08. Mai 2025
(CONNECT) Forschende des Paul Scherrer Instituts haben am dortigen Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL gezeigt, dass sie in der Lage sind, Pulse mit einer Dauer von nur 300 Attosekunden zu charakterisieren. Das bedeutet Weltrekord. Die Messungen wurden an der Strahllinie Athos des SwissFEL durchgeführt, an der weiche Röntgenstrahlung erzeugt wird.
Dieser Erfolg sei „auf die hohe Qualität zurückzuführen, die wir mit den HF-Systemen anstreben“, wird Paolo Craievich, Gruppenleiter für Hochfrequenzsysteme (HF) am PSI, in einem Bericht des PSI zitiert. „Er ist aber auch zurückzuführen auf die geringe Emittanz des Elektronenstrahls und die exzellente Steuerung der Strahloptik.“
Freie-Elektronen-Röntgenlaser wie der SwissFEL erzeugen kurze und starke Röntgenlichtblitze, mit denen es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern möglich ist, atomare und molekulare Prozesse in Aktion zu verfolgen. „Man muss beispielsweise genau wissen, wie lange die einzelnen Pulse dauern und wann der hellste Bereich eines Pulses eintrifft“, so Eduard Prat von der Strahldynamikgruppe am SwissFEL. „Ohne diese Information ist man bei vielen wissenschaftlichen Anwendungen blind.“
Das PSI-Team hat kürzlich nachgewiesen, dass PolariX diese ehrgeizigen Anforderungen der Attosekundenforschung erfüllen kann. PolariX ist eine Art Hochfrequenzdeflektor im SwissFEL, den das PSI in Zusammenarbeit mit dem europäischen Kernforschungszentrum (CERN) und dem Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) entwickelt hat.
PolariX spreizt die Elektronen des Röntgenstrahls mittels eines Hochfrequenzfeldes, eine Technik, die als Elektronenstrahl-Streaking bezeichnet wird. Das besondere am PolariX ist, dass die seitliche Ablenkung, das Streaking, nicht nur in eine, sondern in jede beliebige Richtung erfolgen kann. Das trägt zu einer vollständigen Charakterisierung des Elektronenpakets bei. Das Verfahren wurde am CERN erfunden und am PSI mittels Hochfrequenztechnik realisiert. ce/mm
