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© UDE/Andreas Reichert

Erste gemeinsame Research-Alliance-Ruhr-Berufung

Aus Stanford ins Ruhrgebiet

Der Spitzenforscher Prof. Dr. Xijie Wang hat seine Professur für Ultraschnelle Elektronenbeugung an zwei Universitäten angetreten. Es ist eine Premiere für die Universitätsallianz Ruhr und ihre neu gegründete Research Alliance. Künftig forscht der renommierte Physiker gleichermaßen an der Universität Duisburg-Essen und der TU Dortmund. Vor seinem Wechsel war Wang zehn Jahre leitender Wissenschaftler am SLAC National Accelerator Laboratory der amerikanischen Eliteuniversität Stanford.

Professor Dr. Xijie Wang ist für seine einzigartigen Forschungsexperimente weltweit bekannt: Er untersucht, wie sich extrem rasche Veränderungen in Materialien sichtbar machen lassen. Die Methode der ultraschnellen Elektronenbeugung und -abbildung (Mega-Electron-Volt Ultrafast Electron Diffraction, MeV-UED) will er nun auch an zwei Universitätsallianz Ruhr-Universitäten, ihren Physikfakultäten und im Research Center Chemical Sciences and Sustainability der Research Alliance Ruhr etablieren. Dafür hat die Universität Duisburg-Essen ihn berufen und an die TU Dortmund zu 50 Prozent abgeordnet.

Wang plant eine MeV-UED-Anlage, einen einzigartigen experimentellen Aufbau sowohl für die Flüssigphasenchemie und für die Untersuchung fester Quantenmaterialien. Das DELTA-Zentrum für Synchrotronstrahlung in Dortmund wird dazu für das MeV-UED-Experiment ausgebaut. Dieses Gebäude wird dem renommierten Physiker nicht nur beste Bedingungen für seine Forschung bieten, sondern es wird auch wichtig werden für andere Wissenschaftler:innen vom Research Center Chemical Sciences and Sustainability und die Spitzenforschung im Exzellenzcluster RESOLV der Ruhr-Universität Bochum, der dritten Partnerin der Universitätsallianz Ruhr, stärken.

Die ultraschnelle Elektronenbeugung ermöglicht die Beobachtung natürlicher Prozesse mit extrem hoher zeitlicher Auflösung im Femtosekundenbereich. Die von Professor Wang verwendeten Elektronen erreichen fast Lichtgeschwindigkeit. „Bei dem Experiment schießen wir einen sehr energiereichen Elektronenstrahl auf ein Material. Wenn sie auf Atome treffen, 'prallen' die Elektronen an ihnen ab und werden in verschiedene Richtungen gestreut. Diese Streuung (oder 'Beugung') erzeugt ein Muster, das wir auf einem speziellen Bildschirm sehen. Auf dieser Grundlage können wir einen Film erstellen, der zeigt, wie die Atome im Material angeordnet sind und sich verändern“, erklärt Professor Xijie Wang.

Wang hat MeV-UED um die Jahrtausendwende entwickelt und weithin anerkannte Pionierarbeit bei der Anwendung dieser noch wenig genutzten Methode geleistet. 2019 richtete er am SLAC die weltweit erste Nutzeranlage für MeV-UED ein, eine „Elektronenkamera“, die nun einer breiten wissenschaftlichen Gemeinschaft offensteht. Das Potenzial ist groß: „Wir können die ultraschnelle Elektronenbeugung nutzen, um herauszufinden, wie sich zum Beispiel Wasser und andere Substanzen während chemischen und biologischen Reaktionen verhalten.“ Nützlich ist das beispielsweise bei der Entwicklung effizienterer Solarzellen, neuer Medikamente oder Technologien wie Batterien.

Wangs Weg führte ihn nach dem Abschluss seines Physikstudiums 1982 an der chinesischen Shaanxi Normal University in die USA. Seine erste Station dort war die die University of California Los Angeles, wo er 1992 promoviert wurde. Anschließend forschte er über 20 Jahre im Brookhaven National Laboratory. Danach war er bis 2023 als Wissenschaftler am Stanford Linear Accelerator Center tätig. Er war dort unter anderem maßgeblich an der Erforschung von Laserbeschleunigern, hochbrillanten Elektronenstrahlen und Freie-Elektronen-Laser beteiligt. 2021 erhielt er die renommierte Auszeichnung “Nuclear and Plasma Science Society’s Particle Accelerator Science and Technology Award” des “Institute of Electrical and Electronics Engineers” (IEEE), für herausragende Beiträge zur Entwicklung der Wissenschaft an Partikelbeschleunigern.

Zudem ist er Autor zahlreicher renommierter Publikationen, die weltweit Beachtung finden. 

Weitere Informationen:
https://www.uaruhr.de/researchallianceruhr/chemicalsciencesandsustainability.html.de

Prof. Dr. Xijie Wang, Fakultät für Physik, xijie.wang@uni-due.de und an der Technischen Universität Dortmund: xijie.wang@tu-dortmund.de

Redaktion: Dr. Alexandra Nießen, Tel. 0203 379-1487, alexandra.niessen@uni-due.de

 

 

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