Gesundheit: Der Röntgenlaser

Vor anderthalb Jahren gelang Forschern in Hamburg der Durchbruch auf dem Weg zum Röntgenlaser. Der Röntgenlaser basiert auf einer Apparatur, in der Elektronen beschleunigt werden. Die gut gebündelten Laserstrahlen stammen von schnellen Elektronen. Diese Elektronen fliegen paketweise durch eine periodische Anordnung aus Magneten (Undulator). In dem magnetischen Feld wechselnder Polarität schwingen die Elektronen im Slalom hin und her. Dabei senden sie Licht aus.

Die Elektronenpakete und das Licht überlagern sich gegenseitig. Das periodische Lichtfeld wirkt wie eine Kraft auf die Elektronen zurück. Es beschleunigt oder bremst sie und prägt den Elektronen seine regelmäßige Wellenstruktur auf. Der so geformte Elektronenverbund strahlt nun seinerseits im Gleichtakt, und das Licht verstärkt sich zu intensiver, gut gebündelter Laserstrahlung.

Je schneller die Elektronen sind, desto kürzere Lichtwellenlängen lassen sich mit dem Laser erreichen. Mit ihrer ersten Teststrecke kamen die Hamburger Forscher auf Wellenlängen von 100 Nanometern (milliardstel Meter). Mit dem nun geplanten Laser soll es 1000mal kürzer sein. Entsprechend klein sind die Strukturen, die mit dem Licht erkennbar sind: heute Moleküle, morgen Atome. tdp

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