Forschung mit Synchrotronstrahlung in Deutschland 2009 - SNI-Portal
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3. Entwicklung von Strahlungsquellender Zukunft(Energy-Recovery-L<strong>in</strong>ac)Mit der Gründung von CFEL wurde hierfür bereits e<strong>in</strong>e leistungsstarkeInstitution geschaffen. Die starke Beteiligungdeutscher Gruppen an Instrumenten der L<strong>in</strong>ear CoherentLight Source (LCLS) <strong>in</strong> Stanford ist dafür bereits sichtbarerAusdruck. Das KFS empfiehlt e<strong>in</strong>e breite E<strong>in</strong>beziehung vonUniversitäten <strong>in</strong> diesen Prozess, da diese von strategischerBedeutung für den Aufbau e<strong>in</strong>er breiten deutschen Nutzergeme<strong>in</strong>schaftfür den European XFEL ist.Die Erfahrungen an FLASH zeigen, dass neben Gruppenaus dem Bereich <strong>Forschung</strong> <strong>mit</strong> <strong>Synchrotronstrahlung</strong> zunehmendauch solche aus dem <strong>Forschung</strong>sbereichen OptischeProzesse sowie Laserentwicklung e<strong>in</strong> Interesse anFEL-Experimenten gew<strong>in</strong>nen. Das KFS sieht <strong>in</strong> derZusammenführung von etablierten experimentellen Konzeptenaus der <strong>Synchrotronstrahlung</strong>sforschung und derLaserphysik sowie <strong>in</strong> der Symbiose beider Wissenschaftsfeldere<strong>in</strong>e große Chance für die Entwicklung neuer Konzeptefür Experimente <strong>mit</strong> Röntgen-Freie-Elektronen-Laser-Strahlung. Diese Entwicklung sollte auch dazu beitragen, diedr<strong>in</strong>gend benötigte theoretische Modellierung aktueller undzukünftiger Experimente an Röntgen-Freie-Elektronen-Laservoranzutreiben.Bau des Prototyps e<strong>in</strong>es Energy-Recovery-L<strong>in</strong>acs„BERL<strong>in</strong>Pro“E<strong>in</strong> Energy-Recovery-L<strong>in</strong>ac (ERL) vere<strong>in</strong>t die Vorteile e<strong>in</strong>esL<strong>in</strong>earbeschleunigers – wie hohe Brillanz, kurze Pulse, ger<strong>in</strong>geEnergiebreite und Kohärenz – <strong>mit</strong> denen e<strong>in</strong>es Speicherr<strong>in</strong>gs.Er hat gegenüber e<strong>in</strong>em Freie-Elektronen-Laserden Vorteil, dass zahlreiche Nutzer gleichzeitig <strong>mit</strong> derStrahlung experimentieren können. Gegenüber traditionellenSpeicherr<strong>in</strong>gquellen lassen sich an e<strong>in</strong>em ERL nutzerspezifischeAnforderungen – wie z. B. Pulslänge, Brillanz,Zeitstruktur und Kohärenz – auf e<strong>in</strong>fache Weise e<strong>in</strong>stellen.Dies kommt z. B. den Anforderungen für zeitaufgelöste Anregungsexperimente(pump-probe), Arbeiten <strong>mit</strong> kohärenterKurzpulsstrahlung bis <strong>in</strong> den Röntgenbereich sowie derRöntgenmikroskopie sehr entgegen.Für die Eigenschaften der ERL-Strahlung ist entscheidend,dass die <strong>in</strong> modernen Injektoren erzeugten hervorragendenEigenschaften des Elektronenstrahls während des e<strong>in</strong>enDurchlaufs im ERL erhalten bleiben. Zudem kann e<strong>in</strong> hoherAnteil der Energie der nicht mehr benötigten Elektronenwiederverwendet werden, um die Anlage energieeffizient zubetreiben.Die grundsätzliche Realisierbarkeit des ERL-Konzepteskonnte bereits am Jefferson Laboratory (USA) im IR-Bereichund am Budker Institut (Russland) im THz-Bereich demonstriertwerden. Zurzeit wird am Layout von Röntgen-ERL-Quellen an der Cornell University (USA) und am KEK (Japan)gearbeitet. Es s<strong>in</strong>d jedoch weitere Entwicklungsarbeiten biszur Realisierung e<strong>in</strong>er Hochbrillanz-Mehrnutzere<strong>in</strong>richtungfür breitbandige Strahlung notwendig.Das KFS sieht <strong>in</strong> der Entwicklung e<strong>in</strong>es ERL e<strong>in</strong>e wichtigeund zukunftsweisende Erweiterung des R<strong>in</strong>gbeschleuniger-Konzepts, um ultimative und flexible Strahleigenschaften andiesen modernen R<strong>in</strong>gquellen zu realisieren. Es unterstütztdaher nachdrücklich die Aktivitäten des HZB <strong>mit</strong> Unterstützungvon ANKA und DESY, e<strong>in</strong>e Machbarkeitsstudie für e<strong>in</strong>deutsches ERL-Konzept auszuarbeiten, die e<strong>in</strong>e Perspektivefür e<strong>in</strong>e ERL-Nutzere<strong>in</strong>richtung bietet. Die Entscheidung, <strong>in</strong>Berl<strong>in</strong> den ERL-Prototyp „BERL<strong>in</strong>Pro“ zu realisieren, wirddaher <strong>mit</strong> besonderem Nachdruck begrüßt.<strong>Synchrotronstrahlung</strong> <strong>2009</strong> 55