Der weltgrößte Röntgenlaser steht in Schenefeld bei Hamburg: European XFEL erzeugt extrem starkes Röntgenlicht, mit dem sich etwa 3-D-Aufnahmen von kleinsten Strukturen wie einzelnen Atomen oder Molekülen machen lassen. Es ist milliardenfach heller als das herkömmlicher Röntgenstrahlungsquellen, aber sehen konnte man den Strahl bislang nicht, denn Röntgenlicht ist für das Auge unsichtbar.

Nun jedoch haben Forscher gemeinsam mit einem Fotografen den European XFEL-Röntgenstrahl, der in 3,4 Kilometer langen unterirdischen Tunnel erzeugt wird, im Bild festgehalten.

Lange Belichtungszeit

Möglich ist das, weil der Röntgenstrahl den Stickstoff in der Luft zum Leuchten anregt, wenn die Moleküle seinen Weg kreuzen. Das Prinzip funktioniert ähnlich wie in einer Leuchtstoffröhre, bei der die angelegte Hochspannung das Gas im Inneren der Röhre zum Leuchten bringt.

Trotz der extrem hohen Intensität des Strahls ist das Leuchten des Stickstoffs vergleichsweise schwach und wäre mit bloßem Auge kaum zu erkennen. So deutlich sichtbar wie auf dem Foto wird der Strahl erst bei völliger Dunkelheit und einer Belichtungszeit von 90 Sekunden. Fotografiert wurde ein Strahl von einem Millimeter Durchmesser, der aus 800 Blitzen pro Sekunde besteht. Da sich während der Experimente niemand in der Experimentierstation aufhalten darf, musste der Fotograf die Kamera vom benachbarten Kontrollraum aus fernsteuern.

XFEL steht für X-Ray Free-Electron Laser, die Forschungsanlage mit Anbindung an das Forschungszentrum Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg-Bahrenfeld wird derzeit von zwölf Ländern betrieben: neben Dänemark, Deutschland, Frankreich, Italien, Polen, Russland und Schweden auch von der Schweiz, der Slowakei, Spanien, Ungarn und Großbritannien. (red, 30.11.2018)