DESY

DESY (saks. Deutsches Elektronen-Synchrotron) on saksalainen fysiikan perustutkimukseen keskittynyt tutkimuskeskus, jonka kaksi toimipistettä sijaitsevat Hampurissa ja Zeuthenissa. DESY on osa isompaa tutkimusorganisaatiota Helmholtz-Gemeinschaftia. DESY perustettiin 18. joulukuuta 1959 Hampurissa. DESYn painopistealueita ovat alusta asti olleet hiukkasfysiikka ja hiukkaskiihdyttimet. Sittemmin tutkimusalue on laajentunut kattamaan synkrotroneilla tehtävän materiaalitutkimuksen ja vapaaelektronilaserit.
DESY työllistää pysyvästi noin 2000 ihmistä, joista suuri osa on teknistä ja hallinnollista henkilökuntaa.

Tutkimuslaitteisto

DESYn hiukkaskiihdyttimet sijaitsevat Hampurin toimipisteessä, joka sijoittuu Hampurin länsipuolelle, Elbe-joen pohjoisrannalle keskelle asutusta. Toimipisteen alueen rajaa DESYn hiukkaskiihdyttimistä toiseksi isoin kiihdytin PETRA (Positron-Electron Tandem Ring Accelerator tai Positron-Elektron-Tandem-Ring-Anlage). Isoin kiihdytin, HERA (Hadron-Electron Ring Accelerator tai Hadron-Elektron-Ring-Anlage), kulkee suurimmalta osalta alueen ulkopuolella ja sen piiri on useita kilometrejä.

DORIS

Hiukkastutkimuksessa vuodesta 1974 käytetty DESYn varastorengas DORIS (Double Ring Store tai Doppel-Ring-Speicher) muutettiin 1993 täysin synkrotronisäteilylähteeksi ja se toimi sellaisena monen ulkopuolisen ja DESYin sisäisen ryhmän käytössä vuoteen 2012 asti. DORIS-synkrotronissa säteily saatiin aikaan positroneilla. Käyttäjäryhmiä DORIS-synkrotronilla olivat muun muassa EMBL, Max Planck -instituutti, Helmholtz-Zentrum Geesthacht ja HASYLAB.

PETRA III

Positronien ja elektronien kiihdyttämiseen rakennettu PETRA aloitti toimintansa vuonna 1978. Heti seuraavana vuonna PETRAlla tehdyissä positronien ja elektronien hiukkastörmäytyksissä löydettiin kokeellisia todisteita aiemmin vain teoreettisesti ennustetusta hiukkasesta, gluonista. Vuodesta 1991 PETRA toimi suuremman HERA-renkaan esikiihdyttimenä aina HERAn sulkemiseen vuoden 2007 kevääseen asti. Toimiessaan HERAn esikiihdyttimenä PETRAa käytettiin osan aikaa myös synkrotronisäteilylähteenä.
Vuosien 2007 ja 2008 aikana PETRA muutettiin nykyaikaiseksi synkrotronisäteilylähteeksi 225 miljoonan euron panostuksella, josta Saksan valtio maksoi 90 prosenttia. Se oli valmistumishetkellään maailman suurin ja kirkkain synkrotroni. PETRAa käytetään niin kutsutussa top-up-moodissa, jossa elektronivirta synkrotronissa pysyy vakiona siten, että uusia elektroneja injektoidaan renkaaseen lähes jatkuvasti. PETRA III otti ensimmäiset mittausaikaa hakeneet käyttäjät vastaan vuoden 2010 syyskuussa.

HERA

Ympärysmitaltaan 6,3 km pitkä HERA-kiihdytin aloitti toimintansa 1992. Elektroneja ja positroneja protoneihin törmäyttänyt HERA oli käyttöaikanaan ainoa hiukkaskiihdytin, jolla voitiin törmäyttää leptoneita hadroneihin. Laite suljettiin 2007, minkä jälkeen PETRA-kiihdyttimen muutostyöt synkrotronisäteilylähteeksi alkoivat välittömästi.

FLASH

DESYn fotonifysiikan osaamista korostaa 260 metriä pitkä vapaaelektronilaser FLASH (Free Elektron Laser in Hamburg, aiemmin nimeltään VUV-FEL), jonka prototyyppi esiteltiin yleisölle ensimmäisenä pehmeän röntgenalueen vapaaelektronilaserina maailmassa vuoden 2000 maailmannäyttelyssä. FLASH oli vuoteen 2009 asti maailman ainoa pehmeän röntgenalueen vapaaelektronilaser. Vuoden 2009 huhtikuussa toinen pehmeän röntgenalueen kattava vapaaelektronilaser aloitti toimintansa Stanfordissa. Yhdysvaltalainen LCLS on maailman ensimmäinen kovankin röntgenalueen kattava vapaaelektronilaser.

European XFEL

DESY on aloittanut 2000-luvulla myös monikansallisen eurooppalaisen XFEL-projektin (European X-ray Free Electron Laser), jossa tarkoituksena on rakentaa Euroopan ensimmäinen röntgenalueen laser. Rakennustyöt aloitettiin vuoden 2009 alussa ja sen arvioidaan valmistuvan vuonna 2017.

DESY Photon Science

DESYn alueella Hampurissa on vuodesta 1980 toiminut synkrotronisäteilyn käyttöön ja käytön mahdollistamiseen keskittynyt tutkimuslaboratorio HASYLAB (Hamburger Synchrotronstrahlungslabor), joka sittemmin on korvattu osastolla DESY Photon Science. DESY Photon Science ylläpitää ja kehittää DORIS- ja PETRA-varastorenkailla käytettäviä laitteita ja osallistuu FLASH ja XFEL-projekteihin. Noin 2000 vierailevaa tutkijaa käy vuosittain tekemässä mittauksia laboratorion laitteilla.