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21.06.2018 | „Beam on“: Beschleunigerbetrieb startet wieder, Experimentierzeit wird vorbereitet

Foto: J. Hosan/GSI

Modernste Technik

Foto: G. Otto/GSI

Die Steuerungszentrale

 

Es ist ein einschneidender Moment für den Wissenschaftsbetrieb am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR: Die bestehende Beschleunigeranlage ist nach zweijähriger Pause, in der sie umfangreich modernisiert wurde, mit großem Erfolg wieder in Betrieb gegangen und wird demnächst exzellente, vielfältigste Ionenstrahlen für Forscher aus aller Welt zur Verfügung stellen. Damit beginnt die Experimentierzeit 2018, die eine zusätzliche Besonderheit aufweist: Sie ist zugleich der Start für die erste Stufe des FAIR-Experimentierprogramms, die sogenannte „FAIR-Phase 0“.

Insgesamt soll die modernisierte Anlage für den künftigen FAIR-Betrieb mit einer deutlich höheren Leistungsstärke laufen und wird bereits für das nun startende Experimentierprogramm „FAIR-Phase 0“ einmalige Möglichkeiten bieten. Neben den GSI-Beschleunigern UNILAC (Linearbeschleuniger), SIS18 (Ringbeschleuniger) und ESR (Experimentierspeicherring) sowie den bestehenden Experimentaufbauten und dem Petawatt-Hochenergielaser PHELIX können auch schon FAIR-Komponenten genutzt werden, beispielsweise der Speicherring CRYRING sowie erste speziell für FAIR gefertigte Detektoren, Messapparaturen und weitere Hightech-Entwicklungen.

 „Back in operation“, die Maschine läuft wieder, lautete die entscheidende Aussage der Beschleunigerfachleute. Dem ebenso spannenden wie äußerst erfolgreichen Moment, dem Neustart der Anlage, war die längste Shutdown-Phase in der Geschichte der GSI vorausgegangen. In den vergangenen zwei Jahren waren die GSI-Ringbeschleuniger-Anlagen für ihre zukünftige Rolle als Vorbeschleuniger für FAIR bereits wesentlich verbessert worden. Der Vor-Injektor wird in Zukunft für den FAIR-Betrieb weiter aufgerüstet.

Es ist eine Punktlandung geworden: Die Ablaufplanungen für Herunterfahren und Wiederinbetriebnahmen der Maschinen, die vor zweieinhalb Jahren erstellt worden waren, konnten auf den Tag genau eingehalten werden. Die Kernziele für die verschiedenen Teile der bestehenden Anlage sind erreicht. Dazu gehören unter anderem Maschinen-Upgrades, die neuen FAIR-Kontrollsysteme sowie neue Messtechnik. Auch die spätere Anbindung der GSI-Beschleuniger an FAIR ist vorbereitet worden. Zudem ist für die beginnende Experimentierzeit bereits die neue Umspannanlage auf dem FAIR-Baufeld Nord im Einsatz und ermöglicht eine leistungsgesteigerte Stromversorgung.

Das nun startende Wissenschaftsprogramm bedeutet einen großen Schritt in Richtung der zukünftigen Forschung an FAIR. „FAIR-Phase 0“ bietet herausragende Experimentiermöglichkeiten. Die Nachfrage aus der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft nach der Nutzung von Strahlzeit ist entsprechend groß und untermauert, welche Attraktivität das FAIR-Projekt schon heute besitzt. Im vergangenen Jahr war für den Start des FAIR-Forschungsprogramms eine überwältigende Anzahl an Strahlzeitanträgen von über 1000 Wissenschaftlern eingereicht worden, die mehr als doppelt so viel Strahlzeit angefragt hatten als derzeit verfügbar ist. Dies zeigt die Bedeutung des Experimentierprogramms und die Begeisterung, die in den weltweiten Forscher-Communitys im Hinblick auf FAIR herrscht.

Ein festgelegtes Auswahlverfahren geht jeder Experimentierzeit voran: Die eingereichten Forschungsvorschläge werden von einem internationalen Komitee begutachtet und nach wissenschaftlicher Relevanz und Machbarkeit ausgewählt. Für dieses und kommendes Jahr sind 118 Experimente genehmigt worden. Dafür wird die Beschleunigeranlage rund 110 Tage pro Jahr laufen.

Während der Strahlzeiten kommen Wissenschaftler aus aller Welt nach Darmstadt, um an der Anlage ihre Fragestellungen zu untersuchen und die beschleunigten Teilchen für Experimente in unterschiedlichen Forschungsgebieten zu nutzen, von Teilchen-, Kern- und Atomphysik über Plasma- und Biophysik bis hin zur Materialforschung.

In den nächsten Wochen werden sich die Beschleunigerfachleute zunächst sorgfältig mit dem sogenannten „Commissioning with beam“ beschäftigen. Nach dem Test aller Grundfunktionen mit Strahl an den Maschinen werden die für den Experimentierbetrieb notwendigen Maschineneinstellungen getestet, wissenschaftlichen Messinstrumente feinjustiert und die Strahlqualität überprüft. Danach heißt es schließlich: „Beam on“ für die Wissenschaft und das FAIR-Forschungsprogramm. (BP)


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Modernste Technik
Die Steuerungszentrale
Die modernisierte Anlage wird einmalige Möglichkeiten für die Forschung bieten, im Bild der Ringbeschleuniger SIS18.
Im Hauptkontrollraum werden die Komponenten der Anlage gesteuert.
Foto: J. Hosan/GSI
Foto: G. Otto/GSI