Gesundheit : Dürer durchleuchtet

Vom Gemälde zum Chip: Berlins Strahlungsquelle „Bessy II“ macht Materie durchsichtig. Zum 25. Geburtstag

Thomas de Padova

Ins rechte Licht gesetzt, sehen die Dinge anders aus. Unter einer starken Infrarotlampe zum Beispiel ist ein Zahn nicht mehr weiß und undurchdringlich. Jetzt zeigt sich Karies. Und zwar bereits dann, wenn dieser noch auf den Zahnschmelz begrenzt ist. Durchleuchtet man dagegen ein Kunstwerk wie die 3600 Jahre alte Himmelsscheibe von Nebra mit Röntgenstrahlung, so erscheint sie nicht mehr als Glanzstück eines einzigen Meisters. Stattdessen wird erkennbar, dass zwar die 32 Sterne und die Mondsichel von ein und demselben Schmied gefertigt wurden, die seitlichen Horizontbögen dagegen erst später hinzukamen.

Ob Zahn oder Himmelsscheibe, Dürergemälde, Speicherchip, Weltraum-Ausrüstung – wer einen mikroskopischen Blick darauf werfen möchte, der kommt nach Berlin. In der Wissenschaft hat es sich längst herumgesprochen: Hier gibt es das rechte Licht. Synchrotronlicht.

Seit vor 25 Jahren die „Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung“, kurz: Bessy, gegründet wurde, ist der Bedarf danach stetig gewachsen. So sehr, dass die Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) zur Jubiläumsfeier in Berlin-Adlershof am morgigen Freitag mit dem Bau einer weiteren Strahlungsquelle beginnt – direkt neben der bereits existierenden, imposanten „Bessy II“-Lampe. 48 Meter Umfang werde die neue Ringanlage haben, sagt Wolfgang Buck, der Berliner Institutsleiter der PTB. Aber neben der 240-Meter-Lichtmaschine von „Bessy II“ wird sie eher bescheiden wirken.

Bis in die 70er-Jahre hinein war Synchrotronlicht in der Forschung alles andere als beliebt. Physiker bemühten sich darum, geladene Partikel wie Elektronen auf immer höhere Geschwindigkeiten zu beschleunigen, um mit ihnen einen Blick ins Innerste der Atomkerne zu erhaschen. Sie lenkten die Elektronen dazu mit Hilfe starker Magnete auf eine Kreisbahn und gaben ihnen bei jedem Umlauf einen neuen Spannungsstoß. Es zeigte sich jedoch, dass Elektronen immer dann, wenn sie sich in die Kurve legen, einen Teil ihrer Energie wieder verlieren. Sie senden Licht aus. Und je flotter ihre Fahrt, desto höher ist die Energie dieses Synchrotronlichts, desto stärker werden die Strahlen gebündelt.

Die scharfe, brillante Röntgenstrahlung eignet sich bestens für das Studium von Molekülen oder kleinsten Details auf Oberflächen. Daher ging man mit der Zeit dazu über, Elektronenbeschleuniger eigens als Röntgenlampen zu entwerfen. Berlin bewarb sich Ende der 70er-Jahre neben Bonn und Hamburg um eine solche Lichtquelle. Dass das Großgerät dann tatsächlich in Berlin-Wilmersdorf gebaut wurde, ist nicht zuletzt der PTB zu verdanken, die damals auf einen eigenen Speicherring verzichtete und sich einem Gemeinschaftsprojekt anschloss.

Im Dezember 1981 leuchtete das erste Synchrotronlicht in der Stadt. Nach dem Mauerfall folgte „Bessy II“ auf „Bessy I“. „Es gab zunächst Pläne, den neuen Speicherring unterirdisch in Wilmersdorf zu bauen“, erzählt der Technische Geschäftsführer Eberhard Jaeschke. „Es wäre ein U-Bahnhof geworden.“ Bald sei außerdem klar geworden, dass es für das Gelände der ehemaligen Akademien der Wissenschaften der DDR in Adlershof einen Neubeginn geben musste. „Man brauchte einen Kristallisationskeim für Adlershof.“ Und dieser 100 Millionen Euro teure Leuchtturm sollte „Bessy II“ sein.

Wer heute mit der S-Bahn nach Adlershof fährt und mit einem Schwung Studenten der Humboldt-Uni über den modernen Campus läuft, der sieht, wie rasant der Wissenschaftspark gewachsen ist. Und weiterhin wächst. Beim morgigen Spatenstich für eine neue Lichtquelle neben „Bessy II“ soll es nämlich nicht bleiben. Bessys Wissenschaftlicher Geschäftsführer Wolfgang Eberhardt hat die 500 Seiten starken Pläne für einen 500 Meter langen, dritten Beschleuniger vor sich liegen – und hofft auf eine Realisierung bis Ende des Jahrzehnts.

Dieser „Freie Elektronen Laser“ beruht auf einer anderen Technik. Darin verstärken schnelle Elektronen das Licht eines Röntgenlasers. Die Lichtsignale werden so kurz sein, dass es möglich sein sollte, zeitliche Abläufe etwa bei der Datenspeicherung oder bei chemischen Prozessen zu verfolgen. „Man wird damit Filme von chemischen Reaktionen machen können“, sagt Eberhardt.

Schon heute nutzen jährlich mehr als 1000 Forscher die Bessy-Anlage. An den Experimentierplätzen begegnet man vor allem jungen Forschern, Firmen wie Hitachi oder Schering erproben hier ihre Speichermaterialien und beleuchten Eiweißstoffe für neue Medikamente. 25 Jahre nach dem Bessy-Start ist Synchrotronlicht gefragter denn je.

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