Intelli-Las
Intelligente Steuerung und Stabilisierung von Laser-Plasma-Beschleunigern
Thema Basistechnologien für die Photonik
Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)
Projektlaufzeit 01.10.2025 - 30.09.2028
Projektvolumen 599640
Förderquote zu 100 % durch das BMFTR gefördert
Illustrierung der entwickelten Laser-Diagnostik, die das gesamte Feld für jeden einzelnen Puls vermessen kann und als Ausgangsbasis des Projektes dient.
Beschreibung
Motivation
Moderne Teilchenbeschleuniger sind Schlüsseltechnologien für Medizin, Industrie und Forschung, jedoch oft groß, teuer und komplex. Eine revolutionäre Alternative sind kompakte Laser-Plasma-Beschleuniger (LPAs), die das Potenzial haben, die gleiche Leistung auf einem Bruchteil der Größe zu erbringen. Ihre breite Anwendung wird jedoch bisher durch Instabilitäten verhindert, die aus der hochkomplexen Wechselwirkung von Laser und Plasma resultieren. Das Projekt Intelli-Las adressiert im Rahmen der Fördermaßnahme WiVoPro genau diese grundlegende Herausforderung, um die Brücke von der Grundlagenforschung zur industriellen Nutzbarmachung zu schlagen.
Ziele und Vorgehen
Das Ziel des Projekts ist die Demonstration eines intelligenten Kontrollsystems, das einem LPA beibringt, sich selbst zu stabilisieren. Anstatt krampfhaft zu versuchen, jede einzelne Komponente stabil zu halten, nutzen wir die Komplexität des Systems zu unserem Vorteil. Mithilfe von Methoden der künstlichen Intelligenz lernt das System, dass es für ein gewünschtes Ergebnis (z. B. einen stabilen Teilchenstrahl) viele physikalisch gleichwertige „Rezepte“ gibt. Unser System wird in Echtzeit zwischen diesen alternativen Konfigurationen navigieren, um Störungen und Drifts aktiv auszugleichen.
Innovation und Perspektiven
Die Innovation des Projekts liegt in einem Paradigmenwechsel: Der Beschleuniger wird nicht als eine Sammlung einzelner Komponenten betrachtet, sondern als ein Gesamtsystem, das mehr ist als die Summe seiner Teile. Durch das Verständnis dieser systemischen Zusammenhänge erschließen wir ein neues Potenzial für Robustheit und Stabilität. Der gesellschaftliche Nutzen liegt in der Erschließung neuer Anwendungen durch kompakte und zuverlässige Beschleuniger, etwa in der Krebstherapie, der hochauflösenden Bildgebung für die Materialprüfung oder der Sicherheitskontrolle. Die Ergebnisse schaffen die Grundlage für Folgeprojekte mit Industriepartnern und stärken den Technologiestandort Deutschland in diesem Zukunftsfeld nachhaltig.
Projektkoordination
Dr. habil. Andreas Döpp
E-Mail: a.doepp@lmu.de
Weitere Infos
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