Automobil Forum Berlin 13. Januar 2002 [email protected]TESLA – Licht der Zukunft Forschung mit dem Freie-Elektronen Laser Meinungen aus der Laser Community „Es gibt wohl kaum ein anderes Wissenschaftsfeld wo der Bau einer einzigen Anlage solch enormen Fortschritt, nicht nur in einem, sondern in der Kombination mehrerer kritischer Parameter bringt.“
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TESLA – Licht der Zukunft - · PDF fileAutomobil Forum Berlin 13. Januar 2002 [email protected] TESLA – Licht der Zukunft Forschung mit dem Freie-Elektronen Laser „Mit
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„Mit dem Röntgen-FEL werden einige der einzigartigen Eigenschaften kohärenten Lichtes in den 0.1 nm Wellen-längenbereich transferiert bei gleichzeitigem Erhalt der für heutige Synchrotronstrahlungsquellen charakteristischen Durchstimmbarkeit und mittleren Leuchtstärke.“
Meinungen aus der Laser Community
„Es gibt wohl kaum ein anderes Wissenschaftsfeld wo der Bau einer einzigen Anlage solch enormen Fortschritt, nicht nur in einem, sondern in der Kombination mehrerer kritischer Parameter bringt.“
Part1: Executive Summary2: The Accelerator3: Physics at an e+e- Linear Collider4: A Detector for TESLA5: The X-Ray Free Electron Laser6: Appendices
TESLA Colloquium
Automobil Forum Berlin13. Januar 2002
2001
Automobil Forum Berlin13. Januar 2002
Freie-Elektronen Laser liefern kohärente Röntgenstrahlung der richtigen Wellenlänge und Zeitstruktur, so daß Stoffe und die Veränderungen ihrer Eigenschaften mit atomarer Auflösung in 4 Dimensionen, d.h. in Raum und Zeit, verfolgt werden können.
„Durch die Verbindung von Kohärenz und Femtosekunden Pulslänge mit kurzer Wellenlänge wird der X-FEL auch eine neue Plattform für interdisziplinäre Wechselwirkung und Synergien zwischen Forschern schaffen, die in der Vergangenheit getrennte Wege gegangen sind.“
in den 100 Femtosekunden dauernden Pulsen gibt es 10 000 mal mehr Photonen
Faktor 10 000
statt bisher 50 Picosekundendauern die Pulse nur noch 100
Femtosekunden
Faktor 1/1000
Spitzenleuchtstärke des Röntgenlasers
Der Röntgenlaser bei DESY ist
etwas qualitativ Neues
Die Spitzenleuchtstärke ist um10 Größenordnungen höherals bei modernenSynchrotronstrahlunsquellen
Synergien mit der Entwicklungder Laser im Optischen Spektralbereich
Jahre
Herausforderung: Struktur des Ribosoms
FlaschenhalsKristallisation
Proteinsynthese - „Eiweissfabrik“
ECM 20 Kraków 2001Observation of five-fold local symmetry in liquid leadNature, Vol. 408 (2000) 839
H. Reichert, O. Klein, H. Dosch, M. Denk (MPI Stuttgart)V. Honkimäki (ESRF)T. Lippmann (HASYLAB)G. Reiter (Houston)
First experimental evidence for poly-hedral local order in a simple liquid showing that liquids and solids are two structurally incompatible forms of condensed matter.
The experiment provides insight into the phenomena of supercooling of melts on a microscopic scale and thus an essential element for our understanding of the stability of condensed matter.
ECM 20 Kraków 2001
An extremely flat beam of 70 keV synchrotron radiation penetrates a Si wafer and undergoes total-reflection at liquid lead.
Bragg scattering from a reflection with momentum transfer in a plane parallel to the interface is analysed
When rotating the sample around an axis perpendicu-lar to the interface an intensity modulation with 5-fold symmetry is observed
Struktur in der Nähe der Fest-Flüssig-GrenzflächeSystem: Si(001)-Pb(flüssig)
Energie: 80 keV
H. Reichert et al., Nature, 408, 839 (2000)
X-rays
Experiments at the X-ray free-electron laser
X-rays
Present day X-ray and neutron experiments probe in most cases equilibrium states of matter.
The X-rays from the free-electron laser probe the dynamic state of matter with atomic resolution and will mainly be used to study non-equilibrium states, and very fast transitions between the different states of matter.
For atomic scale, femtosecond studies of electronic and geometrical properties of matter in the bulk of the sample the X-FEL is unique.
ESRF-ILL Seminar5 February 2002
X-rays
Potential of X-FEL
„The X-FEL is a serious attempt to transfer some of the unique properties of coherent light into the 0.1 nm wavelength range, while at the same time maintaining the level of tunability and average power of today‘s synchrotron radiation sources.“
ESRF-ILL Seminar5 February 2002
„It is hard to think of other scientific fields where the construction of a single device would allow for such progress not just in one, but in a combination of several crucial parameters.“