Teilchenbeschleuniger Teilchenbeschleuniger für die Materialanalyse

Nach knapp fünfjähriger Bauzeit wurde an der Universität Duisburg-Essen ein Teilchenbeschleuniger in Betrieb genommen. Mit dem System soll untersucht werden, wie sich Materialien unter extremen Bedingungen verhalten.

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Duisburg – Der Teilchenbeschleuniger, mit dem die Physikergruppe um Prof. Dr. Marika Schleberger arbeitet, ähnelt auf den ersten Blick der Anlage im Forschungszentrum CERN. Dennoch geht es weder um schwarze Löcher noch um den Urknall. Das System soll Aufschluss darüber geben, was passiert, wenn Oberflächen mit Atomen beschossen werden. Der Beschleuniger HICS (Highly charged ion collisions on surfaces) beschleunigt geladene Teilchen auf maximal 43 Millionen Kilometer pro Stunde - das sind etwa vier Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Ein großes Magnetfeld soll die Teilchen auf dem richtigen Kurs halten. Treffen die Ionen auf die fingernagelgroßen Testobjekte, kommt es zu nanoskopischen Veränderungen.

Die Forscher wollen so untersuchen, wie sich Materialien unter extremen Bedingungen verhalten. Die Erkenntnisse könnten dazu beitragen, dass künftig noch filigranere Flächen und Schichten hergestellt werden. Bisher werden Strukturen von Computerchips mit Masken produziert, die mithilfe von Laserlicht erstellt werden. Die nötige Struktur wird dann geätzt. Durch neue Prozesse würde diese konventionelle Lithografie-Technik nach Ansicht der Forscher ersetzt werden, da ionisierte Atome kleinere Strukturen als ein Laser erzeugen können.

Die Duisburger nutzen ein ähnliches Prinzip wie beim LHC. Doch während die CERN-Anlage Ausmaße von fast 27 Kilometern hat, ist HICS kompakt. Auf 4,5 Meter sind alle wichtigen Elemente untergebracht.

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