Beschleunigung von Protonen mit dem PHELIX-Laser

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WISSENSCHAFTSMAGAZIN
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
Beschleunigung von Protonen mit dem PHELIX-Laser
Die Hochleistungsvariante des PHELIX-Lasers hat nach mehrjähriger Bauzeit ihre Arbeit erfolgreich aufgenommen.
Bereits mit den ersten Laserpulsen katapultierte sich das GSI-Lasersystem mit einer Leistung von rund
200 Billionen Watt an die Spitze der deutschen Hochleistungslasersysteme in der Grundlagenforschung.
Ausgabe Nr. 1
April 2009
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Liebe Leserinnen
und Leser,
nach intensiven Vorbereitungen ist es nun
endlich soweit: Sie halten die erste Ausgabe
unseres neuen GSI-Magazins „target“
in den Händen. In Anlehnung an die gleichnamigen
Materialproben, die unsere Forscherinnen
und Forscher als Zielscheiben
für den Ionenstrahl verwenden, haben wir
unser Magazin „target“ genannt. Genauso
wie unsere Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler den Ionenstrahl aus dem
Beschleuniger zielgerichtet und punktgenau
auf ihre Targets richten, möchten wir
Ihnen Informationen übermitteln: auf Sie,
liebe Leserinnen und Leser, zugeschnitten
und auf den Punkt gebracht.
Wir berichten in „target“ hautnah über
unsere Forschung und die aktuellen Ergebnisse.
Gleichzeitig informieren wir Sie in
kompakter Form über Neuigkeiten bei GSI
und FAIR und stellen Ihnen die Menschen
vor, die hinter unserer Forschung stehen
– nicht nur die Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler, sondern auch die unverzichtbaren
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
in der Verwaltung und Infrastruktur.
Wir wünschen Ihnen viel Vergnügen bei
der Lektüre und warten gespannt auf Ihre
Anregungen und Kommentare.
Ihr
Wissenschaftlicher Geschäftsführer
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NACHRICHTEN
Die Russische Föderation –
Ein starker Partner für FAIR in Darmstadt
Am Rande der deutsch-russischen Regierungskonsultationen
in St. Petersburg
Ende 2008 haben sich die deutsche
Forschungsministerin, Annette Schavan,
und der Generaldirektor der Staatlichen
Vereinigung für Atomenergie der Russischen
Föderation “ROSATOM”, Sergei
W. Kirijenko, in einer gemeinsamen Erklärung
auf eine Zusammenarbeit bei
der Errichtung und dem Betrieb der internationalen
Anlage für die Forschung
mit Antiprotonen und Ionen FAIR (Facility
for Antiproton and Ion Research) in
Darmstadt verständigt.
In der Erklärung heißt es unter anderem,
dass sich die russische Seite mit 178 Millionen
Euro an den Errichtungskosten
Mit einem Oberstufenkurs der Albert-
Einstein-Schule aus Schwalbach am Taunus
kam im Februar 2009 der 5.555ste
Teilnehmer in das Schülerlabor des GSI.
Der 18-jährige Felix Brech (m.) bekam
zur Erinnerung an seinen Besuch eine
Urkunde und eine sondergefertigte
GSI-Tasche von den Leitern des Schülerlabors
Jutta Leroudier (l.) und Dr. Axel
Gruppe (r.) überreicht.
Der 5.555ste Teilnehmer wurde aus den
zwanzig Schülern des Oberstufenkurses
durch ein Quiz ermittelt. Die Schüler
mussten die folgende Frage beantworten:
Wie lange dauert es, um am Beschleuniger
des GSI ein Gramm Gold
herzustellen? Die richtige Antwort lautet
knapp 50 Millionen Jahre. Felix Brech
wurde aus sieben Schülern mit der richtigen
Antwort ausgelost.
beteiligen und auch einen angemessenen
Beitrag zu den Betriebskosten von
FAIR leisten wird.
Die Realisierung von Projekten dieser
Größenordnung ist wissenschaftlich,
technisch wie auch fi nanziell nur
mit starken internationalen Partnern
möglich. Am FAIR Projekt arbeiten bereits
bis zu 3000 Wissenschaftler. Den
Hauptanteil der Errichtungskosten wird
die Bundesrepublik Deutschland, zusammen
mit dem Land Hessen, übernehmen.
Den verbleibenden Teil tragen
15 Partnerländer. FAIR wird auch durch
die Europäische Union fi nanziell unterstützt.
Besuch des 5.555sten Teilnehmers im GSI-Schülerlabor
Im GSI-Schülerlabor haben Schulklassen
aus ganz Deutschland die Möglichkeit,
einen Tag lang zu den Themen Radioaktivität
und Strahlung an neun aufeinander
abgestimmten Versuchen zu
experimentieren. Das Angebot ist eine
praxisbezogene Ergänzung des Unterrichts,
da solche Experimente an Schulen
nicht möglich sind. „Wir freuen uns,
dass wir die Möglichkeit haben, mit
unseren Schülern an diesem qualitativ
wirklich hoch stehenden Schülerpraktikum
teilnehmen zu können. Es ist für
unsere Gruppe eine ausgezeichnete Ergänzung
unseres Unterrichts“, sagte der
Kursleiter Hannes Friedemann.
Die Resonanz auf das Angebot ist groß.
Im vergangenen Jahr nutzten 1.450
Schüler und Lehrer das Angebot des
Schülerlabors und sorgten für eine Auslastung
von 100 Prozent. Das Schülerlabor
hat während der hessischen Schulzeiten
zweimal in der Woche immer
dienstags und donnerstags geöffnet. Bis
zu den Sommerferien ist das Labor bereits
ausgebucht. Vereinzelte Voranmeldungen
reichen bereits bis zum Februar
2010. Eröffnet wurde das Schülerlabor
im Schuljahr 2004/05.

Saturday Morning Physics beim GSI Helmholtzzentrum
Im November 2008 waren etwa 300
Schüler der Veranstaltungsreihe “Saturday
Morning Physics” der Technischen
Universität Darmstadt im GSI
Helmholtzzentrum zu Gast. Die Teilnehmer
erhielten einen Einführungsvortrag
in die Arbeit des GSI und
konnten in Rundgängen die Beschleunigeranlagen
und die Experimente besichtigen.
Bereits seit 10 Jahren gehört
ein GSI-Besuch fest zum Programm der
Veranstaltungsreihe und ist jedes Mal
wieder ein großer Erfolg.
ISHIP 2008 –
Internationales Symposium über Schwerionenphysik bei GSI
Das internationale Symposium über
Schwerionenphysik ISHIP (International
Symposium on Heavy Ion Physics) fand
vom 17. bis 20. November 2008 am GSI
Helmholtzzentrum statt.
Das Symposium deckte ein breites Spektrum
von Fachgebieten ab, das die Forschung
mit Ionenstrahlen ermöglicht. Es
reichte von Kern- und Atomphysik über
Plasmaphysik, Materialforschung bis zur
Strahlenbiologie und Tumortherapie.
Themenschwerpunkte waren Experimente
am zukünftigen Beschleunigerzentrum
FAIR und am Beschleuniger
LHC in Genf.
Der Physik-Nobelpreisträger von 2005,
Professor Dr. Theodor W. Hänsch vom
Max-Planck-Institut in Garching, war
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
Hauptredner des Festkolloquiums. Es
fand zu Ehren des 100. Geburtstags von
Christoph Schmelzer (geb. 18.11.1908,
gest. 2001) statt. Christoph Schmelzer
war von 1969 bis 1978 der erste wissenschaftliche
Geschäftsführer des GSI-
Forschungszentrums. Er entwickelte mit
seiner Arbeitsgruppe in Heidelberg das
Konzept für die GSI-Beschleunigeranlage,
das die Gründung von GSI erst möglich
und bis heute zu einem weltführenden
Beschleunigerlabor machte.
Im Rahmen des Symposiums wurde der
Lise-Meitner-Preis 2008 für Kernphysik
der Europäischen Physikalischen Gesellschaft
an Professor Dr. Walter Greiner
und Professor Dr. Reinhard Stock überreicht
(siehe Seite 12). Sie haben beide
die Entwicklung des GSI von Anfang an
Ausgabe Nr. 1
Mentorinnen-Netzwerk
besucht GSI
Das Mentorinnen-Netzwerk für Frauen
in Naturwissenschaft und Technik hat im
Februar 2009 mit 20 Mentorinnen und
Mentees das GSI Helmholtzzentrum besucht.
Nach der Begrüßung durch die
Geschäftsführung erhielten die Teilnehmerinnen
in einem Vortrag und einem
Rundgang durch die Beschleunigeranlage
einen Einblick in die Forschung des
GSI. Anschließend stellten Mitarbeiterinnen
aus verschiedenen Fachrichtungen
ihre Arbeitsplätze vor.
Momentan gibt es bei GSI acht Mentorinnen
und fünf Mentees. GSI beteiligt
sich außerdem fi nanziell an der Durchführung
von Fortbildungskursen und
Vernetzungsveranstaltungen für die
Mentorinnen.
Ziel des Mentorinnen-Netzwerks ist die
Begleitung von jungen Frauen während
Studium und Berufseinstieg, die Stärkung
von berufl ichen Kompetenzen und
die Verbesserung von Karrierechancen.
maßgeblich mitbestimmt. Walter Greiner
ist einer der Gründungsväter. Reinhard
Stock war langjähriger Vorsitzender
des Wissenschaftlichen Rats.
Außerdem wurde das Symposium zum
Anlass genommen, Professor Dr. Hans
Gutbrod zu würdigen, der von 2001 bis
2008 die Projektgruppe FAIR leitete.
Das Symposium wurde organisiert und
gesponsert von: Helmholtz International
Center for FAIR (HIC for FAIR),
ExtreMe Matter Institute (EMMI),
Helmholtz Graduate School for Hadron
and Ion Research (HGS-HIRe) und GSI
Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung,
Darmstadt.
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target WISSENSCHAFT
BESCHLEUNIGUNG VON PROTONEN
mit dem
PHELIX-Laser
Die Hochleistungsvariante des PHELIX-Lasers hat ihre Arbeit
erfolgreich aufgenommen
Bereits mit den ersten Laserpulsen katapultierte
sich das GSI-Lasersystem
PHELIX (Petawatt High-Energy Laser
for Heavy Ion Experiments) mit einer
Leistung von rund 200 Billionen Watt
an die Spitze der deutschen Hochleistungslasersysteme
in der Grundlagenforschung.
Die ersten Experimente mit
diesem faszinierenden Werkzeug standen
dabei wortwörtlich im Lichte der
Ionenbeschleunigung, ein Gebiet mit
langer Tradition in Darmstadt.
Wissenschaftler der TU Darmstadt, des
GSI und des JAEA in Japan bündelten
die gewaltige Laserleistung von PHELIX
auf einen Punkt nur halb so groß wie der
Durchmesser eines menschlichen Haars.
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In diesem Punkt erfährt eine hauchdünne
Folie einen Druck von über einer Milliarde
Atmosphären nur durch das Licht.
Durch die extrem kurze Zeit, in der der
Laserpuls seine Energie abgibt, kann die
Folie nicht ausweichen und absorbiert
die Lichtenergie. Dabei werden Elektronen
geheizt und dampfen aus der Folie
in großer Zahl heraus, was wiederum in
dem Aufbau eines gewaltigen elektrischen
Feldes mündet.
Dieses Feld beschleunigt nun alle Atome
an der Oberfl äche der Folie mit einer
Stärke, die eine Million mal stärker
ist als die stärksten Felder heutiger Teilchenbeschleuniger.
Dadurch wurden in
den aktuellen Experimenten am GSI bei-
Blick in den Leistungsverstärker des
PHELIX-Lasersystems.
Durch den PHELIX-Laser erzeugtes leuchtendes
Plasma.

spielsweise Protonen auf einer Strecke
von nur einem zehntel Millimeter auf bis
zu 30 MeV (mehr als 10% der Lichtgeschwindigkeit)
beschleunigt.
Das Ziel der aktuellen Experimente zur
Teilchenbeschleunigung ist der Einfang
und Transport der Protonenstrahlen,
um sie in Zukunft zum Beispiel als neue
Ionenquellen oder Vorbeschleuniger
nutzbar zu machen. Hierzu wurden die
Teilchenstrahlen mit dem Feld einer gepulsten
Spule eingefangen und zu einem
parallelen Strahl gebündelt. Die Spule
wurde dabei von einer Kondensatorbank
des PHELIX-Lasers mit einer Stromstärke
von 33.000 Ampere gespeist. Es gelang
bei den weltweit ersten Experimenten
dieser Art, einen Großteil des so erzeugten
Protonenstrahls zu transportieren.
Weitere Versuche werden in diesem Jahr
folgen.
Bei den unglaublichen Intensitäten, mit
denen moderne Kurzpulslaser arbeiten,
ist es schwer, die Temperatur der bestrahlten
Materie zu bestimmen. Welche
Thermometer halten schon eine Temperatur
von 40 Milliarden Grad Celsius aus
und lassen sich noch ablesen? Auch hier
nutzen die Forscher der TU Darmstadt
und des GSI die einmalige Expertise des
Standortes Darmstadt. Durch die enge
Verzahnung mit der kernphysikalischen
Forschung konnten nukleare Prozesse
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
(Riesenresonanzen) zum Aufbau eines
nuklearen Thermometers erfolgreich getestet
werden, um so die Temperatur im
Brennfl eck des Lasers zu bestimmen.
Wissenschaftlicher Kontakt:
Professor Dr. Markus Roth,
TU Darmstadt
Ausgabe Nr. 1
Experimentaufbau zur Protonenbeschleunigung
nach dem Beschuss mit dem PHELIX-Laser. Die
obere Goldfolie auf der Halterung (links) ist
noch unversehrt, die untere Goldfolie wurde
mit 10 19 W/cm 2 bestrahlt. Durch den Schlitz in
der Mitte des dahinter liegenden Aluminiumschilds
gelangt ein Teil des Protonenstrahls in
ein Spektrometer.
Ein gepulster Solenoidmagnet (Bildmitte, weiß)
dient zum Einfang des divergenten Protonenstrahls.
Außerdem sind die Stromzuleitungen
aus Kupfer zu erkennen, die 33.000 Ampere in
die Magnetspule leiten.
Seite 5

target WISSENSCHAFT
Den ersten Magneten, der speziell für
die zukünftige Beschleunigeranlage
FAIR entwickelt wurde, haben Wissenschaftler
und Ingenieure beim GSI
Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
erfolgreich getestet. Der Elektromagnet
hat eine Länge von fast drei
Metern und wiegt über drei Tonnen. Es
werden 108 Magnete dieser Art für den
größten Kreisbeschleuniger von FAIR
benötigt.
Wichtigste Anforderung ist, dass der
Magnet sich besonders schnell regeln
lässt. In nur einer Sekunde kann er von
Null auf die maximale Feldstärke von
zwei Tesla gleichmäßig hoch und wieder
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ERFOLGREICHER MAGNETTEST
Neu entwickelter Magnet für die Beschleunigeranlage FAIR getestet
herunter gefahren werden. Die Feldstärke
von zwei Tesla ist fast hunderttausend
Mal stärker als die Feldstärke des
Erdmagnetfelds, in dem sich eine Kompassnadel
bewegt.
Außerdem konnten die unvermeidbaren
Strom- und Wärmeverluste minimiert
werden. Dies ist besonders wichtig, da
der Magnet supraleitend ist und mit
fl üssigem Helium auf minus 269 Grad
Celsius gekühlt wird.
In zukünftigen Tests muss nun weiter
überprüft werden, ob der Magnet Langzeitbelastungen
standhält. Die Magnete
werden bei ihrem Einsatz im FAIR-
Erfolgreiche Inbetriebnahme bei HITRAP –
Ein Schritt zur Erforschung hochgeladener Ionen
Schwere, von fast allen Elektronen befreite
Ionen sind ideale Testkandidaten
der bislang genauesten bekannten physikalischen
Theorie – der Quantenelektrodynamik.
Sie sind wegen der hohen
Kernladung und der geringen Elektronenzahl
einfach genug aufgebaut, um
genaueste Berechnungen für hohe elektrische
Felder durchzuführen und diese
dann mit experimentellen Ergebnissen
zu vergleichen.
Zur Erzeugung dieser hochgeladenen
Ionen sind sehr hohe Geschwindigkeiten
notwendig wie sie am GSI-Beschleuniger
erreicht werden. Allerdings ist in
den Experimenten zur Überprüfung
der Quantenelektrodynamik bei diesen
hohen Geschwindigkeiten die Messgenauigkeit
nicht immer ausreichend.
In einem erfolgreichen Testlauf gelang
es, so genannte IH-Beschleunigerstruk-
Beschleuniger jahrzehntelang fast ohne
Unterbrechung rund um die Uhr betrieben.
Aufbauend auf den Testergebnissen
soll für die weitere Entwicklung ein
zweiter verbesserter Prototyp gebaut
werden. Daran soll die Produktion einer
Vorserie anschließen.
Der Magnet wurde in den letzten vier
Jahren vom JINR (Joint Institute for Nuclear
Research) in Dubna / Russland und
dem GSI Helmholtzzentrum entwickelt.
Gefertigt wurde er von der Firma Babcock
Noell in Würzburg.
Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. Egbert Fischer, GSI
turen auch zum kontrollierten Abbremsen
von Ionen einzusetzen. Sie sind ein
wichtiger Teil der neuen Abbremsanlage
HITRAP bei GSI, mit der die Ionen abgebremst
und nahezu vollständig zur Ruhe
gebracht werden.
Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. Frank Herfurth, GSI
Foto: Babcock Noell GmbH

INTERVIEW
Marco Durante ist Nachfolger
von Gerhard Kraft
als Leiter der Biophysik am
GSI. Unter seiner Mitwirkung
wurde das GSI von der
Europäischen Weltraumorganisation
ESA ausgewählt,
die Strahlenrisiken bei zukünftigen
Raummissionen
zu Mond oder Mars zu untersuchen.
Professor Durante, was fasziniert Sie an der Erforschung
des Weltraums?
Die Erforschung des Weltraums ist das größte Abenteuer
der Menschheitsgeschichte und eine Herausforderung des
21. Jahrhunderts. Erforschung und Kolonisation liegen in der
menschlichen Natur, sie liegen in unseren Genen, denken Sie
an Columbus oder Odysseus. Jetzt ist es an der Zeit unsere
“Wiege”, die Erde, zu verlassen und das Sonnensystem zu
erkunden.
Welche Hindernisse müssen die Menschen überwinden?
Längere Reisen ins All sind nur möglich, wenn wir eine Lösung
für das Problem der kosmischen Strahlung fi nden. Tatsächlich
wird die kosmische Strahlung heute als das größte Hindernis
für eine bemannte Mission zum Mars angesehen. Schwerelosigkeit
und psychologische Probleme (z. B. Isolation) gehören
zwar auch zu den Schwierigkeiten, aber gegen diese haben wir
bereits Erfolg versprechende Maßnahmen. Bei der kosmischen
Strahlung handelt es sich jedoch um ein wesentlich schwerwiegenderes
Problem und es wird noch eine Menge Forschung
notwendig sein, um das Risiko wirklich zu verstehen.
Was zeichnet denn das GSI für diese Art der Forschungen aus?
Nur am GSI kann diejenige kosmische Strahlung aus hochenergetischen
schweren Ionen simuliert werden, welche
tatsächlich im Weltall vorkommt. Experimente im Weltall sind
zu langwierig und zu kostspielig. Außerdem fi nden solche
Untersuchungen nicht unter kontrollierten Bedingungen statt
und können auch nicht wiederholt werden. Der auf Beschleunigerexperimenten
basierenden Forschung hingegen kommt
dadurch eine Schlüsselrolle im Verständnis des Strahlenrisikos
durch die kosmische Strahlung zu.
Wann werden die ersten Experimente stattfi nden und was
dürfen wir uns unter diesen vorstellen?
Das neue von der ESA geförderte Programm wird im Jahr 2009
beginnen. Es wurden die Vorschläge von 13 Wissenschaftlern
ausgewählt. Diese decken verschiedene Themengebiete ab:
Schädigungen des Gehirns, der Retina und der Knochen sowie
die Verwendung von Strahlungsschirmen. Außerdem werden
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
Ausgabe Nr. 1
Untersuchungen zum Reparationsmechanismus der DNA und
erblichen Effekten durchgeführt.
Welche Rolle wird die neue Beschleunigeranlage FAIR
für diese Art der Forschungen spielen?
FAIR wird eine entscheidende Rolle spielen, da hier Ionenstrahlen
mit höheren Energien und Intensitäten zur Verfügung
stehen werden, als dies momentan am GSI oder an Beschleunigern
in den USA der Fall ist. Diese sehr hochenergetischen
Kerne kommen durchaus in der kosmischen Strahlung vor
und bislang ist nichts über ihre biologischen Auswirkungen
bekannt.
Wie können Wissenschaftler Experiment-Anträge stellen?
Die ESA schreibt ein “announcement of opportunity” aus, zu
dem Wissenschaftler aus ganz Europa ihre Ideen einreichen
können. Die Vorschläge werden dann durch ein Komitee hochqualifi
zierter Wissenschaftler – unter ihnen auch Experten
der NASA – ausgewählt.
Welche Bedeutung hat diese Art der Forschung für die
Menschen auf der Erde?
Abgesehen von der Weltraumerkundung hat die Erforschung
der Spätschäden von hochenergetischen schweren Ionen auch
eine sehr wichtige Bedeutung für die Schwerionentherapie. Das
GSI hat die Krebsbehandlung mit Kohlenstoffi onen initiiert.
Jetzt wird diese Behandlungsform in Kliniken in Deutschland,
Italien und vielen anderen Ländern an den Start gehen. Wie
sehen die Sekundäreffekte dieser Behandlung aus? Inwiefern
sind diese mit konventionellen Formen der Strahlen- oder
Chemotherapie vergleichbar? Derartige wissenschaftliche Fragestellungen
werden am GSI untersucht werden.
Das heißt, die Forschung zur Tumortherapie wird unter
Ihrer Führung weitergeführt werden?
Ein ganz klares Ja. Durch die Verlagerung der Therapie nach
Heidelberg wird das GSI mehr Zeit haben, Grundlagenforschung
auf diesen Gebieten durchzuführen, und dies ist auch
notwendig, um die Therapie weiter zu verbessern. Ich erwähnte
die Untersuchung von Spätschäden hochenergetischer
Ionen zusammen mit der ESA, aber wir werden auch die
Gelegenheit haben, den Einsatz neuer Teilchen in der Therapie
zu untersuchen, die Behandlung von bewegten Zielen wie
etwa Tumoren in der Lunge oder auch die Unterschiede in der
persönlichen Sensitivität gegenüber der Behandlung.
Zum Schluss eine private Frage: Wie gefällt Ihnen
und Ihrer Familie das Leben in Deutschland?
Großartig! Darmstadt ist eine sehr schöne Stadt und auch
die Umgebung ist sehr ansprechend. Die Menschen sind
sehr freundlich und es gibt hier eine ganze Menge sehr guter
italienischer Restaurants.
Das Interview führte Sebastian Hess.
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target PARTNER
Vertragsunterzeichnung am 16. Januar 2009. Stehend v. l. n. r.: Professor Dr. Christoph
von der Malsburg (FIAS), Professor Dr. Horst Stöcker (GSI), Professor Dr. Werner Müller-
Esterl (Goethe-Universität Frankfurt), Professor Dr. Hans Jürgen Prömel (TU Darmstadt).
Sitzend v. l. n. r.: Staatsministerin Silke Lautenschläger (damals Hessisches Ministerium
für Wissenschaft und Kunst), Andreas Storm (Parlamentarischer Staatssekretär bei der
Bundesministerin für Bildung und Forschung).
Das GSI Helmholtzzentrum hat am
16. Januar 2009 in Gegenwart der
damaligen hessischen Ministerin für
Wissenschaft und Kunst, Silke Lautenschläger,
und des Parlamentarischen
Staatssekretärs im Bundesministerium
für Bildung und Forschung, Andreas
Storm, einen Kooperationsvertrag mit
dem Frankfurt Institute for Advanced
Studies (FIAS) unterzeichnet. Neben
dem FIAS-Vertrag wurden weitere
Verträge mit den Universitäten Darmstadt
und Frankfurt vereinbart, die die
gemeinsame Doktorandenausbildung
beinhalten.
Bereits im November hatten GSI und
die Universitäten Darmstadt, Frankfurt,
Gießen, Heidelberg und Mainz
sowie das FIAS eine Vereinbarung über
die strategische Zusammenarbeit in
Wissenschaft und Forschung geschlossen.
Vorrangiges Ziel dieser Vereinbarung
ist es, gemeinsam die Forschung
und Entwicklung für das zukünftige
internationale Beschleunigerzentrum
FAIR zu bündeln und zu koordinieren.
Mit drei weiteren Programmen hat sich
das GSI Helmholtzzentrum in 2008
bereits strategisch neu ausgerichtet.
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Strategische Partnerschaften für GSI und FAIR
Das GSI hat erfolgreich eine Helmholtz-Allianz
gewonnen, die von der
Helmholtz-Gemeinschaft mit 18,75
Millionen Euro in den nächsten fünf
Jahren gefördert wird. Davon wurde
im Juli das ExtreMe Matter Institute
(EMMI) gegründet. EMMI ist das Ergebnis
einer internationalen Allianz
zwischen zwölf Universitäten und GSI.
Auch beim hessischen Förderprogramm
“LOEWE” war GSI erfolgreich.
Mit 12,4 Millionen Euro in den nächsten
drei Jahren wird das “Helmholtz
International Center (HIC) for FAIR”
gegründet und gefördert. Zusätzlich
stellt die Helmholtz-Gemeinschaft weitere
3,5 Millionen Euro bereit. “HIC for
FAIR” ist eine Kooperation hessischer
Universitäten und Forschungsinstitutionen,
die gemeinsam ihre Stärken für
die Planung und Entwicklung für FAIR
einbringen und ausbauen wollen.
Weiterhin war der Antrag für eine
Doktorandenschule für FAIR, die
“Helmholtz Graduate School for Hadron
und Ion Research” (HGS-HIRe),
erfolgreich. Die Helmholtz-Gemeinschaft
fördert sie mit 3,6 Millionen
Euro in den nächsten sechs Jahren.
Rolf Heuer ist neuer
Generaldirektor des CERN
Am 1. Januar 2009 hat Professor Dr.
Rolf Heuer den Posten des Generaldirektors
von CERN übernommen. Nach
einem sechsmonatigen Überlapp löste
er seinen Vorgänger Robert Aymar ab.
Zuvor war Heuer als DESY-Direktor für
den Bereich Teilchenphysik und Astroteilchenphysik
tätig. Am DESY hatte er
bereits früher für den Elektron-Positron-
Linearbeschleuniger ILC geforscht.
Als prioritäre Aufgabe sah Heuer zu
seinem Amtsantritt die Reparatur des
LHC-Beschleunigers sowie die Installation
von Schutzsystemen gegen einen
erneuten Ausfall an.
Werner Müller-Esterl ist
neuer Präsident der
Goethe-Universität
Frankfurt am Main
Professor Dr. Werner
Müller-Esterl ist
seit Jahresbeginn
neuer Präsident der
Goethe-Universität.
Der erweiterte Senat
der größten hessischen
Hochschule
wählte den 60-jährigen mit deutlicher
Mehrheit zum Nachfolger des Juristen
Prof. Rudolf Steinberg, der zum Jahresende
in den Ruhestand trat.
Müller-Esterl war bereits seit 2006 als
Vizepräsident der Goethe-Universität
für die lebenswissenschaftlichen Fachbereiche
Biochemie, Chemie und Pharmazie,
Biowissenschaften und Medizin
verantwortlich.

target HELMHOLTZ CORNER
Nobelpreis für Medizin an Helmholtz-Forscher
Harald zur Hausen
Professor Dr. Dr. h.c. mult. Harald
zur Hausen ist 2008 mit dem Nobelpreis
für Medizin ausgezeichnet
worden. Zur Hausen hat am Deutschen
Krebsforschungszentrum in der
Helmholtz-Gemeinschaft herausgefunden,
dass Gebärmutterhalskrebs
durch Virusinfektionen ausgelöst wird.
Neuer Geschäftsführer der Helmholtz-
Geschäftsstelle ist der 44-jährige Biologe
und Forschungsmanager Dr. Rolf
Zettl (m.). Er übernahm die Aufgabe im
Oktober 2008 für zunächst fünf Jahre.
Seine Forschung hat es ermöglicht, einen
Impfstoff gegen die dritthäufi gste
Krebserkrankung bei Frauen zu entwickeln.
Zur Hausen erhält die Hälfte des
Nobelpreises, die andere Hälfte geht
an Françoise Barré-Sinoussi and Luc
Montagnier für die Entdeckung des HI-
Virus, der die AIDS-Erkrankung auslöst.
Neuer Geschäftsführer für die Helmholtz-Gemeinschaft
Zettl leitete zuvor den Geschäftsbereich
Strategische Unternehmensentwicklung
bei der Charité-Universitätsmedizin Berlin.
In seinem Antrittsbesuch bei GSI zeigte
er sich in Gesprächen mit Geschäftsführung
und Wissenschaftlern und einem
Rundgang beeindruckt von der GSI-
Forschung und dem Projekt FAIR. Horst
Stöcker (l.) und Christiane Neumann (r.)
händigten ihm die Urkunde über die
Förderung des Helmholtz International
Centers (HIC) for FAIR durch das LOE-
WE-Programm des Landes Hessen aus.
Förderung von Helmholtz-Russia Joint Research Groups
Der Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft,
Professor Dr. Jürgen Mlynek, und
der Vorsitzende der Russian Foundation
for Basic Research, Professor Vladislav
Panchenko, haben auf der Basis eines
internationalen Begutachtungsprozesses
im Oktober 2008 eine endgültige
Entscheidung über die Förderung von
sechs so genannten Helmholtz-Russia
Joint Research Groups (HRJRGs) getroffen,
die aus 20 Vorschlägen der Helmholtz-Zentren
ausgewählt wurden.
Die HRJRGs sollen die wissenschaftliche
Kooperation zwischen den Helmholtz-
Zentren und russischen Wissenschaftsorganisationen
und Universitäten stärken,
um neue Impulse in den existierenden
und zukünftigen Grundlagenforschungs-
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
programmen der Helmholtz-Gemeinschaft
zu setzen. Ein besonderer Fokus
der HRJRGs liegt in der Förderung und
Unterstützung von jungen Forschern
und Doktoranden und ihrer Einbeziehung
in exzellente multinationale Forschungsprojekte
und Infrastrukturen,
die von den Helmholtz-Zentren gelenkt
werden.
Die von GSI koordinierte HRJRG „Experimental
Study on Warm Dense Matter
by Intense Heavy Ion Beams“, die gemeinschaftlich
von den beiden führenden
Wissenschaftlern Dr. Alexander
Fertman (ITEP Moskau) und Dr. Dmitry
Varentsov (GSI) verwaltet wird, ist einer
der sechs Gewinner.
Ausgabe Nr. 1
Horst Stöcker ist
Helmholtz-Vizepräsident
Seit dem 1. Januar 2009 ist der Wissenschaftliche
Geschäftsführer des GSI,
Professor Dr. Horst Stöcker, Koordinator
für den Forschungsbereich “Struktur der
Materie” der Helmholtz-Gemeinschaft
und somit Helmholtz-Vizepräsident. In
der zwei Jahre dauernden Amtszeit wird
er den Forschungsbereich gegenüber
Präsidium und Senat vertreten und in
Zusammenarbeit mit den Vorständen
der beteiligten Zentren und den Programmsprechern
die Strategien für den
Forschungsbereich festlegen.
Helmholtz-Professur für
Gerhard Kraft
Professor Dr. Gerhard Kraft wurde von
GSI mit einer Helmholtz-Professur für
seine langjährigen Forschungsarbeiten
zur Tumortherapie mit schweren Ionen
geehrt. Der Parlamentarische Staatssekretär
Andreas Storm überreichte die
Urkunde am Freitag, dem 16. Januar
2009 im Beisein der hessischen Staatsministerin
Silke Lautenschläger. In der
vorerst auf drei Jahre angelegten Helmholtz-Professur
wird Gerhard Kraft neue
Entwicklungen in der Partikeltherapie
bei GSI erforschen.
Christina Will ist Sprecherin
der Gleichstellungsbeauftragten
Im Rahmen einer
Sitzung des Arbeitskreises
Frauen in
Forschungszentren
der Helmholtz-Gemeinschaft
(akfi fz)
im Oktober 2008
wurde Christina Will
zur zentralen Sprecherin der Gleichstellungsbeauftragten
der Helmholtz-
Gemeinschaft gewählt. Die Amtszeit
dauert zwei Jahre. Christina Will ist seit
Oktober 2007 Gleichstellungsbeauftragte
bei GSI.
Seite 9

target
Großmontage-Mitarbeiter Markus Gustafson
bei Wartungsarbeiten am GSI-Beschleuniger
UNILAC.
ARBEIT MIT FINGERSPITZENGEFÜHL
Die Großmontage
Seite 10
GSI STELLT SICH VOR
Planung und Umsetzung von Umbauten
sowie Wartungsarbeiten an den
Beschleunigereinrichtungen des GSI
sind die Aufgabe der Großmontage.
Die meisten dieser Arbeiten können jedoch
ausschließlich während der wenigen
kurzen Ruhezeiten des Beschleunigers
durchgeführt werden. Aus diesem
Grund ist eine präzise Planung und Vorbereitung
der Arbeiten bereits während
der Betriebszeiten des Beschleunigers
notwendig.
Mario Bevcic, zuständig für die Planung
und Koordination innerhalb der Großmontage,
ist die Begeisterung über die
Projekte anzumerken, an denen seine
Abteilung in den letzten Monaten beteiligt
war. Aktuell hat die Großmontage
die Errichtung drei neuer Experimentierplätze
für die Materialforschung und den
Aufbau des HITRAP-Projektes (Artikel
auf Seite 6) unterstützt. Auch wirkte die
Großmontage intensiv beim Aufbau des
Beschleunigers der Heidelberger Therapieanlage
HIT mit.
Zur Realisation dieser aufwändigen Projekte
steht unter anderem eine moderne
Werkzeughalle zur Verfügung. Beim
Rundgang fällt vor allem die computergesteuerte
CNC-Fräsmaschine auf, an
welcher Werkstattmeister Stefan Jagsch
gerade neue Bauteile für einen Magneten
fertigt. Solche Systeme müssen mit
sehr hoher Genauigkeit maßgefertigt
werden.
Die Anforderungen an die Mitarbeiter
reichen von der präzisen Anfertigung

der Einzelteile bis hin zur Montage. Daher
ist in der 19 Personen starken Abteilung
eine Vielzahl an Metallberufen
vertreten, vom Schlosser bis zum Feinmechaniker.
Auch der Wissenstransfer
zur jüngeren Generation ist ein wichtiges
Thema. So betreut Jagsch die Ausbildung
zum Industriemechaniker, Fachrichtung
Geräte- und Feinwerktechnik.
„Die Arbeit in der Großmontage ist sehr
vielfältig und abwechslungsreich. Oftmals
müssen die Mitarbeiter mit sehr
viel Fingerspitzengefühl arbeiten“, sagt
Bevcic. Sie müssen zum Beispiel die gewaltigen
Schwerlastkräne in den Experimentierhallen
sowie spezielle Luftkissen-
und Staplerfahrzeuge bedienen.
Zu den Aufgaben des Bereiches gehören
auch Wartungsarbeiten der Pump- und
Vakuumsysteme sowie die Montage von
Vakuumrohren. An solchen Bauteilen
Stefan Jagsch (l.) und Mario Bevcic (r.) an der
CNC-Fräsmaschine
Impressum
Herausgeber und Copyright:
GSI Helmholtzzentrum für
Schwerionenforschung GmbH
Planckstraße 1, 64291 Darmstadt
E-Mail: target@gsi.de
Erscheinungsdatum: April 2009
Das Magazin erscheint zweimal jährlich.
Redaktion: Sebastian Hess, Jutta Leroudier, Ingo Peter
(verantwortlich), Carola Pomplun
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
muss extrem sauber und konzentriert
gearbeitet werden. Als Beispiel zeigt
Bevcic ein wassergekühltes Prallblech
aus einer Vakuumkammer, das zur Abführung
von Hitze dient, die durch den
Aufprall des Ionenstrahls entsteht. Es
wurde von der Abteilung repariert und
wieder eingebaut. Bei besonders hohen
Reinheitsanforderungen für das Ultrahochvakuum
werden Arbeiten sogar in
einem eigenen Reinraum durchgeführt.
Auch für die geplante Beschleunigeranlage
FAIR werden bereits Arbeiten ausgeführt.
Da die bestehende Beschleunigeranlage
als Injektor für FAIR dienen
wird, müssen die Komponenten an die
gestiegenen Anforderungen angepasst
werden. Dazu werden derzeit Vakuumkammern
des Kreisbeschleunigers mit
einer speziellen Beschichtung versehen.
Weiter wirkten an dieser Ausgabe mit: Mario Bevcic,
Marco Durante, Egbert Fischer, Frank Herfurth, Martina
Hinkelmann, Bettina Lommel, Markus Roth,
Layout: Bauer und Guse GmbH; Jutta Leroudier;
Carola Pomplun
Fotos: Gaby Otto - S. 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12;
Knut Harres - S. 4, 5; Achim Zschau - S. 11; Babcock
Noell GmbH - S. 6; Goethe-Universität Frankfurt - S. 8
Targets bei GSI
Druck: GSI Hausdruckerei
Ausgabe Nr. 1
In den GSI-Beschleunigerexperimenten
ist eine Vielzahl von Targets im
Einsatz. In jeder Ausgabe des Magazins
möchten wir Ihnen ein Target
genauer vorstellen.
Targetrad zur Erzeugung
superschwerer Elemente
Zur Erzeugung von neuen superschweren
Elementen montieren die
Wissenschaftler hauchdünne Targetfolien
auf dem äußeren Rand eines
Rads. Während der Bestrahlung mit
dem Ionenstrahl dreht sich das Rad,
um die entstehende Wärme auf den
Targetfolien gleichmäßig zu verteilen.
Durch Fusion der Atomkerne in
der Folie mit den Ionen aus dem Beschleuniger
können neue Elemente
entstehen. Auf diese Weise hat GSI
die Elemente mit den Ordnungszahlen
107 bis 112 erzeugt.
Auf dem Targetrad (unten) ist eine etwa
200 Nanometer dünne Goldfolie montiert.
Das Rad hat einen Durchmesser
von 40 Zentimetern.
Sie möchten immer die aktuelle Ausgabe von target
erhalten? Melden Sie sich über unser Webformular an
und Sie erhalten Ihr Exemplar per E-Mail oder auf dem
Postweg zugeschickt: http://www.gsi.de/target
Wenn wir in unserem Magazin von Wissenschaftlern,
Ingenieuren, Technikern und anderen sprechen,
meinen wir damit selbstverständlich auch alle Wissenschaftlerinnen,
Ingenieurinnen und Technikerinnen.
Seite 11

target KÖPFE Ausgabe Nr. 1
PERSONALIA
Christiane Neumann ist
Kaufmännische Geschäftsführerin
Christiane Neumann ist seit dem
16. Oktober 2008 Kaufmännische
Geschäftsführerin des GSI Helmholtzzentrums
für Schwerionenforschung.
Neumann ist Juristin und hat zunächst
als Rechtsanwältin und als
Referentin in der Berliner Senatsverwaltung
für Jugend und Familie gearbeitet.
Seit 1992 ist sie im Wissenschaftsmanagement
tätig. Bis 2005 war sie administrative Geschäftsführerin
des Wissenschaftszentrums Berlin für
Sozialforschung (WZB), einem Mitglied der
Leibniz-Gemeinschaft, als deren Administrative
Vizepräsidentin sie über zwei Amtsperioden
von 1999 bis 2003 fungierte. In den letzten vier
Jahren hat sie als Geschäftsführerin die Hertie
School of Governance in Berlin mit aufgebaut,
eine stiftungsfi nanzierte Hochschule für Politik.
Neumann ist Mitglied des Vorstands der Deutschen
Gesellschaft für Bildungsverwaltung.
Horst Wenninger übernimmt
FAIR Joint Core Team
Zum Jahreswechsel übernahm Dr.
Horst Wenninger die Leitung des
FAIR Joint Core Teams ad interim.
Sein Vorgänger Hans Gutbrod
bleibt im FAIR Joint Core Team
und wird für die Kommunikation
mit den Partnerländern zuständig
sein.
Wenninger studierte Physik in Heidelberg und arbeitete
unter anderem bei DESY und CERN. Am
CERN war er als Abteilungsleiter des Beschleunigertechnologiebereichs
für die Vorbereitung
des LHC zuständig. Später war er Direktor für
Technik und Forschung im CERN-Direktorat und
pfl egte den politischen Kontakt nach Deutschland.
Weiterhin war Wenninger an den Vorbereitungen
des XFEL am DESY beteiligt
Von 2005 bis 2008 war er Vorsitzender der FAIR
Working Group on Scientifi c and Technical Issues
(STI).
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
Christoph Bert erhält Behnken-Berger-
Preis
Christoph Bert bekam
im November 2008 in
Potsdam den Behnken-
Berger-Preis überreicht.
Er erhält die Auszeichnung
für seine Forschungsarbeiten,
die
zum Ziel haben, die an
GSI erfolgreich praktizierte Tumortherapie mit Ionenstrahlen
in Zukunft an “bewegten” Tumoren
einzusetzen. Bewegte Tumore befi nden sich zum
Beispiel in Organen wie Leber oder Lunge, die
durch die Atmung während der Bestrahlung ihre
Lage verändern.
Der Preis wird von der Behnken-Berger-Stiftung
jährlich an junge Nachwuchswissenschaftler vergeben.
Den diesjährigen Preis erhält Bert gemeinsam
mit Ala Yaromina (Dresden) und Thorsten Johnson
(München). Die Preisträger erhalten jeweils 5.000
Euro Preisgeld. Die Preisverleihung fand im Rahmen
der Jahrestagung der Berlin-Brandenburgischen
Gesellschaft für Nuklearmedizin in Potsdam
statt.
Lise Meitner Preis für Kernphysik 2008
für Walter Greiner und Reinhard Stock
Professor Dr. Walter
Greiner erhielt den
höchsten Preis der European
Physical Society
(EPS) für seine theoretischen
Vorhersagen von
Stoß- und Kompressionswellen
in Kollisionen
relativistischer Schwer ionen. Die von ihm entwickelte
Theorie erlaubt es, superdichte Kernmaterie
im Labor experimentell zu untersuchen. Solche
kosmische Materie existierte im Weltraum kurz
nach dem Urknall und kommt heute beispielsweise
am Ende der Lebensspanne massereicher Sterne in
Supernovaexplosionen vor.
Professor Dr. Reinhard Stock erhielt den Preis für
den experimentellen Nachweis dieser theoretischen
Vorhersagen. Unter seiner Mitwirkung wurde
dieses Feld der experimentellen Forschung vor
30 Jahren am Lawrence Berkeley National Laboratory
begründet und später am SPS-Beschleuniger
des CERN in Genf etabliert. Die hierdurch initiierte
Jagd nach immer höheren Energiedichten mündete
unter anderem in den Programmen des SIS18-Synchrotron-Beschleunigers
am GSI.
Christoph-Schmelzer-Preis geht an
zwei Nachwuchswissenschaftlerinnen
Fine Fiedler vom ForschungszentrumDresden-Rossendorf
und
Gabriele Kragl von der
Technischen Universität
Wien erhielten in 2008
den Christoph-Schmelzer-Preis
für ihre Arbeiten
auf dem Gebiet der Tumortherapie mit schweren
Ionen. Der mit 4.000 Euro dotierte Preis wird
jährlich vom “Verein zur Förderung der Tumortherapie
mit schweren Ionen” für die besten Diplomoder
Doktorarbeiten auf diesem Gebiet verliehen.
Die Preisverleihung fand am Donnerstag, den 16.
Dezember 2008 im GSI Helmholtzzentrum statt.
Fine Fiedler erhielt für ihre Doktorarbeit ein Preisgeld
von 3.000 Euro und Gabriele Kragl für ihre
Diplomarbeit 1.000 Euro.
Gerhard Kraft erhält Ehrendoktorwürde
der Justus-Liebig-Universität Gießen
Professor Dr. Gerhard
Kraft, der Wegbereiter
der Tu mor therapie mit
Ionen strahlen am GSI
Helmholtzzentrum für
Schwerionenforschung,
hat von der Justus-Liebig-Universität
Gießen
den Doktor der Naturwissenschaften ehrenhalber
erhalten. Die Verleihung fand im Rahmen eines
Festkolloquiums am Dienstag, dem 16. Dezember
2008 statt. Gerhard Kraft wird damit für seine langjährige
Zusammenarbeit mit der Universität Gießen
und seine Verdienste um die Tumor therapie mit Ionenstrahlen
geehrt.
Ausgewählte GSI-Publikationen:
• Nuclear Charge Radii of 7;9;10Be and the
One-Neutron Halo Nucleus 11Be; W. Nörtershäuser
et. al.; PRL 102, 062503 (2009)
• Live cell microscopy analysis of radiation-
induced DNA double-strand break motion;
B. Jakob et. al.; PNAS 2009 106:3172-3177
• Spherical proton-neutron structure of
isomeric states in 128Cd; L. Cáceres et. al.;
PHYSICAL REVIEW C 79, 011301(R) (2009)