Plasmabeschleuniger erzielt Weltrekord


Eine 20 Zentimeter lange Plasmazelle, wie sie für die Rorkdbeschleunigung benutzt wurde. (Bild: Lawrence Berkeley National Laboratory/ Marilyn Chun)
Bisher müssen Teilchenbeschleuniger hunderte Meter lang sein, um hohe Leistungen zu erreichen. Doch jetzt ist ein nur 20 Zentimeter kleiner Plasmabeschleuniger in die „Liga der Großen“ vorgestoßen: Er beschleunigte Elektronen auf Energien von knapp acht Gigaelektronenvolt – ein neuer Rekord. Möglich wurde dies durch einen Laserpuls, der dem eigentlichen Beschleunigerstrahl den Weg durch das Plasma bahnte. Nach Ansicht der Forscher könnte dieser Durchbruch dazu beitragen, Plasmabeschleuniger anwendungsreif zu machen – und damit günstigere und kleinere Anlagen als bisher zu ermöglichen.

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Teilchenbeschleuniger sind normalerweise vor allem eines: riesig. Um Protonen und andere Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit zu bringen, werden supraleitende Elektromagneten in kilometergroßen Beschleunigerringen eingesetzt. Diese Technik wird unter anderem beim Large Hadron Collider (LHC) am Forschungszentrum CERN bei Genf genutzt, aber auch für die Erzeugung der Synchrotronstrahlung bei Freie-Elektronenlasern. Das Problem: Die Leistung dieser Beschleuniger ist auf rund 100 Megaelektronenvolt (MeV) pro Meter Strecke begrenzt – mehr würde das Material nicht aushalten. Will man mehr Leistung erzielen, müssen diese Anlagen daher immer länger werden – und das wird teuer.

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