Das Herz von PETRA IV

Jana Barker und ihr Team prüfen mit hochpräzisen Instrumenten wichtige Komponenten der neuen Anlage.

Präzision von Beginn an

PETRA IV besteht aus einem Beschleunigerring mit 2,3 Kilometer Umfang, mit starken Magneten, die die Teilchen auf ihrer Kreisbahn halten, und Beschleunigungsstrukturen, die die Teilchen auf hohe Energien bringen. Mehr als 4000 Magnete unterschiedlichster Art und Größe führen die Teilchenstrahlen auf der Kreisbahn des Beschleunigers: Permanentmagnete und Quadrupolmagnete zur Fokussierung der Strahlen. Die Magnete sorgen dafür, dass der Teilchenstrahl regelrecht zusammengedrückt wird.

In der Testwerkstatt hält Ingenieurin Jana Barker ihre Tochter auf dem Arm. Gemeinsam betrachten sie zur Vermessung aufgebaute Magnete. — Ingenieurin Jana Barker mit ihrer Tochter in der Testwerkstatt zur Vermessung der Magnete. Bild: DESY, Gesine Born

Die Magnete und andere Komponenten stehen im Ring auf Untergestellen, den sogenannten Girdern. Die Anforderungen an die jeweils rund drei bis fünf Meter langen Girder sind speziell: Die Schwingungen und Vibrationen der Gestelle dürfen nur äußerst minimal sein. Das erfolgt durch optimierte, mechanisch steife Leichtbaukonstruktionen, damit der Elektronenstrahl auf seinem Umlauf im Ringbeschleuniger präzise durch die Magnete geführt werden kann.

Der Strahl bei PETRA IV soll nicht mehr als 100 Nanometer von seiner optimalen Flugbahn abweichen, das entspricht einem zehntausendstel Millimeter.

Auf dem Laptop-Bildschirm von Jana Barker ist ein 3D-Modell der aufgebauten Magnete zu sehen, dem Messwerte zugeordnet sind. — 3D-Modell der aufgebauten Magnete. Bild: DESY, Gesine Born

Aufgebaut werden die Magnete und Girder außerhalb des Ringes. Dann bringt ein Lastwagen mit Kran die tonnenschweren Stahlgestelle zu ihrem Einsatzort. Fachkräfte bei DESY beschäftigen sich daher schon vorab mit möglichen Abweichungen, die durch Transportschäden entstehen könnten.

Eine von ihnen ist die DESY-Ingenieurin Jana Barker. Sie überprüft mit hochpräzisen Instrumenten die Abweichungen der Magnete auf dem Girder nach dem Transport.