Stochastische Computertomographie: Theorie und Algorithmen für X-FEL-Bildgebung in Echtzeit (C02)

• Fachliche Zuordnung: Biophysik ; Mathematik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432680300

In diesem Projekt soll eine Theorie und effiziente Algorithmen für stochastische computergestützte Tomographie entwickelt und für die Auswertung von Femtosekunden-Röntgenstreuexperimente mit Freien-Elektronen-Lasern an einzelnen Molekülen eingesetzt werden. Diese Experimente öffnen einen neuen Zugang zur Strukturbestimmung biologischer Makromoleküle bei Zimmertemperatur, ohne erforderliche Kristallisation, und mit minimalem Materialbedarf. Die Hauptschwierigkeit bei der Auswertung besteht in dem extrem niedrigen Signal/Rausch-Verhältnis: Pro Puls werden nur etwa 10-50 Photonen registriert; zu wenig für die Anwendung etablierter Methoden. Wir wollen dieses Problem mit neuartigen korrelationsbasierten und Bayes-gestützen Verfahren lösen und damit langfristig die zeitaufgelöste Strukturaufklärung einzelner Moleküle ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 1456: Mathematik des Experiments: Die Herausforderung indirekter Messungen in den Naturwissenschaften
• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Teilprojektleiter: Professor Dr. Helmut Grubmüller; Professor Dr. David Russell Luke