Das Mainzer Mikrotron ist seit 25 Jahren offiziell in Betrieb

Die letzte Ausbaustufe des Mainzer Mikrotrons (MAMI-B) ist vor 25 Jahren, am 29.1.1991 offiziell eröffnet worden. Mit dem damals fertiggestellten dritten Rennbahnmikrotron wurde das nach wie vor weltweit größte und leistungsstärkste Gerät dieser Art erstmals der Öffentlichkeit präsentiert. Der Elektronenbeschleuniger war von einem Team unter der Führung von Professor Dr. Helmut Herminghaus entwickelt worden und beschleunigt Elektronen auf eine Bewegungsenergie, die der Anwendung einer Gleichspannung von 850 Millionen Volt entspricht.
In der Rückschau auf 25 Jahre Betrieb kann resümiert werden, dass die Vision der Erbauer der Mikrotron-Kaskade Wirklichkeit geworden ist. Der Beschleuniger, der sich über zwei turnhallengroße unterirdische Hallen erstreckt, ist einer der zuverlässigsten und effizientesten weltweit. Die fast 150000 Betriebsstunden seit 1991 bedeuten, dass die Anlage über 25 Jahre hinweg im Durchschnitt mehr als 110 Stunden pro Woche im Dienste der Grundlagenforschung in Betrieb gewesen ist. Auch zum heutigen Zeitpunkt noch werden immer neue Anwendungsgebiete für die Mikrotrone erschlossen, beispielsweise in der Produktion der für technische und medizinische Entwicklungen wichtigen Nanodiamanten.
Zu den Highlights der Forschung mit MAMI gehören zahlreiche Experimente der Hadronenphysik, so z.B. die weltbesten Messungen zur Form und Ausdehnung von subatomaren Teilchen wie dem Proton sowie zu dessen angeregten Resonanzzuständen. In Hochpräzisionsexperimenten konnte weiterhin der Beitrag von seltsamen Quarks in Nukleonen und Kernen untersucht werden. Kürzlich wurden bei MAMI auch weltweit vielbeachtete Suchen nach hypothetischen Teilchen jenseits des Standardmodells, sogenannten Dunklen Photonen, durchgeführt, die eine Reihe von offenen Fragen unserer subatomaren Welt erklären könnten.
Das Beschleunigerentwicklungsteam am Institut für Kernphysik hat sich keineswegs auf den Betrieb und die Verbesserung von MAMI B beschränkt. Vor fast 10 Jahren wurde – unter Leitung und nach Plänen von Dr. Karl-Heinz Kaiser und Dr. Andreas Jankowiak - das weltweit einzige „doppelseitige“ Mikrotron an MAMI-B angekoppelt. Die jetzt MAMI-C genannte Anlage ermöglicht Experimente bei fast der doppelten Energie. Die neue Konfiguration arbeitet mit unveränderter Zuverlässigkeit und Präzision.
Auch heute werden Elektronenbeschleuniger am Institut für Kernphysik neu entwickelt. Moderne Technologien erlauben es, neuartige Experimente zu entwerfen, die auf Elektronenstrahlen mit kleinerer Energie als bei MAMI, aber extrem hoher Stromstärke des Elektronenstrahls beruhen. Für solche Experimente wird aktuell der Beschleuniger MESA – Mainz Energy-recovering Superconducting Accelerator - entwickelt und aufgebaut, der im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes durch den JGU-Exzellenzcluster PRISMA gefördert wird.