Mit einem sogenannten ERC Synergy Grant unterstützt der Forschungsrat das Vorhaben „Frontiers in Attosecond X-ray Science: Imaging and Spectroscopy“ (AXSIS) von Prof. Dr. Franz Kärtner (Center for Free-Electron Laser Science CFEL, DESY und Universität Hamburg), Prof. Dr. Henry Chapman (CFEL, DESY und Universität Hamburg), Dr. Ralph Aßmann (DESY) und Prof. Dr. Petra Fromme (Arizona State University). Es ist bereits die zweite Einwerbung eines Synergy Grants unter Beteiligung der Universität Hamburg. Insgesamt wurden seit Einführung des Grants von 1160 Anträgen nur 25 gefördert.

Ultrakurze Lichtblitze machen atomare Details sichtbar

Um ultraschnelle Prozesse wie mit einer Zeitlupe filmen zu können, entwickeln die vier Forscherinnen und Forscher eine Art Stroboskop, also ein Gerät mit ultrakurzen Lichtblitzen im Attosekundenbereich. In einer Attosekunde – das ist eine trillionstel Sekunde – fliegt Licht gerade einmal 0,3 Millionstel Millimeter weit. Das Forschungsteam setzt dabei auf helle, kurzwellige Röntgenstrahlung, weil die Lichtimpulse eine sehr kurze Wellenlänge haben müssen, damit man atomare Details erkennen kann. Damit sollen Einblicke in bislang nicht beobachtbare Prozesse der Natur möglich werden. Die Anlage basiert auf einer neuartigen, lasergestützten Teilchenbeschleunigertechnik, die Röntgenstrahlung in sehr viel kürzeren Pulsen aussendet als es bisher machbar ist. Sie wird in einem neuen Forschungskomplex für Beschleunigerforschung bei DESY untergebracht werden. Mit dem AXSIS-Projekt sind Forschungsgruppen bei DESY, der Mittelschwedischen Universität und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) assoziiert.

Enträtselung von fundamentalen Prozessen in Chemie und Biologie

Die Attosekunden-Technik werde das Verständnis von Struktur und Funktion auf der molekularen und atomaren Ebene revolutionieren und fundamentale Prozesse in Chemie und Biologie enträtseln, erwartet Kärtner, Professor für Free-Electron Laser Studies an der Universität Hamburg, DESY-Forschungsgruppenleiter am CFEL und Principal Investigator am Hamburg Center for Ultrafast Imaging (CUI). Ein Beispiel ist etwa die Dynamik der Lichtabsorption, des Elektronentransports und der Proteinstruktur bei der Photosynthese – eines der wichtigsten ungelösten Probleme der Strukturbiologie. Damit wird die Technik auch für viele weitere Forschungsrichtungen relevant, etwa für das Center for Structural Systems Biology CSSB, das derzeit als Kooperation von acht Institutionen auf dem DESY-Campus entsteht.

Gratulationen zu einem herausragenden Erfolg

Wissenschaftssenatorin Dr. Dorothee Stapelfeldt gratulierte den beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern: „Es ist ein herausragender Erfolg, dass es Hamburger Forscherinnen und Forschern nun bereits zum zweiten Mal gelungen ist, in der Königsklasse des europäischen Forschungsrates erfolgreich zu sein.“ Universitätspräsident Prof. Dr. Dieter Lenzen erklärte: „Dies ist ein großartiges Ergebnis in der Zusammenarbeit von Universität Hamburg und DESY. Ich gratuliere dem Team, das sich unter 449 eingereichten Anträgen durchsetzen konnte. Sie haben mit ihrer Forschung überzeugt, weil sie nicht nur herausragend, sondern sowohl interdisziplinär als auch multidisziplinär einzigartig und überzeugend ist. Mit zwei eingeworbenen Grants ist die Universität Hamburg die erfolgreichste in Deutschland.“

Auch der Vorsitzende des DESY-Direktoriums, Prof. Dr. Helmut Dosch, gratulierte dem ausgezeichneten Team: „Dieser großartige Erfolg zeigt die einzigartige Expertise, die bei DESY und seinen Partnern vorhanden ist. Gemeinsam können wir Schlüsseltechnologien für die Welt von morgen verwirklichen.“

Synergy Grant fördert herausragende Forschungsgruppen

Die ERC Synergy Grants wurden 2012 als Förderinstrument für herausragende Forschungsgruppen eingeführt. Die Projektleiterinnen bzw. -leiter und ihre Teams sollen einander ergänzende Fertigkeiten, Kenntnisse und Ressourcen auf innovative Weise zusammenführen. Die Förderung kann bis zu 15 Mio. Euro betragen und für eine Laufzeit von bis zu sechs Jahren vergeben werden.

CFEL und CUI

Das Center for Free-Electron Laser Science CFEL ist eine Kooperation von DESY, der Universität Hamburg und der Max-Planck-Gesellschaft. Das Hamburg Center for Ultrafast Imaging CUI ist eine Kooperation der Universität Hamburg, von DESY, der Max-Planck-Gesellschaft, dem Europäischen Molekularbiologielaboratorium EMBL und dem Europäischen Röntgenlaser European XFEL.