DESY

DESY er et stort tysk nationalt forskningslaboratorium for fundamental fysik, beliggende i Hamburg, med en mindre afdeling i Zeuthen, nær Berlin. DESY bygger og driver avancerede partikelacceleratorer med det formål at undersøge stoffets struktur og dynamik på det makroskopiske niveau (faste stoffer og materialer) og på det atomare og subatomare niveau. Hovedforskningsfelterne er partikelfysik, foton fysik, astropartikelfysik, materialefysik og accelerator design og drift af disse.

Laboratoriet blev oprettet i 1959 og navnet referer til den første accelerator, der var en elektron accelerator. Siden 1992 har DESY også haft en afdeling i Zeuthen SØ for Berlin. DESY modtager 90% af sine midler (ca. 359 millioner EUR i 2024) fra den tyske stat, herunder Helmholtz Stifttung, resten fra Hamburg og Brandenburg delstaterne. DESY er nu et internationalt center med ca. 3000 ansatte og over 3000 brugere fra 40 lande.

DESY fokuserer især på at bygge og drive avancerede høj-intensitet elektron acceleratorer og fri-elektron lasere, der kan producere intens og fokuseret røntgen stråling (synkrotron-stråling).

Den oprindelige elektronsynkrotron DESY, med en omkreds på 300 m, blev anvendt til partikelfysik eksperimenter indtil 1978 og fungerer nu som injektor til andre anlæg og til detektor afprøvning. Den første elektron-positron lagerring, DORIS, blev taget i brug i 1974 og anvendt indtil 2013.

PETRA er en elektron-positron lagerring med en omkreds på 2.304 m der blev taget i brug i 1978 og anvendt indtil 1986 til at studere elektron-positron kollisioner. Fra 1990 anvendtes PETRA som injektor til HERA lagerringen. Siden 2009 leverer PETRA, under navnet PETRA III, energirig Røntgen stråling med stor intensitet (brillians) til mere end 40 forsøgsopstillinger.

Det mest markante resultat fra PETRA er opdagelsen af gluonen i 1979, den partikel der formidler den stærke vekselvirkning, og som binder kvarkerne sammen. Det skete ved at observere 3-jet begivenheder i elektron-positron kollisioner i bl.a. TASSO eksperimentet.

HERA er Tyslands største cirkulære accelerator og lagerring. Den har en omkreds på 6.336 m. Indtil 2007 var HERA den eneste accelerator der tillod kollisioner mellem elektroner eller positioner med protoner, hvilket har gjort det muligt at undersøge kernepartiklerne indre struktur og indhold af kvarker og gluoner, med eksperimenterne H1, ZEUS, HERMES og HERA-B.

USA har besluttet at bygge en omfattende installation, Electron Ion Collider (EIC) ved Brookhaven National Laboratory, NY, til at bringe udforskningen af kvark og gluon indholdet i kernepartiklerne videre. Anlægget genanvender RHIC acceleratoren til acceleration og lagring af protoner og tungere ioner og vil beskyde disse med elektroner fra en nybygget elektron accelerator. EIC forventes at står klar i 2033-35.

DESY er også værtslaboratorium for XFEL (X-ray Free Electron Laser), en 1,7 km lang lineær superledende accelerator, der er oprettet som en internationalt kollaboration, der kan producere ultrakorte pulser af høj-energi Røntgen stråling til bl.a. studier af kemiske og biologiske reaktioner.