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3Das 500 MeV Synchrotron beschleunigt Elektronenauf 500 Millionen Elektronenvolt (MeV).

Durch ein Magnetfeld werden die Elektronen auf einer Kreisbahn mit festem Radius gehalten und aufgeladen (beschleunigt). Die Energiezufuhr in den Hochfrequenz-Beschleunigungsstrecken wird zeitgleich oder »synchron« mit einem ansteigendem Magnetfeld gesteuert – daher der Name Synchrotron. Die Elektronen werden auf ihrer Bahn durch die Formgebung der Magnetfelder automatisch fokussiert. Bahnabweichungen infolge kleiner Störungen, wie Zusammenstößen mit Luftmolekülen, werden so neutralisiert.

Bei der »starken Fokussierung« führt ein System aus Segmenten mit abwechselnd stark nach außen und innen abfallenden Magnetfeldern zu sehr kleinen Abweichungen der Elektronen von der Sollbahn.

Gefangene Elementarteilchen

500 MeV Synchrotron

Im Physikalischen Institut der Universität Bonn, 1960: 500 MeV Synchrotron mit Vorbeschleuniger und Einlenksystem.

Mehr Informationen: Computerstation Medienstation am Exponat www.deutsches-museum-bonn.de

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Gefangene Elementarteilchen

für die Universität

Mehr Informationen: Computerstation Medienstation am Exponat www.deutsches-museum-bonn.de

1952 wird in den USA das Prinzip der starken Fokussierung entwickelt. Teilchenbeschleuniger, die nach dem neuen Prinzip arbeiten, dringen mit geringeren Betriebskosten in höhere Energiebereiche vor.Höhere Energie bewirkt kleinere Wellenlängen und schwerere Teilchen.Damit können feinere atomare Strukturen erkannt werden.

Wolfgang Paul plant das erste europäische Elektronen-Synchrotronmit der neuen, starken Fokussierung 1952 an der Universität Bonn.Bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) beantragt er formlos ein Zehntel der Fördergelder, die der DFG für die Physik insgesamt zur Verfügung stehen.

Mit einer kleinen Gruppe von Assistenten und Studenten, alle ohne Erfahrung im Beschleunigerbau, wagt Wolfgang Paul das Abenteuer.Die ersten Aufträge gehen 1954 an die Industrie, 1958 wird der erste »handgestrickte« Elektronenbeschleuniger an einer europäischen Universität in Betrieb genommen.

Von 1957 bis 1984 wird die Anlage annähernd 100.000 Stundenfür Experimente in der Elementarteilchenphysik genutzt,gelegentlich für Experimente mit der Synchrotronstrahlung.

86 Diplomarbeiten, 41 Doktorarbeiten, 5 Habilitationsschriften und über 100 Veröffentlichungen zeugen von der Bedeutung des 500 MeV Synchrotrons für die Aus- und Weiterbildung von Physikern an der Bonner Universität.Das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg hat hier seine Keimzelle.

Mit dem Bau weiterer Beschleuniger ist in Bonn eine beispiellose Tradition für die Ausbildung von Experimental- und Teilchenphysikern entstanden.

Die Elektronen-Stretcher Anlage ELSA und ein Zyklotron setzen heute diese Entwicklung in verschiedenen Forschungsprojekten fort.

Neues Beschleunigerprinzip...

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The 500-MeV synchrotron accelerates elec-trons to 500 million electron volts (MeV).A magnetic field keeps the electrons in a circular orbit of constant radius. This is achieved by applying a high-frequency electric field across an acceleration gap, synchronized with the orbital motion. Hence the name synchrotron.Deviations from the orbit resulting from minor perturbations (for example colli-sions with air molecules) are compensated automatically by means of specially shaped magnetic pole pieces. The system of »strong focusing« consists of segments with magnetic fields that fall off rapidly outwards and inwards, alternately. This results in very small deviations.

The principle of strong focusing was devel-oped in the USA in 1952. Particle accelera-tors using the new principle allowed higher energies for lower operating costs.High-energy means shorter wavelengths and more massive particles. That allows one to recognize finer atomic structures. Wolfgang Paul planned the construction of the first European electron synchrotron with the new strong focusing at the Univer-sity of Bonn in 1952. He made an informal application to the German Research Au-thority (DFG) for a tenth of the total funds available for physics research.He embarked on this adventure with a small group of assistants and students, none of them with any experience in build-ing accelerators. The first contracts for components were placed in 1954, and in 1958 the first ‘home-made’ electron accelerator at a European university went into operation.

Between then and 1984, the equipment was in use for nearly 100 000 hours for experi-ments in elementary particle physics, as well as some with synchrotron radiation. Theses and dissertations for 86 diplomas, 41 doctorates, and 5 professorships, as well as over 100 papers illustrate the significance of the 500-MeV synchrotron for training physicists atthe university. Bonn was also the birthplace of the German electron synchrotron (DESY) in Hamburg.Further accelerators have since been built in Bonn, providing an unparalleled tradi-tion of training particle physicists.

Captive elementary particles

500-MeV synchrotron New accelerator principle for the university

More informations: Computer Station Media Station next to the exhibit www.deutsches-museum-bonn.de

In the physics department of the University of Bonn, 1960. 500-MeV synchrotron with pre-accelerator and injection system.

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