DESY

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Kyltti DESYn alueen sisäänkäynnin luona Hampurissa.

DESY (saks. Deutsches Elektronen-Synchrotron) on saksalainen fysiikan perustutkimukseen keskittynyt tutkimuskeskus, jonka kaksi toimipistettä sijaitsevat Hampurissa ja Zeuthenissa. DESY on osa isompaa tutkimusorganisaatiota Helmholtz-Gemeinschaftia. DESY perustettiin 18. joulukuuta 1959 Hampurissa. DESYn painopistealueita ovat alusta asti olleet hiukkasfysiikka ja hiukkaskiihdyttimet. Sittemmin tutkimusalue on laajentunut kattamaan synkrotroneilla tehtävän materiaalitutkimuksen ja aivan viime aikoina myös vapaaelektronilaserit.

DESY työllistää pysyvästi noin 2000 ihmistä, joista suuri osa on teknistä ja hallinnollista henkilökuntaa.

Tutkimuslaitteisto[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

DESYn hiukkaskiihdyttimet sijaitsevat Hampurin toimipisteessä, joka sijoittuu Hampurin länsipuolelle, Elbe-joen pohjoisrannalle keskelle asutusta. Toimipisteen alueen rajaa DESYn hiukkaskiihdyttimistä toiseksi isoin kiihdytin PETRA (Positron-Electron Tandem Ring Accelerator tai Positron-Elektron-Tandem-Ring-Anlage). Isoin kiihdytin, HERA (Hadron-Electron Ring Accelerator tai Hadron-Elektron-Ring-Anlage), kulkee suurimmalta osalta alueen ulkopuolella ja sen piiri on useita kilometrejä.

DORIS[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hiukkastutkimuksessa vuodesta 1974 käytetty DESYn varastorengas DORIS (Double Ring Store tai Doppel-Ring-Speicher) muutettiin 1993 täysin synkrotronisäteilylähteeksi ja se toimii edelleen sellaisena monen ulkopuolisen ja DESYin sisäisen ryhmän käytössä.[1] DORIS-synkrotronissa säteily saadaan aikaan positroneilla. Käyttäjäryhmiä DORIS-synkrotronilla ovat muun muassa EMBL, Max Planck -instituutti, GKSS ja HASYLAB.

PETRA III[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Positronien ja elektronien kiihdyttämiseen rakennettu PETRA aloitti toimintansa vuonna 1978. Heti seuraavana vuonna PETRAlla tehdyissä positronien ja elektronien hiukkastörmäytyksissä löydettiin kokeellisia todisteita aiemmin vain teoreettisesti ennustetusta hiukkasesta, gluonista.[2] Vuodesta 1991 PETRA toimi suuremman HERA-renkaan esikiihdyttimenä aina HERAn sulkemiseen vuoden 2007 kevääseen asti. Toimiessaan HERAn esikiihdyttimenä PETRAa käytettiin osan aikaa myös synkrotronisäteilylähteenä.

Vuosien 2007 ja 2008 aikana PETRA muutettiin nykyaikaiseksi synkrotronisäteilylähteeksi 225 miljoonan euron panostuksella, josta Saksan valtio maksoi 90 prosenttia.[3] Se oli valmistumishetkellään maailman suurin ja kirkkain synkrotroni.[4] PETRAa käytetään niin kutsutussa top-up-moodissa, jossa positronivirta synkrotronissa pysyy vakiona siten, että uusia positroneja injektoidaan renkaaseen lähes jatkuvasti. PETRA III otti ensimmäiset mittausaikaa hakeneet käyttäjät vastaan vuoden 2010 syyskuussa.[5]

HERA-hiukkaskiihdyttimen osa DESYssä.

HERA[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ympärysmitaltaan 6,3 km pitkä HERA-kiihdytin aloitti toimintansa 1992. Elektroneja ja positroneja protoneihin törmäyttänyt HERA oli käyttöaikanaan ainoa hiukkaskiihdytin, jolla voitiin törmäyttää leptoneita hadroneihin. Laite suljettiin 30. kesäkuuta 2007,[6] minkä jälkeen PETRA-kiihdyttimen muutostyöt synkrotronisäteilylähteeksi alkoivat välittömästi.

FLASH[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

DESYn fotonifysiikan osaamista korostaa 260 metriä pitkä vapaaelektronilaser FLASH (Free Elektron Laser in Hamburg, aiemmin nimeltään VUV-FEL), jonka prototyyppi esiteltiin yleisölle ensimmäisenä pehmeän röntgenalueen vapaaelektronilaserina maailmassa vuoden 2000 maailmannäyttelyssä.[7] FLASH oli vuoteen 2009 asti maailman ainoa pehmeän röntgenalueen vapaaelektronilaser.[8] Vuoden 2009 huhtikuussa toinen pehmeän röntgenalueen kattava vapaaelektronilaser aloitti toimintansa Stanfordissa. Yhdysvaltalainen LCLS on maailman ensimmäinen kovankin röntgenalueen kattava vapaaelektronilaser.[9]

European XFEL[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

DESY on aloittanut 2000-luvulla myös monikansallisen eurooppalaisen XFEL-projektin (European X-ray Free Electron Laser), jossa tarkoituksena on rakentaa Euroopan ensimmäinen röntgenalueen laser. Rakennustyöt aloitettiin vuoden 2009 alussa ja sen arvioidaan valmistuvan vuonna 2013.[10]

HASYLAB[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

DESYn alueella Hampurissa on vuodesta 1980 toiminut synkrotronisäteilyn käyttöön ja käytön mahdollistamiseen keskittynyt tutkimuslaboratorio HASYLAB (Hamburger Synchrotronstrahlungslabor). HASYLAB ylläpitää ja kehittää DORIS- ja PETRA-varastorenkailla käytettäviä laitteita ja osallistuu FLASH ja XFEL-projekteihin. Noin 2000 vierailevaa tutkijaa käy vuosittain tekemässä mittauksia HASYLABin laitteilla.[11]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. DESYn kotisivut Viitattu 25.10.2007. (englanniksi)
  2. Ilka Flegel ja Paul Söding: Twenty-five years of gluons 12.11.2004. Cern courier. Viitattu 11.7.2009. (englanniksi)
  3. Signing of Agreement for the Construction of PETRA III on May 23rd, 2005 23.5.2005. DESY. Viitattu 19.6.2008.
  4. First undulator installed in PETRA III. J. Synchrotron Rad., 2009, nro 16. Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
  5. Photon Science 2010. Highlights and HASYLAB annual report 2010. DESY. (englanniksi)
  6. HERAn viimeinen ajo Viitattu 30. elokuuta 2007. (englanniksi)
  7. DESYn lehdistötiedote Viitattu 25.10.2007. (englanniksi)
  8. Free Electron Laser FLASH DESY. Viitattu 11.7.2009. (englanniksi)
  9. New Era of Research Begins as World's First Hard X-ray Laser Achieves "First Light" (Lehdistötiedote) 21.4.2009. SLAC National Accelerator Laboratory. Viitattu 11.7.2009. (englanniksi)
  10. Baukalendar xfel.eu. Viitattu 11.7.2009. (saksaksi)
  11. DESY Jahrbuch 2003 Viitattu 26.10.2007. (englanniksi)

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]