Mainzer Mikrotron

Das Mainzer Mikrotron MAMI ist ein Teilchenbeschleuniger für Elektronenstrahlen, der vom Institut für Kernphysik der Universität Mainz betrieben und für Experimente der Kern- und Hochenergiephysik benutzt wird. Sowohl das Funktionsprinzip als auch die ersten Stufen von MAMI wurden entwickelt von Prof. Dr. Helmut Herminghaus in Zusammenarbeit mit Dr. Karl-Heinz Kaiser. Es ist als mehrstufiges Rennbahnmikrotron mit normalleitenden Linearbeschleunigern aufgebaut. Der Beschleuniger steht seit 1979 für Experimente zur Verfügung und wurde seither kontinuierlich erweitert. In der neuesten Ausbaustufe MAMI-C kann der Beschleuniger polarisierte Elektronenstrahlen (Polarisationsgrad typisch 80%) von mehr als 20 µA Strahlstrom und unpolarisierte Elektronenstrahlen von bis zu 100 µA auf relativistische Energien bis 1.5 GeV beschleunigen.

Das MAMI ist ein sogenannter Dauerstrichbeschleuniger. Der Elektronenstrahl ist also nicht wie bei manchen anderen Beschleunigeranlagen makroskopisch gepulst; vielmehr ist die Paket-Zeitstruktur des Strahls so klein (0,4 nsec), dass die Detektoren der Experimente diese nicht mehr registrieren können und der Strahl somit wie ein kontinuierlicher Gleichstrom wirkt. Dies hat den großen Vorteil, dass die Menge anfallender Experimentierdaten gleichmäßig verteilt und nicht in kurzen Pulsen konzentriert ist. Der Beschleuniger erzeugt einen scharf definierten Strahl: der Strahldurchmesser ist wenige 0.1 mm groß und die Energieunschärfe bei 855 MeV  kleiner als 13 keV. Die Energie der Elektronen streut also nur um etwa ein Hunderttausendstel um den Sollwert. Auch die Position des Strahls wird über komplexe Regelungsmechanismen auf weniger als 200 µm konstant gehalten.

Dieses Gerät eignet sich daher sehr gut, um Präzisionsuntersuchungen zur Struktur der Materie im subatomaren Bereich durchzuführen. Die Forschung am Institut konzentriert sich besonders auf die Untersuchung subatomarer Gebilde, die aus vielen Teilchen mit starker Wechselwirkung zusammengesetzt sind. Vier experimentelle Arbeitsgruppen mit Kooperationspartnern aus mehr als 10 Ländern haben sich bis jetzt am Institut angesiedelt.

Mainzer Mikrotron - MAMI

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