Max-Planck-Gesellschaft gründet neues Institut in Hamburg

Hansestadt soll internationales Zentrum für Strukturforschung werden

Der Senat der Max-Planck-Gesellschaft hat auf seiner Sitzung vom vergangenen Freitag die Gründung des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg beschlossen. Das neu gegründete MPI geht aus der sehr erfolgreichen MPG-Forschergruppe für strukturelle Dynamik an der Universität Hamburg hervor. Der Gründungsbeschluss erfolgt vorbehaltlich der Zustimmung der Hamburgischen Bürgerschaft. Die Stadt Hamburg wird voraussichtlich 37 Millionen Euro im Wege der Sonderfinanzierung für einen Neubau leisten. Der Beschluss soll im Dezember 2012 erfolgen. Wenn die Hamburgische Bürgerschaft zustimmt, ist der Weg frei für eine anschließende Befassung der Gemeinsamen Wissenschaftskonferenz (GWK), die der Aufnahme in die überregionale Bund-Länder-Finanzierung zustimmen muss.

„Ich freue mich sehr, dass die international hoch angesehene und fruchtbare Zusammenarbeit zwischen dem Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY), der Universität Hamburg und der MPG im Anwendungszentrum Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) sich im Bereich neuartiger Strahlungsquellen weiter intensiviert, “ sagt MPG-Präsident Peter Gruss. Wissenschaftssenatorin Dorothee Stapelfeldt: „Der Beschluss der Max-Planck-Gesellschaft ist eine richtungweisende Entscheidung für Wissenschaft und Forschung in Hamburg. Der Hamburger Senat hat es sich zum Ziel gesetzt, Hamburg zu einem internationalen Zentrum für die Strukturforschung zu machen und die internationale Sichtbarkeit des Forschungscampus Bahrenfeld zu erhöhen. Die Entscheidung der Max-Planck-Gesellschaft bestätigt, dass Hamburg schon heute über hervorragende Expertise auf diesem Gebiet verfügt, die durch die Magnetwirkung des neuen Instituts weiter verstärkt würde.“

Das neue Max-Planck-Institut wird künftig aus fünf Abteilungen bestehen, vier experimentellen und einer theoretisch ausgerichteten Abteilung, sowie einer MPG-Forschergruppe. Voraussichtlich wird es an dem neuen Institut rund 120 Planstellen geben.

So wird die Abteilung des Gründungsdirektors Andrea Cavalleri mit Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen die kollektiven Eigenschaften von Festkörpern untersuchen und kontrollieren sowie dabei detailliert verfolgen, wie sich Atome und Elektronen verhalten. Erst kürzlich gelang es einem Team um Andrea Cavalleri, ein keramisches Kuprat mit Terahertz-Strahlung in den supraleitenden Zustand zu bringen, in dem das Material seinen elektrischen Widerstand verliert. Ein Ziel der Gruppe am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie wird es sein, die zugrundeliegenden Prozesse in dem Material detailliert aufzuklären und den Effekt auszunutzen, um Materialien bei bislang unerreichten Temperaturen supraleitend zu machen.

Um die genaue Beobachtung atomarer Bewegungen und elektronischer Prozesse geht es auch bei der Forschung in der Abteilung des zweiten Gründungsdirektors Dwayne Miller. Ein Schwerpunkt seiner Forschung wird darin liegen, chemische Reaktionen mit atomarer Auflösung zu filmen. Insbesondere Proteine sollen beim Verrichten ihrer biochemischen Arbeit verfolgt und so die Funktionsweise grundlegend verstanden werden. Dazu hat das Team um Dwayne Miller die weltweit einzigartige Elektronen-Quelle REGAE entwickelt. Weiterhin arbeitet sein Team an einer neuen Methode, mittels Infrarot-Lasern Gewebeschnitte fast ohne anschließende Narbenbildung zu realisieren. Ein solches – aus Erkenntnissen der Grundlagenforschung erwachsenes – Infrarot-Skalpell könnte schon in naher Zukunft die Laserchirurgie revolutionieren.

Möglich sind die geplanten Untersuchungen an dem neuen Institut erst dank großer methodischer Fortschritte, vor allem in der Spektroskopie mit ultrakurzen, brillanten Laserpulsen. Besonders wichtig ist in diesem Zusammenhang die Entwicklung der Freie-Elektronen-Laser, die extrem kurze, energiereiche Röntgenpulse erzeugen. Sie könnten es künftig ermöglichen, die Struktur einzelner Proteinmoleküle aufzuklären. Dementsprechend werden die Strukturbiologie sowie die Vervollkommnung der Methoden, die Freie-Elektronen-Laser nutzen, weitere Forschungsschwerpunkte des neuen Instituts sein. Die experimentellen Untersuchungen werden dabei in allen Bereichen von theoretischen Studien flankiert, um die Beobachtungen auf dem völlig neuen Gebiet der Physik umfassend zu erklären und ein tiefgreifendes Verständnis zu ermöglichen, wie Struktur und ihre Dynamik die Funktionalität von Materie bestimmen.

Für das neue Institut kam nur Hamburg als Standort in Frage. Zum einen gibt es dort im Rahmen von CFEL eine seit Jahren gewachsene intensive Zusammenarbeit mit der Universität Hamburg und dem DESY im Bereich der Photonik und Strukturaufklärung. Zum anderen erfordert die besondere Mission des Instituts Zugang zu Hochleistungsstrahlenquellen, wie sie derzeit in Deutschland nur in der Hansestadt mit dem Freien Elektronen Lasern FLASH und dem European XFEL, der Synchrotronstrahlungsquelle PETRA-III und der in der Gruppe um Dwayne Miller entwickelt und gebauten relativistischen Elektronenkanone REGAE zur Verfügung stehen.

ARE/HER/BA