Grossforschungsanlagen

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Manchmal benötigt der Blick auf die ganz kleinen Objekte besonders grosse Geräte, denn nur sie können die Sonden erzeugen, die notwendig sind, um Materie so zu durchleuchten, dass man die gesuchten Informationen gewinnt. Das PSI unterhält mehrere solcher Anlagen. Diese stellt es den Wissenschaftlern anderer Institute im Rahmen des Nutzerdienstes. als Dienstleistung zur Verfügung, nutzt sie aber auch für eigene Forschung. Die Anlagen sind in der Schweiz einzigartig, manche Geräte gibt es auch weltweit nur am PSI.

Mehr dazu unter Überblick Grossforschunganlagen

7. Dezember 2017

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Erstes Experiment am SwissFEL erfolgreich durchgeführt

Medienmitteilungen SwissFEL Grossforschungsanlagen

Die Jahre des sorgsamen Planens und Aufbauens haben sich ausgezahlt: An der neuesten Grossforschungsanlage des Paul Scherrer Instituts PSI – dem Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL – wurde das erste Experiment erfolgreich durchgeführt. Damit wurden zwei Ziele erreicht: Erstens gibt es schon gleich ein neues wissenschaftliches Ergebnis. Zweitens wird damit das Zusammenspiel der vielen Einzelkomponenten der hochkomplexen Anlage optimiert.

21. Juni 2017

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Injektor 2: Ein Vorbeschleuniger für Protonen

Grossforschungsanlagen

Protonen sind als Grundbausteine der Materie Bestandteil aller Dinge, die uns umgeben. Am Paul Scherrer Institut PSI verlassen sie aber schon mal ihre übliche Rolle und werden dafür eingesetzt, andere Teilchen zu erzeugen, nämlich Neutronen und Myonen, die dann zur Untersuchung von Materialien gebraucht werden. Dafür müssen die Protonen aber erst beschleunigt werden. Dabei spielt eine dreistufige Beschleunigeranlage eine wichtige Rolle, in deren Mitte sich der Beschleuniger Injektor 2 befindet.

29. Mai 2017

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Bis zur Grenze des Machbaren

Grossforschungsanlagen SwissFEL SwissFEL Technik

Die Firma Daetwyler baute die Undulatoren für den Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI auf den Zehntel einer Haaresbreite genau.

18. April 2017

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Seit 20 Jahren erfolgreich: mit Teilchen Materialien untersuchen

Medienmitteilungen Materie und Material Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen

Ob Materialien für die Elektronik der Zukunft, Batterien oder Schwerter aus der Bronzezeit – seit 20 Jahren nutzen Forschende verschiedener Disziplinen die Spallations-Neutronenquelle SINQ des Paul Scherrer Instituts PSI für ihre Untersuchungen. Bei einem Symposium am 18. April blickten Forschende auf die Erfolge der Anlage zurück und stellten Pläne für eine Modernisierung vor.

5. Oktober 2016

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An den PSI-Grossforschungsanlagen denken Physiker die Nobelpreis-Theorien weiter

Verschiedenes Grossforschungsanlagen Materialforschung Materie und Material

Der diesjährige Nobelpreis für Physik geht an David Thouless, Duncan Haldane und Michael Kosterlitz. Die Akademie zitiert in ihrem Hintergrundbericht auch Experimente, die Michel Kenzelmann, heute Laborleiter am PSI, durchgeführt hat. Er und weitere Forschende am PSI experimentieren weiterhin noch auf der Grundlage der Theorien, die jetzt mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden.

30. Mai 2016

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Zebra – ein neues Instrument für das PSI

Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen Materie und Material

Interview mit Oksana Zaharko
Neue wissenschaftliche Fragestellungen erfordern immer bessere Experimentieranlagen. PSI-Forscherin Oksana Zaharko berichtet im Interview über die Herausforderungen beim Aufbau eines neuen Instruments für die Forschung mit Neutronen.

9. März 2016

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Fünfhunderttausend Mal unwahrscheinlicher als ein Lottogewinn

Medienmitteilungen Grossforschungsanlagen Forschung mit Myonen Teilchenphysik

Seltenheit eines Teilchenzerfalls vermessen
Im sogenannten MEG-Experiment am PSI suchen Forschende nach einem extrem unwahrscheinlichen Zerfallspfad bestimmter Elementarteilchen namens Myonen. Genauer gesagt beziffern sie eben diese Unwahrscheinlichkeit. Ihre neueste Zahl lautet: Dieser Zerfall geschieht in weniger als 1 zu 2,4 Billionen der Fälle. Mithilfe dieses Ergebnisses können theoretische Physiker aussortieren, welche ihrer Ansätze zur Beschreibung des Universums der Realität standhalten.

29. Oktober 2015

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Röntgenforschung im Ufo

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen

Die Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS fällt zuerst durch ihr markantes Gebäude auf. Innen beeindruckt sie mit Spitzenforschung. Ein Streifzug durch die Welt, in der Elektronen Slalomkurse einlegen und Röntgenstrahlen Proteine entschlüsseln.

30. September 2015

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Perfekte Strahllinien merkt man nicht

SwissFEL SwissFEL Technik SwissFEL Hintergrund Grossforschungsanlagen SwissFEL Bau

Interview mit Luc Patthey
Luc 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.

21. Mai 2015

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Aus dem Innern einer Eierschale

Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen

Winzige Bläschen im Innern von Eierschalen liefern die Stoffe, die das Wachstum der Schale stimulieren und steuern. Mit einer neuartigen Tomografie-Technik haben Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI, der ETH Zürich und des niederländischen AMOLF-Instituts diese Bläschen erstmals in 3D abbilden können. Sie heben damit eine alte Einschränkung tomografischer Bilder auf und hoffen, dass eines Tages auch die Medizin von ihrer Methode profitiert.

13. Mai 2015

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Forschen Richtung Zukunft

Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen Materialforschung Mikro- und Nanotechnologie SwissFEL

Interview mit Gabriel Aeppli
Seit 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.

17. Februar 2015

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Vorbereitet für den SwissFEL

SwissFEL SwissFEL Experimente Grossforschungsanlagen

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.

9. Oktober 2014

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Feier zur Grundsteinlegung unterstreicht die wissenschaftliche Bedeutung der ESS

Grossforschungsanlagen Forschung mit Neutronen

Heute haben sich mehrere Hundert Wissenschaftsvertreter aus verschiedenen europäischen Ländern auf der Baustelle der europäischen Spallations-Neutronenquelle (European Spallation Source ESS) in Lund, Schweden, zur Grundsteinlegungsfeier für die ESS versammelt. Mit dieser Veranstaltung wurde nicht nur der Grundstein für die neue Anlage gelegt, deren Bau kürzlich begonnen hat, sondern auch für eine neue Phase in der europäischen Wissenschaft.

25. September 2014

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Kolosse, die winzige Teilchen steuern

Grossforschungsanlagen

Magnete sind die heimlichen Strippenzieher eines Teilchenbeschleunigers: Sie sorgen dafür, dass Protonen oder Elektronen auf Kurs bleiben. Mit den kleinen Magneten an der heimischen Kühlschranktür haben sie allerdings kaum etwas gemein. Nicht nur sind etliche der Magnete am PSI schwerer als der Kühlschrank selbst – sie sind trotz ihrer Wuchtigkeit Meisterwerke der Präzision.

23. September 2014

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Ein zuverlässiger Typ aus den 80ern

Grossforschungsanlagen

Ein Linearbeschleuniger im Retro-Look ist der Ursprung des Protonenstrahls am PSI. Benannt nach den Erfindern des Prinzips heisst der charismatische Typ Cockcroft-Walton. Er liefert seit 1984 die erste Beschleunigungsstufe für Protonen, die in der Folge von zwei weiteren Ringbeschleunigern auf schliesslich rund 80 Prozent der Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. So entsteht hier seit Jahrzehnten ein beachtenswerter Protonenstrahl, der dank kontinuierlicher Nachrüstungen seit 1994 sogar den Weltrekord als leistungsstärkster Strahl hält.

4. September 2014

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Mit Licht neues Material erzeugt

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen Materialforschung Materie und Material SwissFEL SwissFEL Experimente

Forschende des Paul Scherrer Instituts haben mithilfe kurzer Lichtblitze aus einem Laser die Eigenschaften eines Materials kurzzeitig so deutlich verändert, dass gewissermassen ein neues Material entstanden ist und die Veränderungen am Röntgenlaser LCLS in Kalifornien untersucht. Nach der Inbetriebnahme des PSI-Röntgenlasers SwissFEL werden solche Experimente auch am PSI möglich sein.

26. Mai 2014

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Neue Erkenntnisse über Fotosynthese

Medienmitteilungen Biologie Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen

Unsere Vorstellung davon, wie Algen und Pflanzen auf Licht reagieren, muss aufgrund neuer Experimente revidiert werden. Bei bestimmten Lichtverhältnissen wird bei der Fotosynthese die Anordnung der sonst ordentlich gestapelten und ausgerichteten, lichtempfindlichen Membranen in den Algen gestört. Dabei werden die in die Membranen eingebetteten Lichtsammelproteine grösstenteils deaktiviert, bewegen sich aber nicht. Bisher war man davon ausgegangen, dass sich die Lichtsammelproteine in den Membranen hin- und herbewegen.

6. April 2014

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Quantenphysikalisch geschmolzen

Medienmitteilungen Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen

Durch Quanteneffekte ausgelöste Änderungen des Aggregatzustands – physikalisch korrekt Quantenphasenübergänge – spielen bei vielen erstaunlichen Phänomenen in Festkörpern, wie der Hochtemperatursupraleitung eine Rolle. Forschende aus der Schweiz, England, Frankreich und China haben nun in der magnetischen Struktur des Materials TlCuCl3 Quanteneffekte gezielt verändert, indem sie das Material äusserem Druck aussetzten und diesen Druck variierten. Mithilfe von Neutronen konnten sie beobachten, was bei einem Quantenphasenübergang passiert, bei dem die magnetische Struktur quantenphysikalisch schmilzt.

24. Februar 2014

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Der Protonenbeschleuniger des PSI: 40 Jahre Spitzenforschung

Medienmitteilungen Grossforschungsanlagen Forschung mit Myonen Forschung mit Neutronen Teilchenphysik Materie und Material

Materialforschung, Teilchenphysik, Molekularbiologie, Archäologie – seit 40 Jahren ermöglicht der grosse Protonenbeschleuniger des Paul Scherrer Instituts PSI Spitzenforschung auf verschiedenen Gebieten. Bei einem Festsymposium am 24. Februar 2014 wird das Jubiläum gefeiert.

11. Juli 2013

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Wissen für morgen aus den "heissen Zellen"

Energie und Umwelt Forschung mit Neutronen KKW Sicherheit Grossforschungsanlagen

Die Manipulation und Untersuchung von bestrahlten und daher radioaktiven Materialien, sei es aus Kernkraftwerken oder aus Forschungsanlagen, erfordert strenge Sicherheitsvorkehrungen. Untersuchungen dürfen nur in sogenannten „heissen Zellen“ durchgeführt werden, hinter deren bis zu einem Meter dicken Beton- und Bleiwänden die Radioaktivität hermetisch eingeschlossen und abgeschirmt wird. In den heissen Zellen des Hotlabors am PSI werden regelmässig die abgebrannten Brennstäbe aus den Schweizer Kernkraftwerken materialwissenschaftlich untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse helfen den KKW-Betreibern, die Effizienz und Sicherheit ihrer Kraftwerke zu optimieren. Neben dieser Dienstleistung für die Kernkraftwerke beteiligt sich das Hotlabor an internationalen Forschungsprojekten.

17. Mai 2013

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Experimente in Millionstelsekunden

Materie und Material Grossforschungsanlagen Forschung mit Myonen

Myonen – instabile Elementarteilchen – bieten Forschenden wichtige Einblicke in den Aufbau der Materie. Sie liefern Informationen über Vorgänge in modernen Materialien, über die Eigenschaften von Elementarteilchen und über die Grundstrukturen der physikalischen Welt. Viele Myonenexperimente sind nur am Paul Scherrer Institut möglich, weil hier besonders intensive Myonenstrahlen zur Verfügung stehen.

7. Mai 2013

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Der Experimentideen-Sammler

SwissFEL SwissFEL Experimente Grossforschungsanlagen

Interview mit Bruce Patterson
Der 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.

25. Januar 2013

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Weiter Rätsel um das Proton

Medienmitteilungen Teilchenphysik Forschung mit Myonen Grossforschungsanlagen Materie und Material

Ein internationales Forscherteam hat mittels Laserspektroskopie an exotischem Wasserstoff den unerwartet kleinen Wert für den Protonenradius bestätigt. Die Experimente wurden am PSI durchgeführt. Das PSI erzeugt als einziges Forschungszentrum weltweit ausreichend viele Myonen für die Herstellung der exotischen Wasserstoffatome aus Proton und Myon.

1. Dezember 2009

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Die Myonen-Quelle SμS

Forschung mit Myonen Materie und Material Grossforschungsanlagen

Deren Herzstück sind zwei Targets – Kohlenstoffringe, auf die der Strahl schneller Protonen aus der Protonenbeschleunigeranlage des PSI trifft.

Durch die Kollisionen der Protonen mit den Kernen des Kohlenstoffs entstehen die Myonen. Dabei trifft der Protonenstrahl zuerst auf das eine Target und dann auf das zweite und fliegt dann zum Bleitarget der Neutronenquelle SINQ weiter. Das PSI betreibt zwei Myonentargets, weil ein Einzelnes nicht alle Experimente versorgen könnte. Die Myonen werden mit Hilfe von Magneten zu den einzelnen Messplätzen geleitet. Zurzeit gibt es am PSI sechs Messplätze für Experimente zur Festkörperphysik mit Myonen.

1. Dezember 2009

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Die Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen

Das Synchrotronlicht wird in der SLS von Elektronen emittiert, die sich mit beinahe Lichtgeschwindigkeit auf einer Kreisbahn mit einem Gesamtumfang von 288 Metern bewegen. Das Synchrotronlicht wird tangential zur Bahn der Elektronen abgestrahlt, d.h. in der Richtung, in der auch die Funken von einem Schleifstein oder der Hammer eines Hammerwerfers fliegen.

Bei der Erzeugung der Synchrotronstrahlung nutzt man aus, dass elektrisch geladene Teilchen Licht emittieren, wenn sie sich auf einer gekrümmten Bahn bewegen. Ablenkmagnete halten die Elektronen auf ihrer gebogenen Bahn – ein magnetisches Feld lenkt schnelle elektrisch geladene Teilchen ab.

1. Dezember 2009

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Die Neutronenquelle SINQ

Materie und Material Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen

In der Spallationsquelle SINQ trifft ein Strahl von schnellen (rund 80 % der Lichtgeschwindigkeit) Protonen aus der Protonenbeschleunigeranlage des PSI auf einen Bleiblock (das Target). Kollidiert dabei ein schnelles Proton mit einem Bleikern, wird dieser aufgeheizt und dampft gewissermassen 10 bis 20 Neutronen ab. Die Neutronen, die bei der Spallationsreaktion frei werden, sind sehr schnell – viel zu schnell für die Experimente. Damit die Neutronen nach ihrer Erzeugung abgebremst werden, befindet sich das gesamte Target in einem Tank, der mit schwerem Wasser

1. Dezember 2009

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Die Protonenbeschleunigeranlage des PSI

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Forschung mit Neutronen Forschung mit Myonen Grossforschungsanlagen Teilchenphysik

Die am PSI für Experimente benötigten Neutronen und Myonen werden erzeugt, indem man einen Strahl sehr schneller Protonen auf ein sogenanntes Target prallen lässt – aus Blei an der Neutronenquelle SINQ und aus Kohlenstoff an der Myonenquelle SμS. Die Protonen werden dafür in der Beschleunigeranlage des PSI auf eine Geschwindigkeit von rund 80% der Lichtgeschwindigkeit gebracht. Die Protonenbeschleunigeranlage ging 1974 in Betrieb und erzeugt heute nach zahlreichen Verbesserungen den intensivsten Protonenstrahl weltweit.

1. Dezember 2009

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Nutzerdienst – Service für die Forschergemeinde

Materie und Material Forschung mit Synchrotronlicht Forschung mit Myonen Forschung mit Neutronen Grossforschungsanlagen Teilchenphysik

Neutronen, Synchrotronlicht und Myonen sind für Forschende vieler Disziplinen äusserst nützlich. Mit diesen Sonden lässt sich der Aufbau von Kristallen entschlüsseln, sie helfen beim Verständnis magnetischer Vorgänge oder klären Strukturen biologischer Materialien auf. Gleichzeitig ist es mit einem so grossen Aufwand verbunden, diese Sonden zu erzeugen, dass die meisten Forschergruppen am eigenen Institut keine Neutronen-, Myonen- oder Synchrotronlichtquelle vorfinden werden.

12. November 2009

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Aufbau von Materialien nanogenau untersuchen

Medienmitteilungen Forschung mit Synchrotronlicht Grossforschungsanlagen Materie und Material Materialforschung

Ein neues Mikroskop an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des Paul Scherrer Instituts wird es möglich machen, den Aufbau von Materialien mit bisher unerreichter Auflösung darzustellen. Dazu werden Forschende einzelne Bereiche in einem Material betrachten, die nur wenige Nanometer (millionstel Millimeter) gross sind, und für jeden dieser Bereiche bestimmen, welche chemischen Elemente darin enthalten sind.

25. September 2007

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Year round proton radiation therapy at PSI using a new, dedicated cyclotron

Medienmitteilungen Grossforschungsanlagen Medizin Mensch und Gesundheit

A pioneer in proton therapy for the treatment of cancer, PSI has recently introduced one of the most advanced technologies in the field. A new proton accelerator, a superconducting cyclotron, has been put into operation for patient treatment. The accelerator is used in conjunction with a gantry, a device which delivers the protons to the patient from any angle. The desired dose distribution is achieved by scanning a small pencil beam of protons throughout the tumor. The performance of the new accelerator has been excellent since the start of medical operation.
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