Licht ins Dunkel bringen

Ab September startet der Messbetrieb am weltstärksten Röntgenlaser European XFEL. Dadurch werde die Metropolregion Hamburg zu einem "Mekka der Photonenforschung", sagt Bundesforschungsministerin Johanna Wanka im Gespräch mit der Süddeutschen Zeitung.

Frau Ministerin, der European XFEL ist das zurzeit teuerste Experiment Deutschlands. Wofür wird die Anlage benötigt?

Der European XFEL spielt nicht nur bei den Kosten in der ersten Liga: Mit 27.000 Laserpulsen pro Sekunde ist der XFEL mehr als 200-mal leistungsfähiger als die rund fünf vergleichbaren Anlagen, die es weltweit gibt. Mit seiner Hilfe wird man viel genauer als bisher möglich in die Struktur der Materie hineinblicken können - so genau, dass man z.B. den Ablauf von chemischen Reaktionen wie in Zeitlupe „filmen“ können wird. Stellen Sie sich vor, Sie würden von einem Fußballspiel nur die Mannschaftsaufstellung und den Endstand, sagen wir 2:0, mitbekommen. Der Spielverlauf selbst, die Taktik der Mannschaften und viele andere Details, die den Endstand beeinflussen können, wären unbekannt. In genau dieser Rolle befindet sich die traditionelle Chemie. Der XFEL bringt hier buchstäblich Licht ins Dunkel und ermöglicht ein sehr viel tiefgreifenderes Verständnis des „Fußballspiels“ der Atome und Moleküle. Vielleicht kann man so im ein oder anderen Spiel auch den Endstand beeinflussen und ein 3:0 rausholen…

Wie wichtig ist Ihnen als Ministerin die internationale Zusammenarbeit bei XFEL?

Meine persönliche Erfahrung ist, dass exzellente Wissenschaft da besonders gut gedeiht, wo möglichst vielfältige Netzwerke vorhanden sind. Im Fall des XFEL sind das Netzwerke, die über die Grenzen von traditionellen Fachdisziplinen wie Physik, Chemie, Biologie ebenso wie über Ländergrenzen hinweg entstehen. Am XFEL arbeiten heute Menschen aus 44 Nationen und ich bin davon überzeugt, dass das ein ganz entscheidender Erfolgsfaktor für die Qualität der Wissenschaft ist.

Weshalb ist Grundlagenforschung, wie sie am XFEL betrieben wird, für die Wissenschaft von elementarer Bedeutung?

Der Physik-Nobelpreisträger Richard P. Feynman hat schon 1959 in einem visionären Vortrag gesagt: „There is plenty of room at the bottom – Da unten ist noch eine Menge Raum“. Was er damit meinte ist, dass die Welt der winzigen Atome und Moleküle, in der die Gesetze der Quantenmechanik herrschen, eine unglaubliche Vielfalt von ungeahnten Möglichkeiten in sich birgt. Ein Beispiel ist die Halbleiterphysik, die heute die technologische Basis für die gesamte Informations- und Kommunikationstechnologie bildet. Mit dem XFEL kann man künftig ein nie dagewesenes Verständnis der Nanowelt erreichen. Die Anwendungen, die sich daraus ergeben werden, können wir heute größtenteils noch nicht absehen. Vielleicht werden die Einblicke in chemische Umwandlungen auf molekularer Ebene zu Fortschritten in der Elektrochemie und damit zu besseren Energiespeichern für Elektroautos führen oder es entstehen aus der atomar aufgelösten 3D-Abbildung von komplexen Biomolekülen neue, maßgeschneiderte Medikamente für die Tumortherapie. Soviel ist sicher: Nur wenn wir die Nanowelt besser verstehen, können wir ausloten, wie viel Raum es dort unten – frei nach Feynman - wirklich gibt.

Mit dem DESY und dem European XFEL sind zwei hochklassige Forschungseinrichtungen in Hamburg angesiedelt. Welche Bedeutung hat Hamburg als Wissenschaftsstandort innerhalb Deutschlands?

Zunächst einmal ist es ja kein Zufall, dass der European XFEL in der Nähe des DESY entstanden ist. Am Hamburger DESY wurde in den vergangenen Jahrzehnten die Basistechnologie für den XFEL entwickelt: Kernstück ist ein neu gebauter 1,7 Kilometer langer, supraleitender Elektronenbeschleuniger, der vom DESY betrieben wird. Die Experimentierhalle des XFEL steht übrigens in Schenefeld, kurz hinter der Grenze zu Hamburg in Schleswig-Holstein. Durch das komplementäre Zusammenspiel der Forschung am DESY und am XFEL wird die Metropolregion Hamburg sicherlich zu einem „Mekka der Photonenforschung“ werden - nicht nur innerhalb Deutschlands, sondern weltweit. Darauf darf man in Hamburg aber auch im schleswig-holsteinischen Schenefeld stolz sein.

Lassen sich Forschungsvorhaben in dieser Größenordnung nur noch auf multinationaler Ebene verwirklichen?

Es gibt zumindest gute Gründe, das zu tun: Am XFEL werden Forscherteams aus der ganzen Welt arbeiten. Die Röntgenlaser-Community ist international stark vernetzt. Deshalb war es wichtig, die weltweit vorhandene Expertise beim Bau des XFEL von Beginn an mit einzubinden. Hinzu kommt natürlich auch der finanzielle Aspekt: Durch die Beteiligung unserer internationalen Partner konnte Deutschland seinen Anteil an den Kosten auf rund 58% der Baukosten beschränken.

Hatten Sie bereits Gelegenheit, den European XFEL zu besichtigen?

Die Gelegenheit werde ich schon in wenigen Tagen haben: Ich freue mich sehr darauf, gemeinsam mit meinen Kolleginnen und Kollegen aus den elf Partnerländern am 1. September das Startsignal für die ersten Experimente am XFEL zu geben.

Das Gespräch führte Reimund Abel.