Preis für bestes Forschungsfoto

IPP-Wissenschaftler Michael Griener für „Best Research Image in Plasma Physics“ ausgezeichnet

6. August 2019

Der Preis für das beste Forschungsfoto, den die Fachzeitschrift Europhysics Letters (EPL) unter den Teilnehmern der diesjährigen Plasmaphysik-Konferenz der Europäischen Physikalischen Gesellschaft (EPS) ausgelobt hat, ging an Dr. Michael Griener vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik.

Das Sieger-Foto zeigt das Polychromator-System der Helium-Spektroskopie, die Michael Griener an der Garchinger Fusionsanlage ASDEX Upgrade entwickelte und nun betreibt. Die Messapparatur beobachtet die Elektronen im Plasmarand und liefert deren Temperatur und Dichte in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung.

Das Sieger-Foto zeigt das Polychromator-System der Helium-Spektroskopie, die Michael Griener an der Garchinger Fusionsanlage ASDEX Upgrade entwickelte und nun betreibt. Die Messapparatur beobachtet die Elektronen im Plasmarand und liefert deren Temperatur und Dichte in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. Dies sind wichtige Informationen, da die Eigenschaften der Plasma-Randschicht den gesamten Plasmaeinschluss beeinflussen und die Wechselwirkung zwischen Plasma und Gefäßwand bestimmen.

Zur Messung wird ein Strahl von Heliumatomen durch den Plasmarand geschickt. Das Licht, das sie bei Zusammenstößen mit den Plasmateilchen aussenden, wird in 32 optischen Kanälen gesammelt, die unterschiedlichen räumlichen Positionen im Plasma entsprechen, und durch lange Glasfasern an das Polychromator-System übertragen. Eine Linse (rechts im Bild) fokussiert das Licht der einzelnen Fasern auf vier 32-kanalige Photomultiplier-Röhrenarrays, deren jedes die Intensität einer Heliumlinie – bei 587, 667, 706 und 728 Nanometer Wellenlänge – misst. Für maximale Übertragungseffizienz trennen drei dichroitische Spiegel (Mitte) das Licht in vier Wellenlängenbänder. In der Abbildung ist dies künstlich veranschaulicht: Das weiße Licht aus der Linse rechts zerlegen die Spiegel in vier Farbstreifen – grün, gelb, orange und rot. Interferenzfilter direkt vor den Photomultipliern wählen dann die spezifische Heliumlinie aus. Auf diese Weise lässt sich die Intensität der vier verschiedenen Helium-Linien gleichzeitig messen und mit einem Theoriemodell vergleichen. Der große Lichtdurchsatz macht eine hohe Messfrequenz von 900 Kilohertz möglich, so dass auch sehr schnelle Vorgänge wie Plasmaturbulenz beobachtet werden können.

Ziel des Wettbewerbs ist es laut EPL, qualitativ hochwertige Visualisierungsarbeiten in der Plasmaphysik und ihre allgemein verständliche Erläuterung zu fördern. Er stand allen Teilnehmern der EPS-Plasmaphysik-Konferenz 2019 offen, die Anfang Juli in Mailand stattgefunden hat. Unter den Einreichungen traf eine international besetzte Jury eine Vorauswahl; die Gewinner wurden dann von den 800 Konferenzteilnehmern per Abstimmung gekürt. 

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