Helmholtz-Gemeinschaft Geschaeftsbericht 2015

für vielfältige Anwendungen. Als weitere Forschungsschwer- punkte sollen auch Hochleistungscomputer und die Daten- speicherung weiterentwickelt werden. Außerdem zielt das Forschungsprogramm darauf ab, einen Wissenstransfer zwischen den Helmholtz-Zentren, anderen Forschungsor- ganisationen und der Industrie aufzubauen und auch die einzelnen Forschungsbereiche innerhalb der Helmholtz- Gemeinschaft stärker zu vernetzen. Mit der neuen Programmstruktur entstehen zahlreiche Schnittstellen zwischen den Programmen und Programm- themen des Forschungsbereichs Materie. Insbesondere die wissenschaftlichen Großgeräte bieten zahlreiche Verknüp- fungen zwischen den Programmbeteiligten der Helmholtz- Zentren und ihren externen Partnern: Sie erfordern thema- tische Abstimmungen und erzeugen konkrete Zusammen- arbeit in großen Kollaborationen. Energie I Erde und Umwelt I Gesundheit I Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr I Materie I Schlüsseltechnologien 31 FUNDAMENTE DER PHYSIK BESTÄTIGT Am GSI-Experimentierspeicherring konnte ein internationales Team von Wissenschaftlern zwei grundlegende Theorien der Physik erneut bestä- tigen: Einsteins spezielle Relativitätstheorie und die Quantenelektrodynamik. Experimente mit Lithium-Ionen bestätigten die in der Relativitäts- theorie vorhergesagte Zeitdehnung bei hohen Geschwindigkeiten mit einer nie zuvor erreich- ten Genauigkeit. Außerdem gelang erstmals der direkte Nachweis einer Spektrallinie in hochgela- denen Wismut-Ionen, wodurch eine Vorhersage der Quantenelektrodynamik bestätigt wurde. GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung Der Experimentierspeicherring des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung. Bild: J. Mai/GSI Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung (HZG) Forschungszentrum Jülich LICHTBLICK FÜR SOLARZELLEN Jülicher Forschern ist es gelungen, einen direkten Blick auf die Lichtausbreitung in einer Dünnschicht-Solarzel- le zu werfen, bei der periodische Nanostrukturen das Sonnenlicht besonders effizient einfangen. Die Wissen- schaftler nutzten die optische Nahfeld-Mikroskopie und den quantenmechanischen Tunneleffekt des Lichts, um das eingefangene Licht von außen sichtbar zu machen. Die neue Methode könnte hel- fen, Solarzellen und optoelektronische Bauelemente zu ver- bessern. LASERSCHWEISSEN: NEUE ERKENNTNISSE DURCH IN-SITU-EXPERIMENTE MIT SYNCHROTRONSTRAHLUNG Laserschweißen ist heute eine industrielle Standardtechnik mit vielen Vortei- len. Doch um die Technik für neuartige Werkstoffe wie leichte TiAl-Legierun- gen zu etablieren, bedarf es weiterer Forschung und Entwicklung. Mit einem bislang einzigartigen Experiment konnte an den HZG-Beamlines bei PETRA III erstmals die Änderung der Materialstruktur während des Laserschweißens von TiAl untersucht werden. Die gewonnenen Informationen über Phasenübergän- ge und Eigenspannungen ermöglichen ein tieferes Verständnis und eine Optimierung des Prozesses. Dünnschicht- Solarzelle. Bild: Forschungs- zentrum Jülich Kammer für das in-situ-Laser- schweißen im Röntgenstrahl; oben: zeitaufgelöste Diffraktion, unten: Schweißnaht. Bild: HZG

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