Röntgenlaser in Schenefeld : Ein Jahr XFEL: Schon jetzt ein Lieferant für „Meilensteine“ der Wissenschaft

Kleine Teilchen stehen im Fokus der Forschung bei XFEL.  Fotos: European XFEL
Kleine Teilchen stehen im Fokus der Forschung bei XFEL. Fotos: European XFEL

Dreidimensionale Modelle der Moleküle werden fotografiert. Erste Ergebnisse in Fachmagazinen lassen aufhorchen.

shz.de von
28. August 2018, 19:20 Uhr

Knapp ein Jahr nach der Inbetriebnahme des European XFEL sind erstmals Ergebnisse eines Experiments an der Röntgenlaser-Anlage veröffentlicht worden. Die Fachzeitschrift „Nature Communication“ publizierte am Dienstag eine Studie zur Struktur von Eiweißmolekülen, die Wissenschaftler an der Forschungseinrichtung in Schenefeld bei Hamburg gemacht haben.

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Das internationale Team um die Biophysikerin Ilme Schlichting vom Max-Planck-Institut für medizinische Forschung in Heidelberg spritzte nach Angaben eines XFEL-Sprechers Kristalle von drei pflanzlichen Proteinen in den Röntgenstrahl. Wenn ein Röntgenblitz eines der Kristalle traf, zeichnete ein Detektor das Muster der gestreuten Röntgenstrahlen auf. Es seien Tausende von Bildern entstanden, aus denen die Forscher nun dreidimensionale Modelle der Moleküle berechnen könnten.

„Wir konnten zeigen, dass mit den derzeitigen Messbedingungen mit dem European XFEL Daten sehr viel schneller aufgenommen werden können als bisher“, erklärte Schlichting. Der Leiter der Experimentierstation am XFEL, Adrian Mancuso, glaubt, dass nun auch Schnappschüsse von chemischen Reaktionen gemacht werden können. „Aufbauend auf den Ergebnissen können wir nun die Pulse dazu nutzen, Moleküle in Aktion zu filmen“, sagte der australische Physiker.

XFEL-Geschäftsführer Robert Feidenhans'l sprach von einem fantastischen Ergebnis. „Das ist für uns ein großer Meilenstein.“ In Kürze werde ein zweites Paper, also ein wissenschaftlicher Bericht über ein Experiment am XFEL, veröffentlicht werden. Bislang haben nach Angaben von Feidenhans'l 340 Wissenschaftler in Schenefeld experimentiert, etwa die Hälfte von ihnen aus dem Ausland.

Vor wenigen Tagen haben zwölf neue Versuche begonnen. Im November soll eine dritte Experimentierstation in Betrieb gehen, Anfang nächsten Jahres eine vierte. 2020 soll die Anlage im Vollbetrieb mit sechs Experimentierstationen laufen. Der XFEL werde dann bis zu 27.000 Blitze pro Sekunde auf die Proben schießen können. Derzeit sind es erst 1200. Der Aufbau der Anlage sei nicht ganz problemlos verlaufen, mal habe die Software nicht funktioniert, ein anderes Mal sei der Röntgenstrahl nicht da gewesen, sagte Feidenhans'l.

„Wir haben jede Menge Probleme, aber irgendwie kriegen wir das in den Griff.“ Der European XFEL (X-Ray Free-Electron Laser/ Röntgenlicht-Freie-Elektronen-Laser) ist eine Art Superkamera, die Vorgänge im Nanokosmos erfassen kann. Dafür werden in der 3,4 Kilometer langen unterirdische Anlage zwischen dem Desy (Deutsches Elektronen-Synchroton) in Hamburg-Bahrenfeld und Schenefeld ultrahelle Blitze erzeugt. Der XFEL war am 1. September vergangenen Jahres in Betrieb genommen worden. Die Baukosten von 1,5 Milliarden Euro trug zu 58 Prozent Deutschland. Russland übernahm 27 Prozent, die übrigen zehn Partnerländer den Rest

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