News

Interview mit Luc PattheyLuc Patthey ist für das Design und die Umsetzung der Strahllinien für den Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL verantwortlich. Im Interview erklärt er, welche Anforderungen die Strahllinien erfüllen müssen, damit die vom SwissFEL erzeugten Röntgenlichtpulse in der optimalen Form zu den Experimenten gelangen und welche Rolle Kooperationen bei der Entwicklung von Strahllinien spielen.

An SwissFEL und SLS Biomoleküle entschlüsseln: Proteine sind ein begehrtes, aber widerspenstiges Forschungsobjekt. Eine für Freie-Elektronen-Röntgenlaser wie dem zukünftigen SwissFEL des PSI entwickelte Methode soll ihre Erforschung nun ein grosses Stück vorantreiben. Dabei werden viele identische, kleine Proteinproben in kurzen Abständen hintereinander mit einem Röntgenstrahl durchleuchtet. Damit wird ein bisheriges Hauptproblem der Erforschung von Proteinen umgangen: Proben in ausreichender Grösse herzustellen.

Die ersten Undulator-Gestelle sind im SwissFEL-Gebäude angekommen. Rund ein halbes Jahr dauert nun die Fertigmontage. Danach werden die fertigen Undulatoren zur Installation in den SwissFEL-Beschleunigertunnel gebracht.

Interview mit Gabriel AeppliSeit 2014 ist Gabriel Aeppli Leiter des Forschungsbereichs Synchrotronstrahlung und Nanotechnologie am PSI. Zuvor hat der gebürtige Schweizer in London ein führendes Forschungszentrum für Nanotechnologie aufgebaut. Im Interview erläutert Aeppli wie sich die Forschungsansätze der Zukunft an den Grossforschungsanlagen des PSI umsetzen lassen und spricht über seinen Blick auf die Schweiz.

SwissFEL, der Röntgenlaser des PSI, wird die einzelnen Schritte sehr schneller Vorgänge sichtbar machen. Ein neues Verfahren soll besonders genaue Experimente ermöglichen: Dabei werden die einzelnen Röntgenblitze in mehrere Teile aufgespalten, die nacheinander am Untersuchungsobjekt ankommen. Das Prinzip des Verfahrens erinnert an die Ideen der frühesten Hochgeschwindigkeitsfotografie.

Seit Jahren testen PSI-Forschende Experimentiermethoden, die am Röntgenlaser SwissFEL Einblicke in neuartige Materialien für elektronische Geräte ermöglichen werden. Mit einem besonderen Trick bringen sie dafür die Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des PSI dazu, Licht zu erzeugen, das ähnliche Eigenschaften hat, wie dasjenige des SwissFEL. So konnten die Forschenden zeigen, dass die geplanten Experimente im Grundsatz möglich sind und den Bau des entsprechenden Messplatzes am SwissFEL vorschlagen.

In den vergangenen vier Jahren haben Forschende des PSI in der Injektor-Testanlage Schlüsseltechnologien für den Röntgenlaser SwissFEL entwickelt und auf Herz und Nieren geprüft. Nun ist das Forschungsprogramm beendet. Anfang 2015 startet die Installation der neuen Grossforschungsanlage.

Nur kurz durfte das Gebäude der neuen PSI-Grossforschungsanlage SwissFEL im Würenlinger Unterwald das Sonnenlicht geniessen. Zurzeit verschwindet es unter einem Erdwall. Die Überdeckung ist Teil einer Reihe von Massnahmen, die die Anlage bestmöglich in die Umgebung integrieren werden.

Vergangenen Sonntag luden das Paul Scherrer Institut PSI und die Arbeitsgemeinschaft EquiFEL Suisse die Einwohnerinnen und Einwohner der Umgebung zum Tag der offenen SwissFEL-Baustelle ein. Rund 600 Interessierte informierten sich an mehreren Stationen über den aktuellen Bau- und Projektstand.

Damit die Elektronen die benötigte Energie erreichen können, muss ihre Bahn im Linearbeschleuniger absolut geradlinig verlaufen. Schon die kleinste Krümmung bedeutet einen Energieverlust, den sich der vergleichsweise kurze SwissFEL-Linearbeschleuniger nicht leisten kann. Daher muss beim Gebäudebau sogar die Erdkrümmung ausgeglichen werden.

2016 wird der SwissFEL am Paul Scherrer Institut PSI seinen Betrieb aufnehmen. Im Besucherzentrum psi forum kann die neue Grossforschungsanlage des PSI bereits heute erkundet werden: Ein interaktiver Medientisch wird den SwissFEL von der Bauphase über die Inbetriebnahme bis zum Regulärbetrieb begleiten.

Damit die SwissFEL-Elektronen nicht auf die schiefe Bahn geratenKostengünstig und mit minimaler Fehlerrate – die Ziele, die sich die PSI-Ingenieure der Sektion Leistungselektronik für die Entwicklung der Magnet-Speisegeräte für den SwissFEL gesteckt haben, sind ehrgeizig.

Die Bauarbeiten im Wald laufen auf Hochtouren à bis Ende 2014 soll das Gebäude für den SwissFEL, die neue Grossforschungsanlage des Paul Scherrer Instituts PSI, fertiggestellt sein. Die Anforderungen an das Gebäude sind hoch. Es muss einen reibungslosen Betrieb der empfindlichen Anlage gewährleisten.

Der SwissFEL wird Röntgenlicht mit Lasereigenschaften erzeugen. Die nötige Verstärkung des Lichts macht ein als Microbunching bekannter Prozess möglich – das Elektronenpaket teilt sich im Undulator in dünne Scheiben, sogenannte Microbunches auf, die das Licht in Phase abstrahlen. Zugleich wird an einem weiteren Verfahren – dem Seeding – geforscht, mit dem man die Eigenschaften des Lichts noch genauer wird festlegen können.

Das Röntgenlicht des SwissFEL entsteht, wenn die im Linearbeschleuniger beschleunigten Elektronen auf eine Wellenbahn gezwungen werden. Das geschieht in den Undulatoren - Magnetanordnungen, die die Elektronen ablenken. Die gesamte Undulatorstrecke wird 60 Meter lang sein.

Im Linearbeschleuniger bekommt der Elektronenstrahl die Bewegungsenergie, die nötig ist, damit er das Röntgenlicht erzeugen kann. Der Linearbeschleuniger ist insgesamt mehr als 300 Meter lang à sein Herz besteht aus 11752 speziell geformten Kupferscheiben, in denen das beschleunigende Feld erzeugt wird.

In der Elektronenquelle entsteht der Elektronenstrahl für den SwissFEL. Die Anforderungen an die Anlage sind hoch: Damit der SwissFEL erfolgreich betrieben werden kann, muss der Elektronenstrahl vom ersten Augenblick an von bester Qualität sein.

Am PSI wurde die erste Beschleunigerstruktur für den Linearbeschleuniger des SwissFEL fertiggestellt. Insgesamt 104 dieser Strukturen werden benötigt, um im SwissFEL die Elektronen, die die Röntgenlichtpulse abstrahlen werden, auf die erforderliche Energie zu beschleunigen. Das hochpräzise gefertigte Bauteil befindet sich nun im Hochleistungstest.

Interview mit Bruce PattersonDer Röntgenlaser SwissFEL soll Forschenden die Möglichkeit bieten, neuartige Experimente durchzuführen und so wichtige Einsichten für ihre Fachgebiete zu gewinnen. Doch wie weiss man, welche Forschenden von der Anlage profitieren können, welche Fragestellungen man da untersuchen kann und wie die Anlage ausgestattet sein muss, damit man sie am besten nutzen kann? Dazu ein Interview mit dem Experimentideen-Sammler Bruce Patterson. Das Interview stammt aus der neuesten Ausgabe des PSI-Magazins Fenster zur Forschung.

Durch die Bauarbeiten für den SwissFEL kommt es im Würenlinger Wald zu Sperrungen und Umleitungen. Alternativ-Routen für Velofahrer und Fussgänger werden angeboten.

Im Würenlinger Wald haben die Bauarbeiten für den SwissFEL begonnen. In den kommenden eineinhalb Jahren wird das Gebäude für die neue Grossananlage des Paul Scherrer Instituts PSI errichtet.

Materialien mit besonderen magnetischen Eigenschaften spielen für moderne Technologien eine wichtige Rolle à etwa in Festplatten, auf denen Informationen im Computer gespeichert werden. Forschungen am SwissFEL werden helfen, neue magnetische Materialien zu entwickeln und schnelle Veränderungen in solchen Materialien „live“ zu beobachten. So könnte man sehen, was genau in einer Festplatte geschieht, wenn man den Speicherinhalt ändert.

Mit der Vorlage aller erforderlichen Bewilligungen fällt der Startschuss für den Bau des SwissFEL, der neuen Grossanlage des Paul Scherrer Instituts PSI.

Experimente am SwissFEL werden helfen, wesentliche Lebensprozesse zu verstehen. Sie werden zeigen, wie lebenswichtige Biomoleküle aufgebaut sind, deren Struktur mit heutigen Methoden nicht bestimmt werden kann. Und sie werden zeigen, wie sich die Form der Moleküle verändert. Die Erkenntnisse werden helfen, Krankheiten zu verstehen und Medikamente zu entwickeln.

Im SwissFEL werden Elektronen auf beinahe Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann auf eine Kurvenbahn geschickt - dabei erzeugen sie Röntgenlicht. Der SwissFEL besteht aus einer Elektronenkanone, die den Elektronenstrahl erzeugt, einem Beschleuniger und einem Undulator, in dem die Elektronen auf eine Wellenbahn gezwungen werden. Am Ende befinden sich die Messplätze, an denen das erzeugte Licht für Experimente genutzt wird.

Der SwissFEL wird sehr kurze und sehr intensive Blitze aus Röntgenlicht mit Lasereigenschaften erzeugen. Mit Röntgenlicht kann man dank seiner sehr kurzen Wellenlänge sehr feine Strukturen „sehen“ und so zum Beispiel die detaillierte Anordnung der Atome in einem komplexen Molekül bestimmen.

Experimente am SwissFEL sollen helfen, genau zu verstehen, wie sich Stoffe in einer Reaktion ineinander umwandeln. Ein Schwerpunkt werden katalytische Reaktionen sein, die zahllose Anwendungen haben. Die Forschung wird Wege zu energiesparenden Industrieprozessen und umweltfreundlichen Energieträgern aufzeigen.

Am 3. September 2012 starten die Erschliessungsarbeiten zur neuen Grossforschungsanlage SwissFEL des Paul Scherrer Instituts. Mit ihnen wird die für den SwissFEL notwendige Anbindung an die vorhandene PSI-Infrastruktur hergestellt.

Das Paul Scherrer Institut hat am 5. Juni 2012 bei der Gemeinde Würenlingen sein Baugesuch für die Erschliessungsarbeiten zur neuen Grossforschungsanlage SwissFEL eingereicht. Die Ausführung der Erschliessungsarbeiten ist für den Zeitraum August 2012 bis Januar 2013 geplant.

Wer in den nächsten Monaten über den Oberen Priorhölzliweg spazierengeht und aufmerksam in den Wald späht, der kann sie entdecken: Das PSI reicht in der zweiten Juniwoche bei der Gemeinde Würenlingen offiziell das Baugesuch für seine neue Grossforschungsanlage SwissFEL ein und hat dafür - wie es für alle Baugesuche üblich ist à auch das zugehörige Baugespann aufstellen lassen.

Zur Kühlung des SwissFEL soll Grundwasser genutzt werden. Ein Grosspumpversuch soll nachweisen, dass durch die Wasserentnahme der Grundwasserspiegel nicht übermässig abgesenkt wird und dass insbesondere die Trinkwasserversorgung von Würenlingen, Döttingen und Klein-Döttingen nicht beeinträchtigt wird. Während des Versuchs werden im Juli 2012 zwei Wochen lang 50 Liter Grundwasser pro Sekunde abgepumpt und in die Aare geleitet. Gleichzeitig wird der Grundwasserspiegel an den verschiedenen Entnahmestellen beobachtet. Die Vorbereitungen für den Versuch beginnen im März 2012.