Supermikroskop mit Röntgenstrahlen - scinexx | Das Wissensmagazin
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Die European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble

Supermikroskop mit Röntgenstrahlen

European Synchrotron Radiation Facility © Christian Hendrich / GFDL

Welche Struktur hat der Kometenstaub, und wie ist seine chemische Zusammensetzung? Um diese Fragen beantworten zu können, ohne die Proben zu zerstören, so dass sie anderen Wissenschaftlern für weitere Untersuchungen zur Verfügung stehen, bediente sich die Arbeitsgruppe der Goethe-Universität Frankfurt am Main der erstaunlichen Möglichkeiten an der European Synchrotron Radiation Facility – ESRF – in Grenoble.

Röntgensupermikroskop im Einsatz

Dieses europäische Großprojekt stellt eine Art Röntgensupermikroskop bereit. Auf einer fast ein Kilometer langen Kreisbahn werden Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Lenkt man die Elektronen von einer geraden Bahn ab, senden sie eine brillante, hochenergetische Röntgenstrahlung aus, die sogenannte Synchrotronstrahlung.

– ESRF – ist eine Europäische Großforschungseinrichtung, an der über 3000 Arbeitsgruppen pro Jahr messen können. Die Synchrotronstrahlung (eine hochenergetische Röntgenstrahlung) wurde einst am großen Bruder CERN entdeckt. Da sich diese Art der Strahlung als äußerst nützlich erwies, wurden hierfür optimierte Messanlagen wie das ESRF entwickelt. © Christian Hendrich / GFDL

Ähnlich wie bei einer Röntgenaufnahme des menschlichen Knochengerüsts kann man auf diese Weise den Kometenstaub durchleuchten. Die von den Wissenschaftlern angewandten Methoden erlauben die dreidimensionale Messung der chemischen Zusammensetzung (Röntgenstrahlfluoreszenzanalyse) und des strukturellen Aufbaus (Röntgenstrahlbeugung) des Kometenstaubes.

Weltrekord in Sachen Präzision

Den Weltrekord in Präzision hält die Beamline-Nummer ID13 des ESRF: Erst kürzlich erreichte man hier eine Punktauflösung von nur fünf Nanometern. Im Routinemessbetrieb ergibt sich hierdurch immerhin noch eine Fokusbreite von nur 100 Nanometern – 1/10000stel eines Millimeters. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 1.000-mal dicker.

Die Messbedingungen lassen sich im Idealfall über mehrere Tage stabil halten. Die nutzbare Ortsauflösung ist damit um etwa eine Größenordnung besser als bei den Strahlungsquellen in den USA (Argonne National Laboratory) und in Japan (Spring 8).

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Stand: 30.01.2009

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