Elektronen-Stretcher-Anlage ELSA
Die Elektronen-Stretcher-Anlage (ELSA) umfasst einen Elektronenbeschleuniger sowie diverse Experimentieranlagen für die Grundlagenforschung. Die Anlage liefert einen Strahl polarisierter oder unpolarisierter Elektronen mit variabler Energie von bis zu 3,5 GeV mit hohem Tastverhältnis.
Für das Hauptforschungsgebiet der Hadronenphysik können Ströme von mehreren Nanoampere für Einfach- und Doppelpolarisationsexperimente extrahiert werden. Im Rahmen nationaler und internationaler Kollaborationen werden mittels hochentwickelter Detektoren mit besonderer Empfindlichkeit für photonreiche Endzustände über große Raumwinkelakzeptanzen photo- und elektroproduzierte Zustände angeregter Nukleonen untersucht.
Für den Test von Detektoren der Hochenergiephysik steht seit 2016 eine dedizierte Strahlführung zur Verfügung, die einen direkten Elektronenstrahl mit einer maximalen Energie von 3,2 GeV liefert. Der extrahierte Strahlstrom kann in einem weiten Bereich von Attoampere (wenige kHz Elektronenrate) bis zu 100 pA variiert werden. Für Bestrahlungsexperimente stehen bis zu vier Messplätze für interne und externe Nutzer zur Verfügung.
Ein großer Teil der Forschungstätigkeit am Beschleuniger ELSA entfällt auf das Gebiet der Hadronenphysik. Dafür stehen zwei Strahlplätze zur Verfügung.
Ein dritter Strahlplatz wird zur Charakterisierung von neuen Teilchendetektoren sowohl von internen Arbeitsgruppen (SILAB) als auch von externen Arbeitsgruppen genutzt. Am gleichen Strahlplatz findet auch Grundlagenforschung zu neuartigen Methoden der Bestrahlungstherapie in der Krebsmedizin statt.
Hadronenphysik
An der Beschleunigeranlage arbeiten zwei Kollaborationen aus dem Bereich der Hadronenphysik (Crystal Barrel + TAPS und BGOOD), die mit ihren Detektoren die Photoproduktion von Mesonen untersuchen.
Detektorentwicklung
An der Beschleunigeranlage existiert ein Messplatz am dem der extrahierte Elektronenstrahl (max. 3,2 GeV) zur Charakterisierung von neuen Teilchendetektoren genutzt wird. Die Intensität des Elektronenstroms kann in einem weiten Bereich von Attoampere (entspricht einer Elektronenrate von wenigen kHz) bis 100 Picoampere präzise variiert werden.
Medizinphysik
Am Beschleuniger findet seit einigen Jahren auch Grundlagenforschung zum Einsatz von hochenergetischen (> 1 GeV) Elektronenstrahlen mit kurzer Pulsdauer (< 1 µs) in der Krebstherapie statt.
Die Beschleunigeranlage befindet sich zum Teil (Booster-Synchrotron, Hadronenphysikexperimente) in einer Halle neben dem Physikalischen Institut, zum Teil in einem Tunnel unter den Gebäuden (Stretcherrring). Das Booster-Synchrotron und die zugehörige Halle wurden in den 1960er Jahren errichtet. Der Stretcherring kam in den 1980er Jahren dazu.
Wissenschaftliche Führungen durch die Beschleunigeranlage
Wir bieten für interessierte Schulklassen der Oberstufe sowie Studierende wissenschaftliche Führungen durch die Beschleunigeranlage an. Dabei sollten Schüler einen Physikkurs besuchen, und nach Möglichkeit bereits mit den fundamentalen physikalischen Konzepten, welche in der Beschleunigerphysik Anwendung finden, vertraut sein.
