einsatz.<br />
Druckbereiche verschiedener Vakua in<br />
Millibar (mbar):<br />
Umgebungsdruck 1013,25 mbar<br />
Grobvakuum 300 - 1 mbar<br />
Feinvakuum 1 - 10 -3 mbar<br />
Hochvakuum 10 -3 - 10 -7 mbar<br />
Ultrahochvakuum 10 -7 - 10 -12 mbar<br />
extrem hohes Vakuum
target PARTNER<br />
<strong>GSI</strong> und das World-Wide-Grid<br />
Um die enormen Datenmengen zu<br />
bewältigen, die durch Experimente<br />
am größten Teilchenbeschleuniger<br />
der Welt, dem Large Hadron Collider<br />
(LHC) am CERN in Genf entstehen,<br />
wurde das World-Wide-Grid aufgebaut.<br />
Das Grid ist eine Weiterentwicklung<br />
des World-Wide-Web. Die am<br />
LHC entstehenden Experimentdaten<br />
werden dabei nicht am Ort ihrer Entstehung<br />
verarbeitet, sondern auf mehrere<br />
Zentren verteilt. Dazu werden<br />
über das Internet tausende Rechner<br />
der am LHC beteiligten Forschungsinstitute<br />
zusammengeschaltet. Physiker<br />
und Informatiker am <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum<br />
haben das Datennetz in den<br />
letzten Jahren mit entwickelt und aufgebaut.<br />
Das Grid besteht zunächst aus<br />
Hauptknotenpunkten, diesen Zentren<br />
sind 120 kleinere Einheiten zugeordnet,<br />
zu denen auch das <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum<br />
gehört. Mit den kleineren Einhei-<br />
Über die nächsten 10 Jahre gesehen benötigt<br />
Europa neue Teilchenbeschleuniger<br />
und einen umfassenden Ausbau der bestehenden<br />
Forschungseinrichtungen, um<br />
weiterhin an der Spitze der kernphysikalischen<br />
Forschung zu stehen. Das ist die<br />
Prognose der European Science Foundation<br />
(ESF), die am 9. Dezember 2010 den<br />
„Long Range Plan 2010“ für Kernphysik in<br />
Brüssel vorgestellt hat.<br />
Der Report detailliert neue Wege für die<br />
Zukunft der Kernphysik, die alle leistungs-<br />
Blick in die <strong>GSI</strong>-Rechnerfarm für das<br />
Grid-Computing.<br />
ten sind wiederum 1.000 noch kleinere<br />
Zentren verbunden, die die Arbeitsleistung<br />
der Arbeitsplatzrechner tausender<br />
Wissenschaftler für die Auswertungen<br />
zur Verfügung stellen.<br />
<strong>GSI</strong> war neben dem Aufbau des<br />
Grids auch am Bau und am wissenschaftlichen<br />
Programm des Schwerionen-Experiments<br />
ALICE (A Large<br />
Ion Collider Experiment) am LHC-Beschleuniger<br />
federführend beteiligt. Das<br />
<strong>GSI</strong>-Rechenzentrum ist fester Bestandteil<br />
des Grids für die Datenauswertung<br />
des ALICE-Experiments. Die Experimente<br />
laufen – mit Spannung wird<br />
die Auswertung der Experimentdaten<br />
erwartet, die auf etwa zwei Millionen<br />
Gigabyte pro Jahr geschätzt werden.<br />
Diese unglaublich große Datenmenge<br />
entspricht ungefähr 425.000 DVDs<br />
und damit einem DVD-Stapel von 510<br />
Metern Höhe.<br />
Neue Beschleunigeranlagen für Europas Spitzenposition<br />
in der Kernphysik<br />
fähige neue Beschleunigeranlagen voraussetzen.<br />
Die Vorschläge enthalten konkrete<br />
Planungen zur Verbesserung bestehender<br />
und zum Aufbau neuer Anlagen, um Finanzierern<br />
die Zuteilung ihrer Unterstützung<br />
zu erleichtern.<br />
Neben dem <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum arbeiten<br />
noch viele weitere europäische<br />
Forschungseinrichtungen an der Zukunftsplanung.<br />
Durch ihre Zusammenarbeit auf<br />
diesem Gebiet ist Europa weltweit führend<br />
in der Kernphysik.<br />
Kooperation mit China<br />
Am Institute of Modern Physics (IMP) der<br />
Chinesischen Akademie der Wissenschaften<br />
in Lanzhou, China, gelang die Produktion<br />
von vier kurzlebigen Kernen im Kühler-Speicherring<br />
CSRe sowie die Messung<br />
ihrer Massen durch den Vergleich kleinster<br />
Differenzen in ihrer Umlaufzeit. Die<br />
Kerne könnten eine entscheidende Rolle<br />
zum Verständnis der Elemententstehung<br />
im Universum spielen. Die Wege der Nukleosynthese<br />
in Sternen können über die<br />
Massen von instabilen Kernen bestimmt<br />
werden. Die gemessenen Kerne liegen<br />
entlang eines Reaktionspfades, des sogenannten<br />
rp-Prozesses („schneller Protoneneinfang“).<br />
Aufgrund ihrer extrem kleinen<br />
Produktionsraten im Labor und ihrer<br />
kurzen Lebensdauern ist die Untersuchung<br />
der Kerne sehr kompliziert.<br />
Der Bau und die Inbetriebnahme des<br />
CSRe wurden unter Beteiligung von <strong>GSI</strong>-<br />
Forschern durchgeführt. Das Experiment<br />
führten chinesische, französische, deutsche,<br />
japanische und amerikanische Forscher<br />
gemeinsam durch. Der gelungene<br />
Versuch ist ein Resultat der langjährigen<br />
Kooperation zwischen <strong>GSI</strong> und dem IMP.<br />
Kollaboration zwischen<br />
FAIR und CERN<br />
Am 18. November 2010 haben Rolf Heuer,<br />
Generaldirektor des CERN in der Schweiz,<br />
und Boris Sharkov, Wissenschaftlicher Geschäftsführer<br />
von FAIR, ein Abkommen<br />
über die Zusammenarbeit zwischen FAIR<br />
und CERN unterzeichnet. Gegenstand des<br />
Abkommens ist die gegenseitige Unterstützung<br />
in Beschleunigerbau und -technik<br />
und in anderen wissenschaftlichen Feldern<br />
von beidseitigem Interesse.<br />
Rolf Heuer (l.) und Boris Sharkov bei der Vertragsunterzeichnung.<br />
Seite 612<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6
target HELMHOLTZ CORNER<br />
Terahertzblitze ermöglichen exakte Röntgenmessungen<br />
Viele physikalische und chemische Vorgänge<br />
laufen in extrem kurzer Zeit und<br />
auf extrem kleinen Längenskalen ab, in<br />
der Regel in Zeiten von billiardstel Sekunden<br />
und auf Längen von milliardstel<br />
Metern. Um solche Phänomene zu<br />
untersuchen, nutzen Forscher intensive<br />
ultrakurze Röntgenblitze. Denn aus<br />
der Fotografi e weiß man: Je schneller<br />
ein Vorgang abläuft, desto kürzer muss<br />
die Belichtung sein, die diesen sichtbar<br />
macht. Forscher erzeugen solche intensiven,<br />
ultrakurzen Röntgenblitze in großen<br />
Forschungsanlagen, sogenannten<br />
Freie-Elektronen-Lasern. Eine in Hamburg<br />
und Berlin entwickelte neue Methode<br />
ermöglicht es nun die Zeitaufl ösung<br />
dieser Großgeräte voll auszureizen.<br />
Röntgenblitze zu erzeugen, die nur wenige<br />
Femtosekunden (Milliardster Teil<br />
einer millionstel Sekunde) lang sind, ist<br />
seit einigen Jahren möglich. Sie können<br />
von Freie-Elektronen-Lasern erzeugt<br />
werden. Tatsächliche Experimente waren<br />
aber bislang nur mit einer Aufl ösung<br />
von typischerweise etwa hundert Femtosekunden<br />
möglich – also zwei Größen-<br />
Neu im Senat der Helmholtz-Gemeinschaft<br />
Zwei Spitzenforscherinnen wurden<br />
neu in den Senat der Helmholtz-<br />
Gemeinschaft berufen: Die Medizinerin<br />
Professor Dr. Babette Simon, Präsidentin<br />
der Universität Oldenburg, für den<br />
Forschungsbereich Gesundheit und die<br />
Teilchenphysikerin Professor Dr. Vera<br />
Lüth von der Stanford University, USA,<br />
für den Forschungsbereich Struktur der<br />
Materie. Simon studierte Humanmedizin<br />
und promovierte an der Universität<br />
Freiburg. Nach Forschungsaufenthalten<br />
an der Harvard Medical School/<br />
Massachusetts General Hospital in<br />
Boston, USA, setzte sie 1990 ihre Karriere<br />
am Universitätsklinikum der Universität<br />
Marburg fort. Seit 2006 war<br />
Simon Vizepräsidentin der Universität<br />
Marburg und wurde in die Wissenschaftliche<br />
Kommission des Wissenschaftsrats<br />
sowie in den Gesundheits-<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6<br />
ordnungen schlechter als die erzielten<br />
Pulsdauern. Das Problem war, genau zu<br />
bestimmen, wann die Röntgenpulse im<br />
Experiment ankommen.<br />
Eine Gruppe aus Wissenschaftlern des<br />
Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien<br />
und Energie (HZB), des DESY,<br />
der European XFEL GmbH und des<br />
Helmholtz-Instituts Jena, an dem <strong>GSI</strong><br />
federführend beteiligt ist, hat nun einen<br />
Weg gefunden, die Ankunftszeit von<br />
Röntgenpulsen mit einer Genauigkeit<br />
von weniger als zehn Femtosekunden zu<br />
messen. Die Methode basiert auf einer<br />
so genannten Kreuzkorrelation mithilfe<br />
eines Terahertz blitzes.<br />
Die neue Methode kann mit sehr geringen<br />
Modifi kationen an allen bestehenden<br />
und geplanten neuen FEL-Quellen<br />
angewendet werden. In Kombination<br />
mit entsprechenden Experimenten eröffnet<br />
sie die Möglichkeit, das Potenzial<br />
dieser Großgeräte voll auszuschöpfen.<br />
Erstmals können Phänomene nun auf<br />
der relevanten Femtosekunden-Zeitskala<br />
mit Röntgenpulsen untersucht werden.<br />
forschungsrat des BMBF berufen. Vera<br />
Lüth war schon von Januar 2008 bis<br />
Ende 2010 Mitglied der Senatskommission<br />
für den Forschungsbereich Struktur<br />
der Materie. Sie promovierte 1974<br />
in Teilchenphysik in Heidelberg, arbeitete<br />
am CERN in Genf und am SLAC in<br />
Stanford, USA.<br />
Der Senat, dem Vertreter und Vertreterinnen<br />
von Bund und Ländern sowie<br />
aus Wissenschaft, Wirtschaft und<br />
anderen Forschungsorganisationen<br />
angehören, ist ein zentrales Gremium<br />
der Helmholtz-Gemeinschaft. Der<br />
Senat berät alle wichtigen Entscheidungen<br />
der Helmholtz-Gemeinschaft<br />
und beschließt insbesondere die Empfehlungen<br />
zur Finanzierung der Forschungsbereiche<br />
im Rahmen der programmorientierten<br />
Förderung.<br />
Erste gemeinsame<br />
Helmholtz-Rosatom School<br />
In der ersten gemeinsamen Helmholtz-<br />
Rosatom School kamen Teilnehmer<br />
der Helmholtz-Doktorandenschule HGS-<br />
HIRe for FAIR und des FAIR Russia Research<br />
Centre in Moskau vom 12. bis<br />
zum 17. Februar 2011 in Hirschegg zusammen,<br />
um über die FAIR-Beschleunigeranlage<br />
zu diskutieren. Die Inhalte<br />
deckten dabei alle Belange des FAIR-<br />
Projekts ab: Die Beschleuniger, die Experimente<br />
und die zugrundeliegenden<br />
Theorien. In einer Serie von Expertenvorlesungen,<br />
Präsentationen der Teilnehmer<br />
und Gruppenprojekten wurden<br />
die wissenschaftlichen Inhalte erarbeitet.<br />
PRISMA aus Mainz punktet<br />
bei Exzellenzinitiative<br />
Bei der Vergabe von Exzellenzclustern<br />
konnte der Antrag PRISMA (Precision<br />
Physics, Fundamental Interactions and<br />
Structure of Matter) der Universität<br />
Mainz in der zweiten Runde punkten.<br />
An PRISMA sind das Helmholtz-Institut<br />
Mainz und <strong>GSI</strong> maßgeblich beteiligt.<br />
PRISMA wurde aufgefordert, bis September<br />
2011 einen Vollantrag zu stellen.<br />
Eine Kommission aus Vertretern der<br />
Deutschen Forschungsgemeinschaft und<br />
des Wissenschaftsrates der Bundesregierung<br />
wird die Anträge bewerten. Die Exzellenzcluster<br />
sind Teil der Exzellenzinitiative<br />
des Bundes und der Länder zur<br />
Förderung von Wissenschaft und Forschung<br />
an deutschen Hochschulen.<br />
XFEL-Beschleunigungsstrukturen<br />
in Produktion<br />
Ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg<br />
zum supraleitenden Linearbeschleuniger<br />
des European XFEL ist geschafft: Die<br />
industrielle Produktion der supraleitenden<br />
Beschleunigungsstrukturen konnte<br />
beginnen. Im September 2010 fanden<br />
Kick-off-Workshops statt, um die zukünftige<br />
Zusammenarbeit von DESY<br />
mit zwei Industrieunternehmen zu koordinieren.<br />
Die supraleitenden Beschleunigungsstrukturen<br />
sind ein von DESY<br />
koordinierter gemeinsamer Beitrag dem<br />
mit INFN Milano.<br />
Seite 13
target<br />
Silber, Gold ... und Kupfer<br />
Die <strong>GSI</strong>-Galvanik glänzt<br />
Seite 14<br />
<strong>GSI</strong> STELLT SICH VOR<br />
Einen ungewöhnlichen Beruf hat<br />
Tanja Dettinger: Sie ist Galvanik-Meisterin.<br />
Mit ihrem Kollegen Norbert Bönsch<br />
hat sie am <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum die<br />
Aufsicht über mehrere verschieden große<br />
Becken mit geheimnisvollen Flüssigkeiten.<br />
Werkstücke werden hineingetaucht<br />
und wieder herausgezogen und<br />
mit glänzenden Schichten aus Kupfer,<br />
Silber oder Gold überzogen.<br />
Wie kommen die edlen Metalle auf die<br />
Werkstücke? Das Prinzip der sogenannten<br />
Galvanik ist immer gleich. An ein<br />
Bad mit Salzlösung wird eine elektrische<br />
Spannung angelegt. Am Pluspol befi ndet<br />
sich das Metall, das aufgebracht werden<br />
soll, am Minuspol das zu beschichtende<br />
Werkstück. Durch die Spannung lösen<br />
sich Metallionen vom Pluspol ab, werden<br />
zum Werkstück gezogen und dort abgelagert.<br />
Es bildet sich rundherum eine<br />
gleichmäßige Schicht aus dem Metall des<br />
Pluspols. Je länger sich der Gegenstand<br />
im Bad befi ndet, desto stärker wird die<br />
Metallschicht. Damit die Schicht haltbar<br />
wird, durchlaufen die Werkstücke vorher<br />
einen mehrstufi gen Reinigungsprozess.<br />
Stellen, die nicht beschichtet werden<br />
sollen, müssen sorgfältig abgeklebt oder<br />
mit Lack überzogen werden, um das Anhaften<br />
des Metalls zu verhindern.<br />
Bei <strong>GSI</strong> ist die Galvanik hauptsächlich<br />
dafür zuständig, die großen Tanks und<br />
Bauteile des Teilchenbeschleunigers<br />
von innen mit einer Schicht aus hochglänzendem<br />
Kupfer zu überziehen. Das<br />
verbessert die elektrische Leitfähigkeit<br />
der Oberfl ächen und sorgt dafür, dass<br />
in den Tanks das elektrische Feld für die<br />
Beschleunigung erzeugt werden kann.<br />
Die Aufgabe ist anspruchsvoll, denn die<br />
Anforderungen an die Oberfl ächenqualität<br />
sind hoch. Noch dazu können die<br />
Tanks über zwei Meter Durchmesser und<br />
eine Länge von bis zu 3,5 Metern haben.<br />
Ein Kran bewegt die tonnenschweren<br />
Bauteile zwischen den verschiedenen<br />
Reinigungs- und Beschichtungsbädern<br />
hin und her. Beim Manövrieren von großen<br />
Werkstücken bleiben dabei manchmal<br />
nur wenige Zentimeter Platz.<br />
Blick in den Linearbeschleuniger UNILAC des<br />
<strong>GSI</strong> Helmholtzzentrums. Zur Verbesserung der<br />
elektrischen Leitfähigkeit sind die Oberfl ächen<br />
verkupfert.<br />
Doch nicht nur riesige Beschleunigerteile<br />
brauchen einen neuen Überzug, auch<br />
viele kleinere Teile aus den <strong>GSI</strong>-Experimenten<br />
sind mit einem Metall beschichtet.<br />
Die Elektroden von Ionenfallen, in<br />
denen geladene Teilchen eingefangen<br />
werden können, sind beispielsweise<br />
häufi g versilbert und anschließend vergoldet.<br />
Dadurch wird eine Oxidation der<br />
Tanja Dettinger und Norbert Bönsch begutachten<br />
die Kupferbeschichtung eines Beschleunigerelements.<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6
Oberfl ächen verhindert, die Präzisionsexperimente<br />
in der Ionenfalle negativ<br />
beeinfl ussen könnte.<br />
Eine enge Zusammenarbeit mit dem<br />
Beschleunigerpersonal und den Experimentatoren<br />
ist notwendig. Dettinger<br />
berät sie über die Möglichkeiten und<br />
Grenzen der galvanischen Prozesse.<br />
Schon bei der Konstruktion des Werkstücks<br />
kann so darauf geachtet werden,<br />
dass es für die galvanische Beschichtung<br />
geeignet ist.<br />
Das Wissen und Geschick der <strong>GSI</strong>-Galvanik<br />
ist über <strong>GSI</strong> hinaus bekannt und hat<br />
ihr schon einige externe Aufträge eingebracht.<br />
Beispielsweise haben Beschleunigerkomponenten<br />
für das Los Alamos<br />
National Lab (USA), RIKEN (Japan)<br />
oder für das Heidelberger Ionenstrahl-<br />
Therapiezentrum HIT in den <strong>GSI</strong>-Bädern<br />
ihre Kupferbeschichtung erhalten. Sie<br />
kommen alle zu <strong>GSI</strong>, weil keine andere<br />
Galvanikanlage der Welt die großen Teile<br />
in der nötigen Qualität zu einem realistischen<br />
Preis verkupfern kann.<br />
Impressum<br />
Herausgeber und Copyright:<br />
<strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum für<br />
Schwerionenforschung GmbH<br />
Planckstraße 1, 64291 Darmstadt<br />
E-Mail: target@gsi.de<br />
Erscheinungsdatum: April 2011<br />
Layout: Bauer und Guse GmbH; Carola Pomplun<br />
Redaktion: Jutta Leroudier, Claudia Nunner-Bisignano,<br />
Ingo Peter (verantwortlich), Carola Pomplun<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6<br />
„<strong>GSI</strong> hat dabei natürlich immer Priorität“,<br />
sagt Dr. Ralf Fuchs, der als Leiter<br />
der Abteilung Zentrale Technik auch<br />
der Galvanik vorsteht. „Sollte am Beschleuniger<br />
ein Defekt auftreten, der<br />
schnelle Reparatur erfordert, müssen<br />
Fremdaufträge warten.“ Um die Funktion<br />
des Beschleunigers auf lange Sicht<br />
zu gewährleisten, ist die Galvanik nicht<br />
wegzudenken, da es keine alternativen<br />
Anbieter gibt. Wer würde sonst ein Beschleuniger-Ersatzteil<br />
verkupfern? Wenn<br />
die Galvanik hausintern jedoch nicht<br />
genutzt wird, versucht Fuchs sie kostendeckend<br />
auszulasten. Derzeit werden<br />
Tanks für eine Beschleunigerstruktur der<br />
Siemens AG verkupfert.<br />
Der Bau der geplanten Beschleunigeranlage<br />
FAIR bringt neue Aufgaben für<br />
die Zukunft mit sich. Teile für den Protonen-Linearbeschleuniger<br />
von FAIR<br />
könnten demnächst eine Verkupferung<br />
benötigen – eine Herausforderung, der<br />
die <strong>GSI</strong>-Galvanik mit Spannung entgegensieht.<br />
Blick in die große Halle der <strong>GSI</strong>-Galvanik. In den Becken im Vordergrund<br />
soll eine Komponente für das HITRAP-Projekt bei <strong>GSI</strong> verkupfert werden,<br />
die im Hintergrund schon bereitliegt.<br />
Weiter wirkten an dieser <strong>Ausgabe</strong> mit: Michael Block,<br />
Heidrun Bojahr, Tanja Dettinger, Marco Durante, Carlo<br />
Ewerz, Ralf Fuchs, Karin Füssel, Wolfgang König, Bettina<br />
Lommel, Peter Malzacher, Patrick Puppel, Wolfgang<br />
Quint, Dorothee-Maria Rück, Reinhard Simon, Peter Spiller<br />
Fotos: G. Otto - S. 1, 2, 3, 4, 5, 6 r., 7, 8, 11, 14 u., 15 l., 16<br />
u. l., m.; K. Back - S. 6 l., 16 m. u. r.; University of Leipzig,<br />
F. Merz - S. 9; A. Zschau - S. 10, 14 o.; W. Schön - S. 12;<br />
C. Dorn - S. 15 r.; U. Dettmar - S. 16 o. l., o. m.; H. Büsching<br />
- S. 16 m. o. r.; DGMS - S. 16 m. u.; IMP Lanzhou - S.<br />
16 u. r.<br />
Targets bei <strong>GSI</strong><br />
In den <strong>GSI</strong>-Beschleunigerexperimenten<br />
ist eine Vielzahl von Targets im<br />
Einsatz. In jeder <strong>Ausgabe</strong> des Magazins<br />
möchten wir Ihnen ein Target<br />
genauer vorstellen.<br />
Produktionstargets<br />
für Sekundärteilchen<br />
target<br />
Mit den Produktionstargets können<br />
durch den Beschuss mit Schwerionenstrahlen<br />
Sekundärteilchen wie<br />
beispielsweise Pionen oder Kaonen<br />
erzeugt werden. Sie gehören zu den<br />
Mesonen, instabile Teilchen, die sich<br />
aus zwei Quarks zusammensetzen.<br />
Als Projektile verwenden die Wissenschaftler<br />
mithilfe des <strong>GSI</strong>-Ringbeschleunigers<br />
beschleunigte Kohlenstoff-<br />
oder Stickstoff-Ionen. In den<br />
bis zu zwölf Zentimeter langen zylinderförmigen<br />
Targets aus Beryl lium<br />
mit einem Durchmesser von vier Millimetern<br />
werden die Projektile massiv<br />
abgebremst und fast vollständig<br />
zerlegt. Dabei entstehen die Mesonen<br />
in großer Anzahl und können in<br />
Experimenten am HADES-Detektor<br />
genutzt werden.<br />
Druck: Software AG Druckerei, Uhlandstraße 9, Darmstadt<br />
Sie möchten immer die aktuelle <strong>Ausgabe</strong> von target<br />
erhalten? Melden Sie sich über unser Webformular an und<br />
Sie erhalten Ihr Exemplar per E-Mail oder auf dem Postweg<br />
zugeschickt: www.gsi.de/target<br />
Wenn wir in unserem Magazin von Wissenschaftlern, Ingenieuren,<br />
Technikern und anderen sprechen, meinen wir<br />
damit selbstverständlich auch alle Wissenschaftlerinnen,<br />
Ingenieurinnen und Technikerinnen.<br />
Seite 15
target KÖPFE <strong>GSI</strong> Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung<br />
PERSONALIA<br />
Oliver Kester übernimmt Leitung des<br />
Beschleunigerbereichs<br />
Am 1. Dezember 2010 hat Professor<br />
Dr. Oliver Kester die Leitung<br />
des <strong>GSI</strong>-Beschleunigerbereichs<br />
übernommen. Er tritt damit die<br />
Nachfolge von Dr. Hartmut Eickhoff<br />
an, der seit Anfang 2010 als<br />
Technischer Geschäftsführer neue<br />
Aufgaben übernommen hat.<br />
Oliver Kester kehrt nach einem zweijährigen<br />
USA-Aufenthalt als Professor für Beschleunigerphysik<br />
an der Michigan State University und als<br />
Leiter der Abteilung Beschleuniger-Entwicklung<br />
am National Superconducting Cyclotron Laboratory<br />
(NSCL) in East Lansing zu <strong>GSI</strong> zurück,<br />
wo er bis 2008 als technischer Koordinator des<br />
HITRAP-Projekts tätig war. Kester ist gleichzeitig<br />
Professor am Institut für Angewandte Physik an<br />
der Goethe-Universität in Frankfurt.<br />
EMMI-Fellows nun vollzählig<br />
Im August und Oktober 2010 konnten die dritte<br />
und vierte EMMI-Fellow-Stelle des bei <strong>GSI</strong><br />
angesiedelten Extreme Matter Institutes EMMI<br />
erfolgreich besetzt werden. Dr. Deniz Savran<br />
(r.) hat zum 1. August 2010 als EMMI-Fellow<br />
im Bereich Neutronenmaterie seine Arbeit aufgenommen,<br />
Dr. Ilya Selyuzhenkov (l.) startete<br />
am 1. Oktober 2010 als EMMI-Fellow im Bereich<br />
Quark-Gluon-Plasma. Dr. Paul Neumayer<br />
(2. v. l.) und Dr. Alexandre Gumberidze sind bereits<br />
seit April bzw. Mai 2009 als EMMI-Fellows<br />
in der Plasmaphysik und in der Atomphysik tätig.<br />
Damit ist die Besetzung aller vier Nachwuchsgruppenleiter<br />
des Extreme Matter Institute<br />
EMMI in der Helmholtz-Allianz „Kosmische Materie<br />
im Labor“ abgeschlossen. Erste gemeinsame<br />
Aktivitäten der EMMI-Fellows und ihrer Arbeitsgruppen<br />
haben bereits begonnen.<br />
Tetyana Galatyuk erhält Preis für<br />
Naturwissenschaftlichen Nachwuchs<br />
Der mit 4.000 Euro<br />
dotierte erste Preis der<br />
Freunde und Förderer<br />
der Universität Frankfurt<br />
für den NaturwissenschaftlichenNachwuchs<br />
wurde im Jahr 2010 zweimal vergeben, an<br />
die Physikerin Dr. Tetyana Galatyuk (l.) vom FAIR-<br />
Experiment CBM und an die Informatikerin Dr. Judith<br />
Winter. Galatyuk erzielte in ihrer Dissertation<br />
wesentliche Beiträge zu Erforschung der Kernmaterie<br />
mittels virtueller Photonen. Ihre Ergebnisse<br />
bilden die Grundlage für eine zukünftig bessere<br />
Beschreibung der Photonenstrahlung aus dichter<br />
Kernmaterie mit dem Ziel, eindeutige Signaturen<br />
neuer Phasen der Materie unter extremen Bedingungen<br />
zu entdecken.<br />
Christoph-Schmelzer-Preis für Anna<br />
Constantinescu und Rebecca Grün<br />
Anna Constantinescu<br />
(l.) von der Technischen<br />
Universität Darmstadt<br />
und Rebecca Grün von<br />
der Fachhochschule<br />
Gießen-Friedberg haben<br />
am 9. Dezember<br />
2010 den Christoph-<br />
Schmelzer-Preis erhalten. Die beiden Wissenschaftlerinnen<br />
erhielten zu gleichen Teilen den mit<br />
1.000 Euro dotierten Preis für ihre herausragenden<br />
Master- und Diplomarbeiten auf dem Gebiet der<br />
Tumortherapie mit Ionenstrahlen. Verliehen wird<br />
diese Auszeichnung jährlich vom Verein zur Förderung<br />
der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V.<br />
Wolfgang Plass erhält<br />
Mattauch-Herzog-Preis<br />
Dr. Wolfgang Plass<br />
wurde der mit 12.500<br />
Euro dotierte Mattauch-<br />
Herzog-Preis der Deutschen<br />
Gesellschaft für<br />
Massenspektrometrie<br />
(DGMS) verliehen. Die<br />
Verleihung fand am 1. März 2011 im Rahmen<br />
der Jahrestagung der DGMS in Dortmund statt.<br />
Ausgezeichnet wurde Plass für seine Arbeiten mit<br />
gespeicherten exotischen Atomkernen und für<br />
bahnbrechende instrumentelle Entwicklungen in<br />
der Präzisions-Massenspektrometrie.<br />
Marco Durante erhält<br />
8th Warren K. Sinclair Award<br />
Marco Durante, Leiter<br />
der <strong>GSI</strong>-Biophysik, hat<br />
am 7. März 2011 den<br />
8th Warren K. Sinclair<br />
Award des USA National<br />
Council on Radiation<br />
Protection and Measurement<br />
(NCRP) auf dem 47. Annual Meeting der<br />
NCRP in Behesda, USA, erhalten. Der Preis ist mit<br />
$1.000 dotiert. Durante hatte als Preisträger die<br />
Ehre, die Eröffnungsrede des Meetings zu halten.<br />
HGS-HIRe Excellence Award 2010 für<br />
Renate Märtin und Jan Steinheimer-<br />
Froschauer<br />
Renate Märtin aus der<br />
<strong>GSI</strong>-Atomphysik und<br />
der Theorektiker Jan<br />
Steinheimer-Froschauer<br />
haben den Excellence<br />
Award 2010 der Helmholtz-Doktorandenschule<br />
HGS-HIRe für ihre herausragende<br />
wissenschaftliche Arbeit erhalten. Der mit<br />
1.500 Euro dotierte Preis wird an Teilnehmer von<br />
HGS-HIRe auf Vorschlag der Betreuer vergeben.<br />
GENCO-Preis für Tommi Eronen<br />
Der diesjährige Preis der<br />
<strong>GSI</strong> Exotic Nuclei Community<br />
(GENCO) wurde<br />
am 3. März 2011 an Dr.<br />
Tommi Eronen (r.) von<br />
der Universität Jyväskylä,<br />
Finnland, verliehen. GENCO verleiht den mit<br />
500 Euro dotierten Preis jedes Jahr an junge Wissenschaftler,<br />
die herausragende Arbeit in den Gebieten<br />
der Kernphysik, der Nuklearen Astrophysik<br />
und verwandter Forschungsgebiete leisten.<br />
Gastprofessur für Yuri Litvinov<br />
Dr. Yuri Litvinov (l.) aus<br />
der <strong>GSI</strong>-Kernstrukturphysik<br />
ist zum Visiting<br />
Professor for Senior<br />
International Scientists<br />
2009 der Chinesischen<br />
Akademie der Wissenschaften berufen worden.<br />
Die erstmals vergebene Professur wurde durch Xie<br />
Ming, Vizedirektor des Institute for Modern Physics<br />
IMP in Lanzhou, verliehen.<br />
<strong>GSI</strong>-Magazin target <strong>Ausgabe</strong> 6 19a042011