Forscher folgen dem Licht
Im Bereich der Biowissenschaften sind ausgeklügelte Werkzeuge wie etwa hochwertigen Lichtquellen erforderlich, die im Infrarot-Wellenlängenbereich, mit weicher wie auch harter Röntgenstrahlung betrieben werden. Europa besitzt zwar Zugang zu supermodernen Synchrotron- und Freie-Elektronen-Laser-Anlagen, diese sind jedoch bereits im Voraus ausgebucht und sind für nicht standardisierte Experimente vorgesehen. Das EU-finanzierte Projekt "Laboratory compact light sources" (LABSYNC) verfolgte das Ziel, den Zugang zu qualitativ hochwertigem abstimmbaren Licht zu erleichtern, damit moderne Experimente im lokalen Labormaßstab durchgeführt werden können. Das Projekt arbeitete am Aufbau von Laboratorien unter Einsatz der bereits existierenden Mirrorcle-Technologie, die auf der Wechselwirkung zwischen Materie und Elektronen basiert und Elektronenstrahlen mit Qualität ergibt. Man demonstrierte, dass der Mirrorcle-Prototyp die Lücke zwischen der großmaßstäblichen Ausrüstung und vorhandenen Laborquellen füllen könnte, da er über einen breites Spektrum von Frequenzen abstimmbar ist. LABSYNC erstellte im Rahmen einer Partnerschaft zwischen europäischen und japanischen Forschern einen Plan zur Modernisierung der Funktionalität der Mirrorcle-Technologie, um den Bedürfnissen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nachzukommen. Man erforschte die medizinische Röntgenbildgebung einschließlich Phasenkontraststrahlung und parametrischer Strahlung sowie Strahlentherapieanwendungen. Auch Möglichkeiten zur Erforschung von Materialien und zur Durchführung von In-situ-Dünnschicht-Charakterisierungen wurden untersucht. Nach gründlicher Charakterisierung der Mirrorcle-Anlagen arbeitete das Projektteam an einer Optimierung der Spezifikationen im Bereich Infrarotstrahlung sowie weiche und harte Röntgenstrahlung. Man entwickelte neue Funktionen, die in das Mirrorcle-System integriert werden könnten, etwa eine Ferninfrarot-Strahlführung, eine monochromatische Strahlführung für harte Röntgenstrahlung und eine weitere für medizinische Bildgebungszwecke. Nachdem auf diesem Gebiet deutliche Fortschritte zu verzeichnen waren, verlagerte das Projektkonsortium den Schwerpunkt auf andere Typen von Lichtquellen. LABSYNC konzentrierte sich im letzten Teil des Arbeitsauftrags auf die Untersuchung des Potenzials der Niedrigenergie-Röntgenphotonentherapie, bei der die Photoemission und Nanopartikel zum Einsatz kommen. Man untersuchte überdies die Realisierung einer Flüssigmetallstrahlanoden-Röntgenröhre (liquid-metal-jet anode X-ray tube) unter extremen Bedingungen wie etwa starken Magnetfeldern. Dieser komplexe und vielfältige Forschungszweig hat noch einen langen Weg zu gehen, um eine funktionsfähige Laborumgebung mit modernen Lichtquellen bereitzustellen, mit der eine topmoderne Mehrfach-In-situ-Diagnostik, medizinische Bildgebung und Therapie Realität werden kann.
