Forschung

European XFEL ist eine Forschungseinrichtung, an der seit September 2017 externe Forscherguppen arbeiten.

Mit seinen einzigartigen Forschungsmöglichkeiten zieht European XFEL Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Weltrang nach Schenefeld in die Metropolregion Hamburg. Der weltweit größte Röntgenlaser erschließt Forschungsbereiche, die bisher unzugänglich oder nur sehr schwer zugänglich waren.

Die herausragenden Eigenschaften des Röntgenlasers ermöglichen es Forschenden beispielsweise, Filme von ultraschnellen Prozessen wie chemischen Reaktionen zu erstellen oder Konfigurationsänderungen von Biomolekülen zu beobachten. Mit den Röntgenblitzen lassen sich ferner atomare Details von Viren abbilden, die molekulare Zusammensetzung von Zellen entschlüsseln, 3D-Bilder der Nanowelt aufnehmen sowie Prozesse untersuchen, die denen im Inneren von Planeten oder Sternen ähneln.

Neben der Grundlagenforschung beschäftigt sich European XFEL insbesondere mit Fragen zur Umwelt und Nachhaltigkeit sowie mit Klima, Energie, Gesundheit oder Digitalisierung. Die Forschungseinrichtung trägt so zur Lösung von globalen gesellschaftlichen Herausforderungen bei.

Von der Anlage profitieren unter anderem Disziplinen wie die Medizin, Pharmakologie, Chemie, Physik, Materialwissenschaft, Nanotechnologie, Energietechnik oder Elektronik. Die Anlage kommt somit vielen wissenschaftlichen Disziplinen zugute, die sich gegenseitig befruchten und so eine Vielzahl von Ideen und Ergebnissen hervorbringen, die zu neuen technologischen Anwendungen führen können oder zur Verbesserung bestehender Produkte.

 

Gesundheit und Biologie

Am Europen XFEL können Forschende biologische Strukturen wie Proteine, Zellen oder Membranen aufklären. Sie können auch untersuchen, wie sich Biomoleküle sich im Verlauf biologischer Prozesse verändern. Aus Struktur und Veränderung können sie Einsichten in die Funktion gewinnen - ein wichtiger Ausgangspunkt für die Entwicklung von Arzneimitteln und Therapien.

Energie

Die bekannten Energiequellen gehen zur Neige oder ihre Nutzung ist aus Sicht des Umweltschutzes problematisch. Auf der Suche nach Lösungen können Forscherinnen und Forscher am European XFEL Prozesse untersuchen, die in Solarzellen oder Brennstoffzellen ablaufen. Außerdem können sie Plasmen erforschen, die in Fusionsreaktoren eingesetzt werden, oder neue Lösungen entwickeln wie beispielsweise die künstliche Photosynthese.

Katalytische Prozesse

Katalysatoren haben schon seit mindestens 100 Jahren eine fundamentale Bedeutung für die chemische Industrie. Heute werden Katalysatoren auch eingesetzt, um den Schadstoffausstoß von Autos zu begrenzen, und sie spielen eine grundlegende Rolle in der petrochemischen Industrie sowie bei vielen weiteren Anwendungen. Ihr Marktvolumen liegt bei vielen Milliarden Euro.

Informationstechnologie

Materialien für modernste Technologien zu entwickeln oder weiter zu verbessern sind eine Herausforderung, zu deren Lösung Röntgenlaser ebenfalls beitragen können. Fortschritte in der Informationstechnologie beispielsweise hängen von den Möglichkeiten ab, Daten auf immer kleinerem Raum zu speichern, so schnell wie möglich zu schreiben und wieder auszulesen.

Technologietransfer

Schon in der Bauphase hat der European XFEL die Entwicklung industrieller Hochtechnologie in den Partnerländern stimuliert. Die hohen Anforderungen an den Betrieb erfordern für viele Komponenten einerseits das gesamte Know-how der beitragenden Forschungs einrichtungen, andererseits müssen sie in großer Stückzahl in der Industrie gefertigt werden.