WEBVTT 00:00.000 --> 00:03.120 Willkommen zu meinem Vortrag über elektronene Lichtgeschwindigkeit und 00:03.120 --> 00:04.840 die Dynamik in Synchrotronstrahlungsquellen. 00:05.960 --> 00:07.460 Was ist Synchrotronstrahlung eigentlich? 00:08.380 --> 00:10.000 Synchrotronstrahlung ist Licht bzw. 00:10.660 --> 00:11.580 elektromagnetische Strahlung. 00:12.440 --> 00:14.660 Elektromagnetische Strahlung beschränkt sich jedoch nicht nur auf den 00:14.660 --> 00:17.720 für uns sichtbaren Bereich, sondern besteht aus einem weiten Bereich 00:17.720 --> 00:18.680 an Wellenlängen bzw. 00:19.000 --> 00:19.480 Frequenzen. 00:20.080 --> 00:21.080 An einem Ende steht z.B. 00:21.200 --> 00:24.420 die Nutzung für Funk- oder Radioübertragung, für WLAN oder im 00:24.420 --> 00:25.360 Mikrowellenofen. 00:25.700 --> 00:27.620 Am anderen Ende befindet sich die Röntgenstrahlung. 00:27.620 --> 00:31.620 Auch das sichtbare Licht ist Teil des elektromagnetischen Spektrums 00:31.620 --> 00:33.820 und befindet sich zwischen dem infraroten Bereich und dem 00:33.820 --> 00:34.900 ultravioletten Bereich. 00:35.860 --> 00:38.320 Der spektrale Bereich, in dem die Synchrotronstrahlung erzeugt wird, 00:38.440 --> 00:40.980 erstreckt sich von der Mikrowelle bis zur Röntgenstrahlung. 00:41.200 --> 00:43.800 Daraus ergeben sich eine vielfältige Anzahl an Anwendungen. 00:44.460 --> 00:45.840 Außerdem sieht man direkt einen Vorteil. 00:46.460 --> 00:49.640 Man kann nämlich genau den Teil des breiten Spektrums herausgreifen, 00:49.960 --> 00:51.600 der für diese Anwendung wichtig ist. 00:52.180 --> 00:54.920 Außerdem kann Synchrotronstrahlung mit einer hohen Brillanz erzeugt 00:54.920 --> 00:58.040 werden, sodass Licht mit einer hohen Intensität und sehr stark 00:58.040 --> 01:00.400 gebündet für die Anwendung zur Verfügung steht. 01:01.500 --> 01:06.200 Vorhergesagt wurde die Synchrotronstrahlung 1944 und beobachtet 1946 01:06.200 --> 01:09.180 an einem Synchrotron, einem Teilchenbeschleuniger von General 01:09.180 --> 01:09.680 Electric. 01:10.500 --> 01:12.900 Daraus ergab sich auch direkt der Name Synchrotronstrahlung. 01:13.820 --> 01:17.100 Hier ist dieses Synchrotron von General Electric zu sehen und die 01:17.100 --> 01:21.100 Synchrotronstrahlung als heller Lichtpuls, leicht unterhalb der Mitte 01:21.100 --> 01:21.480 links. 01:22.900 --> 01:26.120 So sieht die Synchrotronstrahlung an einer unserer Beamlines aus. 01:27.620 --> 01:29.980 Die Beamline ist praktisch der Port, an dem die Synchrotronstrahlung 01:29.980 --> 01:32.720 nach außen geleitet wird und zur Experimentenverfügung steht. 01:34.480 --> 01:38.320 Anfangs galt die Synchrotronstrahlung eher als ein Abfallprodukt, denn 01:38.320 --> 01:40.800 die Teilchen verloren Energie durch die Abstrahlung. 01:41.540 --> 01:45.640 Mit der Zeit erkannte man aber das Potenzial und ab den 1970er Jahren 01:45.640 --> 01:49.640 entstanden Pläne zur dedizierten Erzeugung der Synchrotronstrahlung. 01:49.640 --> 01:52.400 Wofür wird die Synchrotronstrahlung nun verwendet? 01:53.180 --> 01:55.360 Einige Beispiele möchte ich Ihnen gerne hier zeigen. 01:56.320 --> 02:00.000 Auf der linken Seite sieht man mit Mikrotomografie aufgenommene, 02:00.200 --> 02:01.380 versteinerte Fliegenlarven. 02:02.460 --> 02:05.660 Und durch die zerstörungsfreie Aufnahme konnte man jetzt die 02:05.660 --> 02:08.860 parasitären Wespen, die sich darin befinden, besser sehen. 02:09.780 --> 02:11.520 In dem Fall sind die blau eingefärbt. 02:12.920 --> 02:16.080 Außerdem wurde Mikrotomografie verwendet, um zum Beispiel die Gelenke 02:16.080 --> 02:17.500 von Rüsselkäfern zu untersuchen. 02:17.500 --> 02:19.860 Diese Käfer sind gerade mal 4 mm groß. 02:20.400 --> 02:23.160 Und dabei hat man entdeckt, dass diese Käfer einen völlig neuen 02:23.160 --> 02:24.300 Gelenkstyp besitzen. 02:25.840 --> 02:29.000 Ihre Gelenke bestehen aus einer Art Schraube, die sich in einer Mutter 02:29.000 --> 02:29.560 befindet. 02:30.600 --> 02:32.420 Vorher war dieser Gelenktyps nicht bekannt. 02:33.540 --> 02:36.160 Eine weitere Anwendung von Synchrotronstrahlung ist die Lithografie 02:36.160 --> 02:38.000 zur Herstellung von sehr kleinen Werkstücken. 02:38.600 --> 02:40.980 Das sind die Zahnräder, die hier unten zu sehen sind. 02:40.980 --> 02:46.060 Die sind gerade mal 1 bis 1,5 mm groß und ihre Zähne dann im 100 bis 02:46.060 --> 02:47.300 10 µm-Bereich. 02:48.640 --> 02:51.520 Diese Zahnräder können zum Beispiel in Uhrenverwendung finden. 02:52.120 --> 02:55.180 Aber man kann auch Strukturen herstellen, die im µm-Bereich sind und 02:55.180 --> 02:56.580 zum Beispiel als Röntgenlinsen dienen. 02:58.100 --> 03:00.920 Auf der rechten Seite ist ein Beispiel für die Röntgenspektroskopie 03:00.920 --> 03:01.540 dargestellt. 03:02.000 --> 03:04.880 In dem Fall wird die Synchrotronstrahlung verwendet, um direkt die 03:04.880 --> 03:07.660 Prozesse, die in einem Katalysator ablaufen, zu untersuchen. 03:07.660 --> 03:12.940 Man kann damit praktisch in situ und in operando, also live, die 03:12.940 --> 03:17.620 Materialveränderungen, die dabei auftreten, während der katalysische 03:17.620 --> 03:19.500 Prozess abläuft, beobachten. 03:19.940 --> 03:22.500 Und das hilft natürlich bei der Erforschung und Entwicklung von neuen 03:22.500 --> 03:25.640 Katalysatorenprozessen oder Typen. 03:26.700 --> 03:29.860 Ein sehr aktueller Anwendungsfall ist oben in der Mitte dargestellt. 03:29.860 --> 03:34.900 Hier wurde mit makromolekularer Kristallografie die Struktur von einem 03:34.900 --> 03:38.520 Enzym des SARS-CoV-2-Viruses untersucht und dargestellt. 03:39.580 --> 03:42.960 Die Struktur dieses Enzyms ist sehr wichtig, denn es verrät uns viel 03:42.960 --> 03:46.320 über die Funktionsweise des Enzyms, welches wiederum zur Vermehrung 03:46.320 --> 03:47.480 des Viruses da ist. 03:47.980 --> 03:51.520 Sodass, wenn nun Medikamente entwickelt werden, um diese Vermehrung zu 03:51.520 --> 03:56.280 hemmen, eben genau die Funktionsweise des Enzyms sehr essentiell ist. 03:57.820 --> 04:00.100 Aber wie wird die Synchronstrahlung nun erzeugt? 04:01.220 --> 04:03.800 Genau wie zum Beispiel bei Glühbirnen wird Synchronstrahlung mit 04:03.800 --> 04:04.900 Elektronen erzeugt. 04:05.140 --> 04:08.020 Nur, dass im Fall der Glühbirne die Elektronen als elektrischer Strom 04:08.020 --> 04:09.180 aus der Steckdusse kommen. 04:09.560 --> 04:12.540 Und für die Erzeugung von Synchronstrahlung müssen sich die Elektronen 04:12.540 --> 04:13.240 schnell bewegen. 04:13.580 --> 04:16.640 Darum können sie in diesem Fall nicht im Material einer Stromleitung 04:16.640 --> 04:18.480 sein, sondern müssen sich im Vakuum befinden. 04:19.160 --> 04:20.460 Das ist hier dargestellt. 04:20.600 --> 04:23.400 Im oberen Bild sieht man noch die Elektronen, wie sie sich zwischen 04:23.400 --> 04:25.980 den Atomen des elektrischen Leiters befinden. 04:26.340 --> 04:30.000 Und im nächsten Bild sieht man eben, wie die Elektronen im Vakuum sich 04:30.000 --> 04:30.900 frei bewegen können. 04:31.320 --> 04:34.240 Im dritten Bild sind die Elektronen zu einem Elektronenpaket 04:34.240 --> 04:34.500 zusammengruppiert. 04:36.400 --> 04:40.820 Das erleichtert uns die Handhabung der Elektronen und insbesondere für 04:40.820 --> 04:44.320 die starke Beschleunigung, die notwendig ist, um Synchronstrahlung zu 04:44.320 --> 04:44.920 erzeugen. 04:44.920 --> 04:48.460 Denn dafür müssen sich die Elektronen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit 04:48.460 --> 04:48.920 bewegen. 04:51.020 --> 04:54.260 Die Synchronstrahlung wird dann abgestrahlt, wenn ein Elektron eben 04:54.260 --> 04:57.100 mit nahezu Lichtgeschwindigkeit um eine Kurve gelenkt wird. 04:57.460 --> 04:59.380 Das ist in der Animation rechts zu sehen. 04:59.880 --> 05:03.480 Das Elektron ist der schwarze Punkt und das gelbe Feld außenrum ist 05:03.480 --> 05:06.440 das elektromagnetische Feld, das das Elektron zu jedem Zeitpunkt 05:06.440 --> 05:06.900 umliegt. 05:06.900 --> 05:11.220 Sobald sich das Elektron nun um die Kurve bewegt, kann man vereinfacht 05:11.220 --> 05:13.800 dargestellt sich überlegen, dass die obere Kante des elektrischen 05:13.800 --> 05:17.200 Feldes nun schneller als Lichtgeschwindigkeit sein müsste, um 05:17.200 --> 05:18.540 praktisch hinterher zu kommen. 05:19.500 --> 05:22.260 Da das nicht möglich ist, wird dieser Teil des elektromagnetischen 05:22.260 --> 05:25.220 Feldes als elektromagnetische Strahlung, in dem Fall 05:25.220 --> 05:27.060 Synchronstrahlung, abgestrahlt. 05:29.600 --> 05:32.880 Um jetzt die Elektronen auf diese Kreisbahn, auf diese Kurve zu 05:32.880 --> 05:34.700 lenken, benutzt man Magnete. 05:35.180 --> 05:37.680 Relativ vereinfacht kann man sich das vorstellen, man hat einen großen 05:37.680 --> 05:41.180 Nordpol und einen Südpol des Magneten und sobald das Elektron in das 05:41.180 --> 05:46.060 magnetische Feld des Magneten eindringt, wird es um die Kurve gelenkt. 05:46.840 --> 05:49.740 Da wir jetzt nicht nur einmal die Elektronen ablenken wollen und nicht 05:49.740 --> 05:53.120 nur an einem Punkt die Synchronstrahlung erzeugen wollen, wird 05:53.120 --> 05:56.900 praktisch mehrere dieser Magnete hintereinander gehängt, sodass sich 05:56.900 --> 05:59.180 am Ende für die Elektronen eine Kreisbahn ergibt. 05:59.800 --> 06:01.360 Das ist hier dargestellt. 06:01.960 --> 06:05.300 Nun bewegt sich dieses Elektronenpaket auf einer Kreisbahn damit 06:05.300 --> 06:09.020 dauerhaft um die Kurve und strahlt kontinuierlich Synchronstrahlung 06:09.020 --> 06:13.620 ab, die jetzt eben überall verteilt um den Ring abgefangen und benutzt 06:13.620 --> 06:14.240 werden kann. 06:15.940 --> 06:18.780 Um die Synchronstrahlung weiter zu optimieren, gibt es verschiedene 06:18.780 --> 06:19.480 Möglichkeiten. 06:20.200 --> 06:23.960 Zum einen kann man versuchen, mehr Elektronen in ein Paket zu packen, 06:24.100 --> 06:26.760 sodass man praktisch mehr Abstrahlung bekommt und damit mehr Licht 06:26.760 --> 06:27.020 hat. 06:27.020 --> 06:30.820 Eine andere Möglichkeit ist, das Elektronenpaket räumlich zu 06:30.820 --> 06:34.500 verkleinern und dadurch praktisch den Quellpunkt der Synchronstrahlung 06:34.500 --> 06:41.260 und damit auch den Lichtspot auf der Probe zum Beispiel, während man 06:41.260 --> 06:45.040 das Experiment macht, zu verkleinern, damit dabei die Intensität und 06:45.040 --> 06:47.080 damit praktisch mehr Licht zu haben. 06:48.300 --> 06:51.220 Eine andere Möglichkeit ist, die Elektronen nicht nur auf einer 06:51.220 --> 06:54.460 vereinfachten Kreisbahn umzulenken, sondern auf eine Art 06:54.460 --> 06:56.080 Schlangenlinienbahn zu senden. 06:56.080 --> 07:00.260 Dazu benutzt man Modulatoren, das sind Geräte, in denen mehrere 07:00.260 --> 07:03.520 Magnete immer abwechselnd mit dem Nord- und Südpol oben sind, sodass 07:03.520 --> 07:08.480 die Elektronen eben diese Schlangenlinienbahn fliegen und bei jeder 07:08.480 --> 07:11.720 Kurve Synchronstrahlung abstrahlen, was natürlich zu einer vermehrten 07:11.720 --> 07:13.480 Abstrahlung durch die vielen Kurven führt. 07:15.060 --> 07:19.020 Eine andere Möglichkeit der Optimierung ist es, die abgestrahlten 07:19.020 --> 07:22.480 Pulse zu verkürzen, denn das gibt uns eine kürzere Belichtungsdauer. 07:22.480 --> 07:25.760 Aus der Fotografie kennt man das, wie hier zum Beispiel an dem 07:25.760 --> 07:26.880 Springbrunnen dargestellt. 07:27.260 --> 07:29.460 Wenn man eine kürzere Belichtungsdauer wählt, kann man schnelle 07:29.460 --> 07:32.460 Prozesse besser auflösen, ohne dass sie eben verwaschen. 07:32.860 --> 07:35.980 Das heißt, dafür müssen wir die Elektronenpakete räumlich kürzer 07:35.980 --> 07:36.280 machen. 07:38.060 --> 07:44.200 Alle diese Optimierungen sind relativ komplex und bringen einiges an 07:44.200 --> 07:45.340 Herausforderungen mit sich. 07:45.700 --> 07:48.280 Und deswegen gibt es dedizierte Einrichtungen, die sich damit 07:48.280 --> 07:51.760 beschäftigen, Synchronstrahlung mit den besten möglichen Eigenschaften 07:51.760 --> 07:52.500 zu produzieren. 07:53.560 --> 07:56.580 Von diesen Synchronstrahlungsquellen gibt es mehrere große 07:56.580 --> 08:00.540 Einrichtungen, bis über 50 große Einrichtungen weltweit, mehr als 20 08:00.540 --> 08:01.420 davon in Europa. 08:01.420 --> 08:05.680 Und auch hier am KIT, am Campus Nord, befindet sich so eine 08:05.680 --> 08:08.580 Einrichtung, CARA, der Karlsruhe Research Accelerator. 08:09.880 --> 08:13.400 Auf dem Bild rechts sieht man sehr gut die kreisförmige Struktur, in 08:13.400 --> 08:17.940 der die Elektronen umfliegen können und tangential davon ausgehend die 08:17.940 --> 08:20.260 verschiedenen Beamlines, also die verschiedenen 08:20.260 --> 08:23.120 Experimentierstationen, in denen das Licht genutzt werden kann. 08:25.300 --> 08:29.780 CARA ist seit 2004 in Betrieb und seit 2015 ist es nicht nur eine 08:29.780 --> 08:34.400 Synchronstrahlungsquelle, sondern dient auch als Testanlage zur 08:34.400 --> 08:37.480 Erforschung von Beschleunigerphysik, das ist die Physik, die sich in 08:37.480 --> 08:40.460 solchen Anlagen abspielt, und zur Erforschung von der Produktion der 08:40.460 --> 08:43.540 Synchronstrahlung und auch der Optimierung der Synchronstrahlung, zum 08:43.540 --> 08:45.520 Beispiel durch kürzere Elektronenpakete. 08:46.680 --> 08:49.400 Das heißt, wie ein Kollege von mir immer so schön sagt, wir machen 08:49.400 --> 08:50.780 Forschung für die Forschung. 08:51.740 --> 08:55.240 Die Elektronen, die bei CARA im Kreis fliegen, haben eine Energie von 08:55.240 --> 08:56.020 2,5 Gigaelektronenwatt. 08:57.680 --> 09:00.140 Das ist eine sehr hohe Energie, sodass die Elektronen nun eine 09:00.140 --> 09:03.660 Geschwindigkeit haben, die nur 6 Meter pro Sekunde langsamer ist als 09:03.660 --> 09:04.520 tatsächlich Licht. 09:05.840 --> 09:10.000 Und da CARA etwa einen Umfang von 110 Meter hat, schaffen diese 09:10.000 --> 09:14.540 superschnellen Elektronen nun 2,7 Millionen Umläufe in der Sekunde. 09:16.280 --> 09:19.360 An CARA gibt es etwa 20 Beamlines, das heißt 20 09:19.360 --> 09:22.380 Experimentierstationen, an denen das Licht ausgekoppelt werden kann 09:22.380 --> 09:25.460 und nach außen geleitet wird und für verschiedenste Experimente zur 09:25.460 --> 09:26.120 Verfügung steht. 09:27.080 --> 09:30.520 Im folgenden werde ich Ihnen nun ein kurzes Video zeigen, in dem man 09:30.520 --> 09:33.900 sieht, wie CARA aussieht, und man bekommt einen relativ guten Eindruck 09:33.900 --> 09:35.420 von der Größe des Ganzen. 09:37.640 --> 09:39.260 Nun betreten wir CARA. 09:39.700 --> 09:42.820 Der Zutritt durch die Sicherheitstüre ist nur im ausgeschalteten 09:42.820 --> 09:43.640 Zustand möglich. 09:47.070 --> 09:50.850 Links sieht man die grünen Dächer einiger Beamlines, in die die 09:50.850 --> 09:54.470 erzeugte Synchrononstrahlung geführt wird und für verschiedenste 09:54.470 --> 09:56.050 Experimente zur Verfügung steht. 10:01.620 --> 10:04.460 Genau innerhalb entlang der aus weißen Blöcken aufgebauten 10:04.460 --> 10:07.940 Strahlenschutzmauer verläuft der Ring, in dem die Elektronenpakete 10:07.940 --> 10:08.500 umfliegen. 10:14.000 --> 10:17.880 Nun stehen wir unten innerhalb des Rings, direkt neben dem Vakuumrohr 10:17.880 --> 10:19.020 und den Magneten. 10:19.020 --> 10:23.200 Man kann aufgrund der vielen Geräte, der Gnostik und Pumpen, das 10:23.200 --> 10:25.640 eigentliche Rohr, in dem die Elektronen fliegen, kaum sehen. 10:26.540 --> 10:29.500 Die großen gelben Magnete halten die Elektronen auf der Kreisbahn. 10:30.040 --> 10:33.200 Die kleinen roten und grünen Magnete dienen dazu, die Größe des 10:33.200 --> 10:34.900 Elektronenpakets zu kontrollieren. 10:36.260 --> 10:39.240 Nun möchte ich Ihnen gerne einige Beispiele vorstellen, die wir in 10:39.240 --> 10:40.080 CARA erforschen. 10:40.080 --> 10:43.920 Zum Beispiel werden in CARA Supraleitende Ultradatoren getestet. 10:44.280 --> 10:46.300 Ein Foto davon ist oben links zu sehen. 10:47.000 --> 10:49.580 Ultradatoren sind Geräte, die die Elektronen eben auf eine 10:49.580 --> 10:52.900 Schlangenlinienbahn lenken und so, wie vorher erklärt, zu einer 10:52.900 --> 10:55.260 verstärkten Abstrahlung von Synchrononstrahlung führen. 10:56.640 --> 10:59.840 Außerdem werden natürlich Simulationen von der Dynamik gemacht. 11:01.240 --> 11:04.700 Da es einfach einfacher ist, sich damit die Prozesse vorzustellen, die 11:04.700 --> 11:07.720 in der Maschine ablaufen, und da es eben nicht so einfach ist, in die 11:07.720 --> 11:11.400 Maschine und damit zu den Elektronen hineinzusehen und zu sehen, wie 11:11.400 --> 11:12.240 die sich verhalten. 11:12.960 --> 11:17.380 Natürlich arbeiten wir auch daran, die Elektronen besser beobachten zu 11:17.380 --> 11:20.880 können, also genau dieses Hineinsehen, genau diese Diagnose zu 11:20.880 --> 11:21.440 optimieren. 11:21.900 --> 11:23.740 Dazu haben wir verschiedene Diagnosemethoden. 11:24.100 --> 11:26.140 Eine davon ist unten rechts dargestellt. 11:26.500 --> 11:30.520 In dem Fall wurde die emittierte Synchrononstrahlung, also die 11:30.520 --> 11:34.480 abgestrahlte Strahlung, benutzt, um den Punkt oder die Position der 11:34.480 --> 11:37.440 Elektronen zu untersuchen und man kann jetzt sehen, dass über die 11:37.440 --> 11:41.820 Zeit, die da aufgetragen ist, die Position der Elektronen eben 11:41.820 --> 11:42.860 geschweigt hat. 11:44.300 --> 11:47.300 Wir arbeiten auch daran, immer neue Detektoren zu testen, die uns mit 11:47.300 --> 11:48.760 der Diagnose helfen könnten. 11:49.180 --> 11:52.200 Gleichzeitig ist natürlich die breite Spektrum der Synchrononstrahlung 11:52.200 --> 11:55.680 von Vorteil, auch Detektoren für andere Anwendungszwecke gezielt zu 11:55.680 --> 11:56.080 testen. 11:57.900 --> 12:00.100 Außer CARA gibt es auch noch eine weitere Synchrononstrahlungsquelle. 12:01.680 --> 12:04.060 An unserem Institut wird nämlich daran gearbeitet, einen 12:04.060 --> 12:05.840 Linearbeschleuniger aufzubauen. 12:06.420 --> 12:09.400 In dem werden die Elektronen nicht in einem Kreis fliegen wie bei 12:09.400 --> 12:13.640 CARA, sondern erstmal einfach geradeaus und am Ende dann um eine Kurve 12:13.640 --> 12:15.140 gelenkt, um Synchrononstrahlung abzustrahlen. 12:16.320 --> 12:18.800 Dieser Beschleuniger wird zwar nicht die gleichen Energien wie CARA 12:18.800 --> 12:22.300 erreichen, hat aber den Vorteil, dass noch kürzere Elektronenpakete 12:22.300 --> 12:25.100 erzeugt werden können und damit noch kürzere Lichtpuls. 12:26.420 --> 12:29.620 Das Thema, mit dem ich mich hauptsächlich beschäftige, ist die 12:29.620 --> 12:32.180 Untersuchung von extremen Operationsmodi. 12:32.780 --> 12:35.480 Also zum Beispiel der Betrieb von CARA mit sehr kleinen oder sehr 12:35.480 --> 12:39.100 kurzen Elektronenpaketen, wobei ich mich hauptsächlich mit der 12:39.100 --> 12:42.160 Untersuchung von sehr kurzen Elektronenpaketen beschäftige. 12:43.080 --> 12:45.780 Das Ganze ist hier dargestellt, das heißt eigentlich werden die 12:45.780 --> 12:49.140 Elektronen am Paket einfach nur zusammengebracht, sodass sich die 12:49.140 --> 12:51.120 Länge des Paketes reduziert. 12:52.160 --> 12:55.200 Aber was passiert jetzt eigentlich bei kurzen Elektronenpaketen? 12:56.080 --> 12:58.700 Hier wird erstmal nochmal ein langes Elektronenpaket dargestellt und 12:58.700 --> 13:02.380 die Synchrononstrahlung ist in Form von einer abgestrahlten Welle zu 13:02.380 --> 13:02.680 sehen. 13:03.380 --> 13:07.560 Und für jedes Elektron wird sozusagen eine Welle emittiert und die 13:07.560 --> 13:11.600 abgestrahlte Leistung ist die Summe dieser Wellen und ist damit 13:11.600 --> 13:14.440 proportional zur Anzahl der Elektronen. 13:14.460 --> 13:17.800 Wenn wir jetzt nun dieses Elektronenpaket in der Länge verkürzen, das 13:17.800 --> 13:20.940 heißt die Elektronen näher zusammenbringen, sind auch die Quellpunkte 13:20.940 --> 13:24.360 dieser Wellen näher beieinander und was passiert ist, dass diese 13:24.360 --> 13:25.820 Wellen in Phase liegen. 13:25.920 --> 13:28.700 Das kann man hier sehr gut sehen, weil in dem oberen Bild das alles 13:28.700 --> 13:32.100 etwas chaotisch aussieht, kann man im unteren eben sehr schön alle 13:32.100 --> 13:34.880 Wellen gleichzeitig parallel in Phase sehen. 13:36.340 --> 13:39.940 Was dabei passiert ist, dass diese Wellen sich jetzt nicht einfach nur 13:39.940 --> 13:42.280 addieren, sondern zusätzlich auch noch quadrieren. 13:42.360 --> 13:46.020 Das heißt, es wird viel mehr Leistung abgestrahlt und die Abstrahlung 13:46.020 --> 13:48.620 ist jetzt nicht mehr nur proportional zur Anzahl der Elektronen, 13:48.840 --> 13:51.280 sondern proportional zur Anzahl der Elektronen im Quadrat. 13:51.280 --> 13:55.800 Das heißt, das ist eine starke Verstärkung der abgestrahlten 13:55.800 --> 14:00.620 Synchronstrahlung, denn wir haben so circa mehrere Millionen bis eine 14:00.620 --> 14:02.860 Milliarde an Elektronen in so einem Paket. 14:03.000 --> 14:05.720 Das heißt, der Faktor ist auf keinen Fall vernachlässigbar. 14:06.780 --> 14:10.020 Das interessante ist jetzt, dass diese Verstärkung nur für bestimmte 14:10.020 --> 14:13.200 Wellenlängen, also bestimmte Lichtfarben sozusagen auftritt. 14:13.200 --> 14:15.900 Das kann man hier sehr gut sehen, im unteren Bild ist jetzt der 14:15.900 --> 14:20.680 gleiche kurze Elektronenpaket dargestellt und jetzt ist aber die 14:20.680 --> 14:23.700 abgestrahlte Welle, also die Synchronstrahlung, mit einer anderen 14:23.700 --> 14:24.240 Wellenlänge. 14:24.960 --> 14:27.940 Und man sieht jetzt, dass es wieder leicht chaotisch aussieht im 14:27.940 --> 14:30.960 Vergleich zum mittleren Bild. 14:31.100 --> 14:36.220 Das heißt, hier tritt keine Verstärkung auf und die Leistung ist auch 14:36.220 --> 14:38.120 wieder proportional zur Anzahl der Elektronen. 14:39.360 --> 14:43.160 Zusammenfassend heißt es, dass für sehr kurze Elektronenpakete 14:43.160 --> 14:46.180 bestimmte Wellenlängen, das heißt bestimmte Lichtfarben, verstärkt 14:46.180 --> 14:47.060 abgestrahlt werden. 14:47.160 --> 14:50.020 Und das ist auf jeden Fall von Vorteil, dadurch haben wir mehr 14:50.020 --> 14:51.420 Synchronstrahlung in diesem Bereich. 14:52.020 --> 14:55.260 Und in unserem Fall an CARA tritt diese Verstärkung auch genau im 14:55.260 --> 14:57.240 Bereich der Terahertzstrahlung auf. 14:57.680 --> 15:01.200 Und die Terahertzstrahlung ist ein sehr interessanter Bereich für die 15:01.200 --> 15:05.840 aktuelle Forschung, denn er liegt auf dem elektromagnetischen Spektrum 15:05.840 --> 15:09.660 zwischen der Mikrowellenstrahlung und der Infrarotstrahlung, also 15:09.660 --> 15:13.760 unterhalb vom sichtbaren Licht, hat aber im Vergleich zum Beispiel der 15:13.760 --> 15:18.520 Funkwelle oder dem WLAN eine deutlich kürzere Wellenlänge, das heißt 15:18.520 --> 15:19.400 auch eine höhere Frequenz. 15:19.900 --> 15:22.420 Und damit ist es möglich, viel schneller Daten zu übertragen. 15:22.980 --> 15:26.260 Da man praktisch einen viel schnelleren Wechsel in der Welle hat und 15:26.260 --> 15:28.660 damit höhere Datenraten erreichen kann. 15:28.720 --> 15:31.280 Das heißt, es ist ein sehr aktiver Bereich der Forschung momentan. 15:32.160 --> 15:36.680 Ein weiterer Bereich in der Forschung ist die Anwendung von 15:36.680 --> 15:38.600 Terahertzstrahlung zur Materialanalyse. 15:40.180 --> 15:43.460 Das kann man hier sehen zum Beispiel, einige kennen das bestimmt auch, 15:43.580 --> 15:47.540 am Flughäfen gibt es jetzt diese Terahertzscanner anstelle von 15:47.540 --> 15:48.380 Röntgenscanner. 15:50.120 --> 15:52.940 Und da wird eben die Terahertzstrahlung benutzt, um zum Beispiel 15:52.940 --> 15:54.320 versteckte Objekte zu sehen. 15:54.500 --> 15:56.800 Das heißt, die Terahertzstrahlung wird genutzt, um verschiedene 15:56.800 --> 15:58.660 Materialien voneinander zu unterscheiden. 15:58.660 --> 16:02.580 Auf der linken Seite ist ein Foto von einer Person, sowohl im 16:02.580 --> 16:06.580 sichtbaren Bereich, in der Mitte im infraroten Bereich und das linkere 16:06.580 --> 16:09.040 Foto ist mit Terahertz aufgenommen. 16:09.340 --> 16:12.540 Und man sieht sehr gut, dass im Terahertzbereich das Objekt, was die 16:12.540 --> 16:16.320 Person in dem Umschlag hat, viel besser zu sehen ist, als in den 16:16.320 --> 16:17.320 anderen beiden Bereichen. 16:18.280 --> 16:21.280 Im Vergleich zur Röntgenstrahlung hat die Terahertzstrahlung auch den 16:21.280 --> 16:23.800 entscheidenden Vorteil, dass sie eben nicht schädlich für den Körper 16:23.800 --> 16:24.220 ist. 16:24.220 --> 16:27.580 Und das wird natürlich auch für viele biologische Untersuchungen und 16:27.580 --> 16:30.320 Experimente genutzt, da die Terahertzstrahlung im Gegensatz zu der 16:30.320 --> 16:35.760 Röntgenstrahlung die Proben und das Material nicht zerstört. 16:36.940 --> 16:41.060 Außerdem kann man mit der Terahertzstrahlung die Materialien anders 16:41.060 --> 16:42.980 unterscheiden, als man es mit Röntgenstrahlung könnte. 16:43.840 --> 16:46.820 Bei Röntgenstrahlung kennt man es, dass zum Beispiel Metall oder 16:46.820 --> 16:50.020 Knochen mit sehr hoher Dichte gut zu erkennen sind. 16:50.700 --> 16:54.560 In der Terahertzstrahlung ist in der Mitte dargestellt, verschiedene 16:54.560 --> 16:59.040 Materialien aufgenommen worden, jeweils in einer Schachtel, in einer 16:59.040 --> 17:00.140 Streichholzschachtel. 17:00.660 --> 17:03.600 Und im oberen Bereich befindet sich nur ein durchsichtiger 17:03.600 --> 17:07.680 Klebestreifen, im mittleren eine Büroklammer aus Metall und im unteren 17:07.680 --> 17:09.160 tatsächlich eine Aspirin-Tablette. 17:09.780 --> 17:11.340 Und wenn man jetzt die geschlossenen Schachtel mit der 17:11.340 --> 17:13.860 Terahertzstrahlung durchleuchtet, kann man eben sehen, dass alle drei 17:13.860 --> 17:17.900 Materialien sehr gut zu sehen sind und mit der Terahertzstrahlung 17:17.900 --> 17:19.020 aufgelöst werden können. 17:20.080 --> 17:22.160 Das heißt, eigentlich ist es alles super. 17:22.560 --> 17:26.400 Wir haben kurze Elektronenpakete, damit können wir natürlich die 17:26.400 --> 17:29.520 kurzen Lichtpulse haben, die uns eine bessere zeitliche Auflösung für 17:29.520 --> 17:32.060 die Experimente bekommen, da wir jetzt eine kürzere Belichtungszeit 17:32.060 --> 17:32.440 haben. 17:33.040 --> 17:36.320 Wir bekommen auch zusätzlich noch mehr Terahertzstrahlung, mit der wir 17:36.320 --> 17:38.920 verschiedene Experimente machen können und forschen können. 17:39.760 --> 17:41.280 Aber es gibt da auch ein Problem. 17:42.440 --> 17:45.920 Durch die verstärkte Abstrahlung kommt es auch zu mehr Interaktion 17:45.920 --> 17:48.020 zwischen den Elektronen in ein Elektronenpaket. 17:49.760 --> 17:52.740 Aber wie interagieren diese Elektronen jetzt eigentlich miteinander? 17:53.580 --> 17:56.620 Dazu muss man sich nochmal in Erinnerung rufen, dass die Elektronen 17:56.620 --> 17:58.400 mit nahezu Lichtgeschwindigkeit fliegen. 17:59.200 --> 18:02.960 Das heißt, wenn man sich das übertragen vorstellt und wir uns zum 18:02.960 --> 18:07.080 Beispiel in ein Auto setzen und neben uns eine andere Person in einem 18:07.080 --> 18:09.940 anderen Auto fährt und wir fahren sehr schnell, dann ist es eben 18:09.940 --> 18:13.400 relativ schwierig, sich gegenseitig zu hören, da der Fahrtwind einem 18:13.400 --> 18:17.760 sprichwörtlich die Worte aus dem Mund reißt und das Ganze die 18:17.760 --> 18:19.800 Kommunikation sehr stark erschwert. 18:20.840 --> 18:22.120 Ähnlich geht es den Elektronen. 18:22.620 --> 18:25.060 Sie verstehen sich auch kaum, wenn sie bei Lichtgeschwindigkeit 18:25.060 --> 18:26.160 nebeneinander herfliegen. 18:27.100 --> 18:29.780 Was jetzt aber einen Unterschied macht, ist durch die kurzen 18:29.780 --> 18:33.360 Elektronenpakete und die verstärkte Abstrahlung dann in einer 18:33.360 --> 18:36.160 bestimmten Wellenlänge ist die Kommunikation lauter. 18:36.160 --> 18:40.100 Die Elektronen können jetzt praktisch lauter schreien und diese 18:40.100 --> 18:42.820 stärkere Kommunikation ermöglicht es eben, dass sie sich doch 18:42.820 --> 18:43.800 miteinander unterhalten. 18:44.800 --> 18:47.540 Und wie die sich miteinander unterhalten, ist unten in der Animation 18:47.540 --> 18:48.620 darzusehen. 18:49.760 --> 18:53.320 Auf der einen Seite haben wir das Elektronenpaket, was durch das 18:53.320 --> 18:57.860 Magnetfeld auf eine Kreisbahn gelenkt wird und gleichzeitig sieht man, 18:58.000 --> 19:01.660 dass es zu Beginn dieser Kreisbahn eine Synchrotronstrahlung 19:01.660 --> 19:02.300 abstrahlt. 19:02.300 --> 19:04.500 Eben in diesem Fall als Welle stilisiert dargestellt. 19:05.620 --> 19:08.820 Und da diese Synchrotronstrahlung als elektromagnetische Welle nicht 19:08.820 --> 19:12.020 abgelenkt wird vom Magnetfeld, kann die praktisch abkürzen. 19:12.360 --> 19:15.520 Während das Elektronenpaket außenrum fliegen muss, kann die aufholen 19:15.520 --> 19:18.740 und dann können praktisch Elektronen, die vorher am hinteren Ende des 19:18.740 --> 19:21.780 Elektronenpakets saßen, jetzt mit Elektronen im vorderen Ende 19:21.780 --> 19:22.580 kommunizieren. 19:22.860 --> 19:25.100 Denn die empfangen die Synchrotronstrahlung wiederum. 19:26.420 --> 19:29.560 Diese Kommunikation kann man sich vorstellen als einen Austausch von 19:29.560 --> 19:32.700 Informationen oder auch als einen Austausch von Energie. 19:33.340 --> 19:36.940 Was dazu führt, dass sich das Elektronenpaket verformt. 19:37.000 --> 19:38.960 Das heißt, es bildet sich jetzt einen Kreislauf. 19:39.080 --> 19:41.320 Wir haben auf der einen Seite die verstärkte Abstrahlung. 19:42.700 --> 19:46.900 Dann haben wir die Kommunikation der Elektronen miteinander, die jetzt 19:46.900 --> 19:48.860 möglich wurde durch die verstärkte Abstrahlung. 19:49.120 --> 19:51.500 Das heißt, die interagieren jetzt und durch die Interaktion ergibt 19:51.500 --> 19:53.120 sich aber eine Verformung des Elektronenpaketes. 19:53.860 --> 19:56.860 Und diese Verformung führt wieder dazu, dass wir zum Beispiel 19:56.860 --> 19:59.520 verschiedene Längen des Elektronenpakets haben, was wieder die 19:59.520 --> 20:00.640 Abstrahlung verändert. 20:01.000 --> 20:02.340 Und die Verstärkung der Abstrahlung. 20:02.440 --> 20:06.280 Das heißt, es bildet sich dieser Kreislauf und genau daraus entsteht 20:06.280 --> 20:07.440 dann eine Instabilität. 20:08.760 --> 20:12.700 Diese Instabilität kann man sehr gut hier in der Animation sehen. 20:13.280 --> 20:16.840 Auf der rechten Seite, nein, auf der linken Seite sind ganz viele 20:16.840 --> 20:20.200 Elektronen als blaue Punkte stilisiert dargestellt. 20:20.800 --> 20:23.780 Und man sieht jetzt sehr gut, dass es Zeitpunkte gibt, wo diese 20:23.780 --> 20:28.940 Elektronen eben wie Substrukturen zu sehen sind, also in kleineren 20:28.940 --> 20:29.240 Haufen. 20:29.320 --> 20:32.680 Oder wie jetzt gerade eine sehr weiche Verteilung, wo sie alle 20:32.680 --> 20:33.920 gleichmäßig verteilt sind. 20:34.280 --> 20:37.460 Und dann bilden sich wieder diese Cluster an Elektronen oder 20:37.460 --> 20:38.640 Substrukturen heraus. 20:38.960 --> 20:41.940 Und man kann sehen, auf der rechten Seite ist die abgestrahlte 20:41.940 --> 20:45.480 Leistung, also die Menge des Lichtes, die emittiert wird, über die 20:45.480 --> 20:46.400 Zeit dargestellt. 20:46.400 --> 20:49.460 Und man sieht, dass es eben auch sehr stark schwankt und davon 20:49.460 --> 20:53.800 abhängt, wie die Elektronen gerade im Elektronenpaket verteilt sind. 20:56.840 --> 20:59.760 Diese Instabilität, die jetzt eben zu einer Fluktuation in der 20:59.760 --> 21:03.460 abgestrahlten Leistung, aber auch zu einer Veränderung der Form und 21:03.460 --> 21:07.160 der Größe des Elektronenpaketes führt, ist natürlich nicht sehr 21:07.160 --> 21:09.900 hilfreich für einen stabilen Betrieb und eine Nutzung von 21:09.900 --> 21:10.880 Synchrotronstrahlung. 21:10.980 --> 21:14.000 Weil wenn wir mal mehr, mal weniger Licht bekommen, ist es natürlich 21:14.000 --> 21:14.760 nicht erwünscht. 21:15.540 --> 21:19.360 Das heißt, was ich jetzt untersuche, ist, bei welchen Konditionen 21:19.360 --> 21:23.020 genau diese Instabilität auftritt und wie sie sich dann verhält. 21:23.860 --> 21:27.640 Und wie die Elektronen sich während der Instabilität verhalten. 21:30.140 --> 21:33.460 Die Instabilität hat eine entscheidende Eigenschaft. 21:33.640 --> 21:36.080 Und zwar hat sie eine sehr konkrete Schwelle. 21:36.080 --> 21:43.180 Sozusagen eine Grenze unterhalb derer, das Elektronenpaket stabil ist 21:43.180 --> 21:47.580 und oberhalb derer eben diese Instabilität auftritt und das 21:47.580 --> 21:50.600 Elektronenpaket sich verformt und schwankt, wie wir das vorher in der 21:50.600 --> 21:51.940 Animation gesehen haben. 21:53.000 --> 21:56.100 Diese Grenze hängt von verschiedenen Eigenschaften ab. 21:56.600 --> 21:59.280 Und das ist auf der linken Seite hier dargestellt. 22:00.300 --> 22:04.300 Man sieht auf der horizontalen Achse die Länge des Elektronenpakets 22:04.300 --> 22:07.420 und auf der vertikalen Achse die Anzahl der Elektronen in diesem 22:07.420 --> 22:08.400 Elektronenpaket. 22:09.020 --> 22:10.900 Und man kann sich jetzt zum Beispiel vorstellen, wenn man zu sehr 22:10.900 --> 22:14.740 langen Elektronenpaketen geht, kann man sehr viele Elektronen in das 22:14.740 --> 22:17.480 Paket packen, bevor die Instabilität auftritt. 22:17.860 --> 22:20.440 Das heißt, das ist sozusagen der Bereich, wo man sich mit langen 22:20.440 --> 22:23.780 Elektronenpaketen sicher stabil aufhält. 22:23.780 --> 22:27.060 Wenn man jetzt aber dahin geht, wo wir hinwollen, nämlich zu kurzen 22:27.060 --> 22:31.540 Elektronenpaketen, dann können wir nur sehr wenige Elektronen in das 22:31.540 --> 22:33.860 Paket packen, bevor die Instabilität auftritt. 22:34.180 --> 22:37.460 Das heißt, es ist sehr entscheidend zu untersuchen, wie viele genau 22:37.460 --> 22:41.120 können wir reinpacken, bevor es zur Instabilität kommt, aber auch zu 22:41.120 --> 22:43.780 untersuchen, was passiert, wenn die Instabilität da ist. 22:44.720 --> 22:46.340 Wie verhalten sich die Elektronen dann? 22:46.440 --> 22:50.740 Und um genau das zu untersuchen, messen wir sogenannte Fingerabdrücke. 22:50.740 --> 22:54.960 So ein Fingerabdruck ist auf der rechten Seite dargestellt und da ist 22:54.960 --> 22:57.400 einerseits wieder die Anzahl der Elektronen dargestellt. 22:57.700 --> 23:02.680 Auf der anderen Achse ist die Frequenz der Fluktuation, also wie 23:02.680 --> 23:06.060 schnell schwankt das Elektronenprofil oder auch die abgestrahlte 23:06.060 --> 23:06.920 Leistung dargestellt. 23:06.920 --> 23:10.660 Und das kann man sehr gut sehen, dass es unten in diesem Bild einen 23:10.660 --> 23:15.360 dunklen Bereich gibt, in dem praktisch keine Schwankungen auftreten 23:15.360 --> 23:19.020 und das ist genau der Bereich, wo eben für wenige Elektronen im Paket 23:19.020 --> 23:23.240 das Paket noch stabil ist und keine Instabilität auftritt. 23:23.340 --> 23:26.480 Und sobald man über einen bestimmten Wert hinauskommt, sieht man, dass 23:26.480 --> 23:30.640 diese hellen Linien anfangen und eben Fluktuationen auftreten und das 23:30.640 --> 23:35.700 Elektronenpaket anfängt zu schwanken und die Instabilität da ist. 23:35.700 --> 23:38.120 Und man sieht auch, dass es sich immer wieder verändert. 23:38.260 --> 23:40.660 Es bleibt nicht konstant, sondern es gibt eine äußerst komplexe 23:40.660 --> 23:43.180 Dynamik, die sehr interessant zu untersuchen ist. 23:44.140 --> 23:48.520 Und genau um das zu untersuchen, verändert man jetzt die Eigenschaften 23:48.520 --> 23:48.890 des Elektronenpakets. 23:49.480 --> 23:52.740 Also zum Beispiel nimmt man verschiedene Längen des Elektronenpakets 23:52.740 --> 23:56.880 oder man nimmt Elektronen mit leicht unterschiedlichen Energien oder 23:56.880 --> 23:59.160 man beschleunigt die Elektronen leicht unterschiedlich. 23:59.160 --> 24:02.040 Oder man lässt sie auf einer leicht unterschiedlichen Bahn umlaufen. 24:02.340 --> 24:05.520 Und wenn man für jede dieser Fälle nun so einen Fingerabdruck misst, 24:06.120 --> 24:09.260 sieht man, wie hier dargestellt für vier Beispiele, dass der 24:09.260 --> 24:12.940 Fingerabdruck immer ähnlich aussieht, aber es gleichzeitig durchaus 24:12.940 --> 24:15.520 Unterschiede in der genauen Struktur gibt. 24:16.100 --> 24:19.620 Und genau diese Unterschiede sind uns natürlich sehr interessant, weil 24:19.620 --> 24:22.300 genau die könnten uns verraten, dass es vielleicht irgendwelche 24:22.300 --> 24:25.780 Einstellungen oder Bedingungen gibt, wo die Instabilität nicht ganz so 24:25.780 --> 24:28.160 schlimm ist oder wo man damit besser umgehen kann. 24:30.060 --> 24:33.340 Um jetzt viele solcher Messungen bei vielen verschiedenen Parametern 24:33.340 --> 24:36.340 durchzuführen, habe ich eine neue Messmethodik entwickelt, die das 24:36.340 --> 24:37.260 Ganze beschleunigt. 24:37.840 --> 24:41.280 Das Ganze wurde unter anderem möglich durch eine neue, ultraschnelle 24:41.280 --> 24:44.700 Ausleseelektronik, die in Zusammenarbeit mit dem Institut für 24:44.700 --> 24:48.140 Prozessdatenverarbeitung und Elektronik entstanden ist. 24:48.140 --> 24:52.480 Wie ich vorher erwähnt habe, fliegen die Elektronen 2,7 Millionen Mal 24:52.480 --> 24:53.880 pro Sekunde im Kreis. 24:54.220 --> 24:57.380 Das heißt, man braucht eine sehr, sehr schnelle Elektronik, um die 24:57.380 --> 24:59.780 genau vermessen und beobachten zu können. 25:01.080 --> 25:03.920 Außerdem konnte ich dann zeigen, dass es keinen großen Unterschied 25:03.920 --> 25:08.760 macht, ob wir ein Elektronenpaket im Ring umfliegen lassen oder ob 25:08.760 --> 25:11.360 eben mehrere Elektronenpakete im Ring fliegen. 25:11.360 --> 25:14.960 Für die Instabilität verhält sich jedes Paket so, als wäre es alleine 25:14.960 --> 25:15.680 in der Maschine. 25:16.400 --> 25:19.460 Und damit war es dann möglich, diese neue Messmethode zu entwickeln. 25:20.680 --> 25:23.820 Anstelle jetzt, wie auf der linken Seite dargestellt, ein 25:23.820 --> 25:28.600 Elektronenpaket über eineinhalb Stunden im Ring zu verfolgen und zu 25:28.600 --> 25:32.980 beobachten, wie es langsam an Elektronen verliert und damit die Anzahl 25:32.980 --> 25:36.880 der Elektronen im Paket abnimmt und man diesen Fingerabdruck messen 25:36.880 --> 25:43.860 kann, kann man jetzt 90 oder gar mehr Elektronenpakete gleichzeitig im 25:43.860 --> 25:47.420 Ring füllen, die alle unterschiedliche Anzahl an Elektronen schon 25:47.420 --> 25:47.660 haben. 25:47.780 --> 25:50.860 Das heißt, man kann jetzt mit einer einzigen Messung von nur einer 25:50.860 --> 25:54.800 Sekunde den gleichen Fingerabdruck messen, anstelle wie früher 25:54.800 --> 25:59.080 eineinhalb Stunden zu warten, während ein Elektronenpaket langsam 25:59.080 --> 26:00.380 Elektronen verliert. 26:01.620 --> 26:05.880 Mit dieser neuen Messmethode ist es jetzt möglich, viel 26:05.880 --> 26:08.680 systematischere Messungen zu machen, einfach viel mehr Messungen bei 26:08.680 --> 26:11.540 verschiedenen Parametern durchzuführen und diese dann eben zum 26:11.540 --> 26:15.380 Beispiel mit Theorie- oder Modellvorhersagen zu vergleichen. 26:16.380 --> 26:20.100 Ein Beispiel dafür ist hier dargestellt, wobei hier die theoretische 26:20.100 --> 26:24.400 Vorhersage die graue Linie ist, die diagonal durch den Blatt liegt und 26:24.400 --> 26:28.160 jedes dieser Kreuze der schwarzen Punkte entspricht praktisch einer 26:28.160 --> 26:28.600 Messung. 26:28.600 --> 26:31.620 Und früher hätte jede Messung praktisch eineinhalb Stunden gedauert 26:31.620 --> 26:35.300 und jetzt kann man mit der neuen Messmethode für jede Messung 26:35.300 --> 26:38.660 innerhalb von einer Sekunde so einen Fingerabdruck messen und eben 26:38.660 --> 26:41.960 ganz, ganz viele Punkte erzeugen, die man mit der Theorie vergleichen 26:41.960 --> 26:42.240 kann. 26:43.880 --> 26:47.460 Darüber war es mir natürlich möglich, die Theorie mit vielen, vielen 26:47.460 --> 26:51.240 Messpunkten zu vergleichen, zu schauen, wo passt sie besonders gut, wo 26:51.240 --> 26:55.360 passt sie nicht ganz so gut und dadurch praktisch aufzuzeigen, was an 26:55.360 --> 26:59.140 der Theorie alles gültig ist und woran man noch arbeiten kann. 26:59.140 --> 27:02.060 Denn so ein Theoriemodell ist sehr, sehr wichtig, wenn wir zum 27:02.060 --> 27:06.900 Beispiel neue Beschleuniger oder neue Synchrotronstrahlungsquellen 27:06.900 --> 27:09.760 bauen wollen, die dann eben zum Beispiel mit noch kürzeren 27:09.760 --> 27:13.200 Elektronenpaketen operieren, müssen wir vorher, bevor sie gebaut sind, 27:13.240 --> 27:16.260 Performance messen kann schon wissen, was wir erwarten. 27:16.580 --> 27:19.980 Also wo zum Beispiel diese Instabilität bei kurzen Elektronenpaketen 27:19.980 --> 27:22.980 auftritt, ob sie ein großes Problem wird und dafür brauchen wir genau 27:22.980 --> 27:25.060 diese theoretischen Vorhersagen und Modelle. 27:26.800 --> 27:30.440 Gleichzeitig konnte ich natürlich ein großes Verständnis für diese 27:30.440 --> 27:34.340 Instabilität gewinnen und sehen, wie sie sich bei welchen Bedingungen 27:34.340 --> 27:34.900 verhält. 27:35.280 --> 27:38.220 Das war sehr wichtig, denn jetzt gibt es Kollegen von mir, die daran 27:38.220 --> 27:41.900 arbeiten, diese Instabilität zu unterdrücken oder zu kontrollieren, 27:42.020 --> 27:45.620 indem sie zum Beispiel in die Interaktion der Elektronen untereinander 27:45.620 --> 27:48.840 versuchen einzugreifen oder sie zu unterbinden. 27:48.840 --> 27:52.940 Und all diese Studien sind jetzt praktisch möglich geworden durch 27:52.940 --> 27:57.100 diese schnelle Messmethode und den großen Datenmengen, die wir damit 27:57.100 --> 28:00.320 aufnehmen können und die vielen Vergleichspunkte, die wir gewinnen. 28:01.740 --> 28:05.000 Damit bin ich am Ende von meinem Vortrag und ich hoffe, dass ich Ihnen 28:05.000 --> 28:08.080 einen schönen Einblick in die Dynamik in Synchrotronstrahlungsquellen 28:08.080 --> 28:11.800 geben konnte und Ihnen ein bisschen zeigen konnte, was Elektronen so 28:11.800 --> 28:14.480 umtreibt, während sie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit im Kreis 28:14.480 --> 28:14.780 fliegen. 28:15.460 --> 28:15.960 Auf Wiedersehen!