Entwicklung einer anwendungsorientierten lasergetriebenen Protonenquelle: Optimierung und Stabilisierung durch künstliche Intelligenz

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Sonja Gerlach, Ph.D.; Professor Dr. Jörg Schreiber
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558546291

Durch lasergetriebene Protonenbeschleunigung können heutzutage hochenergetische Teilchenpakete erzeugt werden. Die mangelnde Stabilität der Strahlparameter sowie niedrige Schussraten verhindern jedoch eine effiziente Optimierung der Quelle und ihre Nutzung. In diesem Projekt soll ein neuer experimenteller Aufbau in Kombination mit intelligenten Methoden genutzt werden, um die Brücke zwischen dem derzeitigen Forschungsstand hin zu möglichen Anwendungen zu schlagen. Aufbauend auf langjährigen Entwicklungen in unserem Labor sollen hohe Schussraten durch ein Flüssigkeitsfilm-basiertes Targetsystem sowie akustische Teilchendetektoren möglich werden. Die Entwicklung einer neuartigen Laserdiagnostik im Experimentierbereich soll wichtige Laserparameter für jeden Schuss bestimmen. Durch die Integration der Komponenten in eine einheitliche Software-Infrastruktur kann nun künstliche Intelligenz für die Stabilisierung und Optimierung der lasergetriebenen Ionenquelle genutzt werden. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer anwendungsoptimierten Protonenquelle, die fokussierte Teilchenpakete mit einer Schussrate von 1 Hz, regelbaren Energien bis zu 30 MeV und einer Teilchenzahlschwankung von unter 30% erzeugt.

• DFG-Verfahren: Neue Geräte für die Forschung