Von oben sieht es aus wie ein riesiger Donut oder ein Ufo, das in der aargauischen Juralandschaft bei Villigen gelandet ist. Wer das kreisrunde Gebäude mit fast 300 Metern Umfang betritt, befindet sich jedoch in einer der fünf Grossforschungsanlagen des Paul Scherrer Instituts: die Synchrotron Lichtquelle Schweiz.
Stolz steht Physiker Hans Braun, der Leiter des Bauprojektes, in der riesigen Halle: «Nach dem Update dieser Anlage sind wir in der Forschung jetzt wieder ganz vorne mit dabei.»
Elektronen sausen im Kreis
Im Innern des Gebäudes flitzen Elektronen fast in Lichtgeschwindigkeit im Kreis. Von mehr als 1000 Magneten werden sie hochpräzise auf einer Kreisbahn gehalten. Zuerst muss man sie in mehreren Beschleunigern auf ihre hohe Geschwindigkeit bringen – erst dann kann man sie in den äusseren Speicherring einspeisen.
Während die Elektronen im Kreis herumsausen, erzeugen sie sogenanntes Synchrotronlicht. Dieses hochintensive Röntgenlicht wird an knapp 20 Forschungsstationen im Gebäude genutzt für wissenschaftliche Experimente in den Gebieten der Physik, Materialwissenschaft, Chemie, Biologie und Medizin.
Von Proteinen bis Van Gogh
Die Anlage funktioniert vereinfacht gesagt wie eine riesige, hochpräzise Röntgenmaschine. Mit ihr lassen sich zerstörungsfrei 3-D-Aufnahmen machen, mit einer Auflösung von wenigen Nanometern. So werden etwa Proteine, die Bausteine des Lebens, erforscht. Und mit diesen Erkenntnissen wiederum lassen sich neue medizinische Wirkstoffe entwickeln.
Zu den regelmässigen Nutzern der Anlage gehören denn auch grosse Pharmafirmen wie Roche oder Novartis. Mit der Anlage können aber zum Beispiel auch Materialwissenschaftler nach den optimalen Einzelteilen für Brennstoffzellen oder Batterien forschen.
Oder Archäologen: Sie untersuchten hier die Machart alter Schwerter, ohne sie zu zerstören. Kunsthistorikerinnen analysierten Van-Gogh-Gemälde und haben dabei entdeckt, dass der Maler aus Spargründen zahlreiche Gemälde übermalt hat.
Gute Noten von der Konkurrenz
Im Jahr 2001 ging die Grossforschungsanlage in Betrieb. Seither wurden hier gegen 22'500 Experimente gemacht.
In Villigen werde wissenschaftlich viel hochstehende Arbeit geleistet, sagt die Konkurrenz. Christian Schroer etwa, vom Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg: «Besonders gut sind die Forschenden am PSI in der Bildgebung, da sind sie wirklich ganz vorne mit dabei».
Mehrere Nobelpreise fussen auf der Forschung an der Synchrotron Lichtquelle. Weltweit gibt es etwa 50 solcher Anlagen, in der Schweiz ist es die einzige.
In den letzten zwei Jahren wurde die Anlage nun für 129 Millionen Franken modernisiert. Nach dem Upgrade ist die Dichte der Röntgenstrahlen noch höher. «So werden die Bilder besser und es können künftig etwa 40-mal mehr Proben in derselben Zeit untersucht werden», sagt Physiker Hans Braun. Die ersten Untersuchungen und Experimente nach dem Umbau wurden bereits gestartet.
