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Der Lehrstuhl für Laserphysik baut einen Mini-Teilchenbeschleuniger

Der Laser. Foto: Lisa Wolf

Der Laser. Foto: Lisa Wolf

Das benötigt man:

Einen Laser (ca. 60.000 – 200.000 Euro / Stück)
Diverse Spiegel
Einen Elektronenstrahl (z. B. Elektronenmikroskop als Quelle)
Einen Mikrochip aus Silizium mit strukturiertem Nanogitter (alternativ aus Glas, ist aber schwerer zu bearbeiten)

So geht’s:

Zunächst in einem Reinraum die Gitterstruktur auf der Silizium-Oberfläche erstellen. Danach in einem Optiklabor den Laser starten. Durch die geschickte Kombination diverser Spiegel das Laserlicht in die für die Beschleunigung ideal geeignete Form bringen und schließlich in die „Black Box“ leiten. In diesem ominösen Vakuum-Gefäß geschieht die Magie. Hier den Laser- mit dem Elektronenstrahl auf dem zuvor präparierten Nanogitter kreuzen. Wenn man alles richtig gemacht hat, werden die Elektronen in dem Mikrochip beschleunigt.

Ok, ganz so einfach ist es dann doch nicht einen Mini-Teilchenbeschleuniger zu entwickeln. Nicht umsonst beschäftigt sich ein internationales Forscherteam unter Federführung des Lehrstuhls für Laserphysik der FAU und der Stanford University mit dem Projekt, das mit insgesamt 13,5 Mio. Dollar Forschungsgeld gefördert wird, von dem 2,4 Mio nach Erlangen gehen. Das Projekt vereint die Forschungsgebiete der Optik, Festkörperphysik und Nanotechnologie. Im Folgenden will ich in meinen Worten so simpel wie möglich wiedergeben, wie mir Prof. Hommelhoff, Inhaber des Lehrstuhls für Laserphysik, die Grundlagen des Projekts erklärte:

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