Es sieht aus wie ein undurchdringliches Chaos aus Röhren, Leitungen und Folien. Doch der Schein trügt: Dieses Chaos hat System. Es handelt sich um einen Messplatz am Freie-Elektronen Laser FLASH am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg. Er ist weltweit die einzige Laseranlage, die leistungsstarke und ultrakurze Lichtblitze im Vakuum-Ultravioletten und im weichen Röntgenbereich liefert und so die Abbildung und Analyse kleinster Proben möglich macht.
Das vom Freie-Elektronen-Laser erzeugte Licht beruht auf der Beschleunigung und Manipulation von Elektronen: Beim Slalomkurs durch eine periodische Magnetanordnung (Undulator) strahlen die Elektronenpakete Licht einer festen Wellenlänge aus. Dieser Photonenstrahl breitet sich geradlinig aus und überlappt mit dem Elektronenpaket. Dadurch werden diese Pakete strukturiert. Aus der anfangs gleichmäßigen Ladungsdichteverteilung wird eine Aneinanderreihung von einzelnen Ladungsscheibchen, die jeweils eine Lichtwellenlänge voneinander getrennt sind. Nun strahlen alle Elektronenscheibchen im Gleichtakt – das Licht kann sich zu intensiver Laserstrahlung verstärken.
Die außergewöhnlichen Eigenschaften dieser FLASH-Strahlung eröffnen Forschern fast aller Naturwissenschaften wertvolle Experimentiermöglichkeiten. So übertrifft die Spitzenleuchtstärke von FLASH die der modernsten Synchrotronstrahlungsquellen um das Zehnmillionenfache und erlaubt damit bisher undurchführbare Untersuchungen beispielsweise von Prozessen der Astrophysik an extrem verdünnten Proben. Die Strahlung ist laserartig, also kohärent, und die Wellenlänge lässt sich im Bereich von vier bis 60 Nanometern einstellen. Die extrem kurzen, nur Billardstel Sekunden anhaltenden Strahlungspulse ermöglichen es zukünftig auch, wie mit einem ultraschnellen Stroboskop schnelle Abläufe wie die Bildung von chemischen Bindungen zu filmen oder etwa die Vorgänge bei der magnetischen Datenspeicherung direkt zu beobachten.
Im Bild zu sehen ist einer der fünf Messplätze in der Experimentierhalle des Freie-Elektronen-Lasers FLASH.
