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Technologieentwicklung

Technologieentwicklung
Foto: KIT
Technologieentwicklung
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Um den zentralen Fragen nach den Grundbausteinen der Materie und der Entstehung und Entwicklung des Universums mit Erfolg nachgehen zu können, müssen die Elementarteilchen- und Astroteilchenphysiker ihre Werkzeuge ständig weiterentwickeln und verbessern. Schon jetzt arbeiten Wissenschaftler des KCETA an der Entwicklung neuer Detektoren für die nächste Beschleunigergeneration. Dabei geht es darum, die Detektoren resistenter gegen Strahlenschäden zu machen und durch Wahl neuartiger Kühltechniken deren effektive Fläche zu vergrößern.

Darüber hinaus werden Aufbau- und Verbindungstechnologien für feinste elektrische Kontakte sowie ultraschnelle optische Datenübertragungstechnologien entwickelt. Mit dem Nachweis von Radiosignalen in Luftschauern werden dem Studium der kosmischen Strahlung vielversprechende Wege eröffnet. In prototypischen Experimenten wird die Methode optimiert. Bisher beispiellose Hochvakuumsysteme und kryogene Anlagen werden konzipiert und in Betrieb genommen.

In allen Experimenten des KCETA spielen Trigger-Algorithmen eine wichtige Rolle, die unter anderem das schnelle Unterscheiden zwischen echten und Untergrundereignissen ermöglichen. Diese Algorithmen und die dazugehörige Elektronik müssen den stets wachsenden Datenflüssen neuer Experimente angepasst werden.

Den trotz dieser Algorithmen immer gewaltigeren Datenmengen kann man nur mit einer Revolution der Datenanalyse Herr werden, mit dem "World Wide Grid". Es wird die Qualität von Forschung und Wissenschaft und auch die Wettbewerbsfähigkeit vieler Industriezweige nachhaltig beeinflussen. Für den Einzelnen soll das Grid auf transparente und intuitive Weise nutzbar sein, indem sich alle Daten an einem Ort zu befinden scheinen und auf einem virtuellen Supercomputer prozessiert werden.

Das KIT betreibt einen der weltweit größten Grid-Knoten: das Grid Computing Centre Karlsruhe (GridKa), das zentrale Rechenzentrum der deutschen Teilchenphysiker, das auch die Astroteilchenphysik und andere Wissenschaftsgebiete unterstützt.


Beschleunigerforschung an ANKA

Beschleunigerforschung an ANKA
Foto: KIT

Auf dem Gelände des KIT-Campus Nord befindet sich die Synchrotronstrahlungsanlage ANKA in einer etwa 5000 Quadratmeter großen Halle. Dort werden Elektronen in einem Speicherring auf nahezu Lichtgeschwindigkeit (2.5 GeV) beschleunigt und die erzeugte Synchrotronstrahlung für Forschung, Analytik und Fertigung von Mikrobauteilen genutzt.

Die Beschleunigergruppe an ANKA ist für den Betrieb und die Weiterentwicklung des Beschleunigers verantwortlich. Dies umfasst den Speicherring sowie den Booster. Die Forschung beinhaltet sowohl die Gestaltung und die Entwicklung neuer optischer Gitter für Speicherringe, als auch die Arbeit an neuen Betriebsarten wie dem "dedicated low alpha mode for the production of short bunches". Des Weiteren arbeitet ANKA an der Entwicklung einer Testanlage (FLUTE) für Linearbeschleuniger.