PETRA IV auf der Shortlist des Bundes: DESY baut das beste 4D-Röntgenmikroskop der Welt

Mit PETRA IV setzt das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY), Teil des Hi-Acts Netzwerks, neue Maßstäbe in der Röntgentechnologie: Die geplante Forschungsanlage wird zur weltweit leistungsstärksten 4D-Röntgenquelle ausgebaut und wurde nun vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) als prioritäre Forschungsinfrastruktur ausgezeichnet.

PETRA IV ist das umfassende Upgrade des bestehenden PETRA-III-Komplexes am Standort Hamburg-Bahrenfeld. Die neue Anlage wird es ermöglichen, Materialien mit bislang unerreichter Präzision in Raum und Zeit zu analysieren – von atomaren Strukturen bis hin zu komplexen biologischen Systemen.

Auch positiv für das Hi-Acts Netzwerk, denn es bedeutet einen Zugang zu wissenschaftsbasiertem Technologietransfer auf höchstem Niveau.

Meilenstein für DESY: Bund priorisiert PETRA IV und IceCube-Gen2

Im Rahmen des Priorisierungsverfahrens für umfangreiche Forschungsinfrastrukturen hat das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) die Röntgenlichtquelle PETRA IV und das Neutrino-Teleskop IceCube-Gen2 als Projekte von nationaler Bedeutung eingestuft.

„Insbesondere die Röntgenlichtquelle PETRA IV bietet enorme Chancen für Spitzenforschung und Innovation. Sie ist zudem essenziell für die europäische Technologie- und Datensouveränität. Wir werden nun das beste 4D-Röntgenmikroskop der Welt bauen“, betont Prof. Dr. Dr. h.c. Beate Heinemann, Vorsitzende des DESY-Direktoriums.

Revolution für die Forschung: 4D-Blick auf die Materie

PETRA IV wird bis zu 100-mal brillanter als ihr Vorgänger PETRA III. Dank einer neuen Experimentierhalle mit 600 Metern Länge und einem hochmodernen Speicherring erlaubt die Anlage:
- molekulare Analysen mit beispielloser räumlicher und zeitlicher Auflösung
- 4D-Darstellungen dynamischer Prozesse in Materialien
- visualisierte Strukturänderungen in Echtzeit
- gezielte KI-gestützte Entwicklung neuer Werkstoffe und Wirkstoffe

Das Projekt wird entscheidend zur Weiterentwicklung der Science City Hamburg Bahrenfeld beitragen.

Entsprechend bedeutet es für das Hi-Acts Netzwerk den Zugang zu einzigartigen Datensätzen, die als Grundlage für KI-gestütztes Materialdesign, die Entwicklung neuer Medikamente sowie nachhaltiger Technologien dienen. PETRA IV stärkt damit die gemeinsame Vision, komplexe wissenschaftliche und technologische Herausforderungen datenbasiert und interdisziplinär anzugehen.

Neue Maßstäbe für Technologie, Medizin und Nachhaltigkeit

Ob in der Mikroelektronik, Batterieforschung, Biotechnologie oder Katalyse: Die durch PETRA IV gewonnenen Erkenntnisse werden nicht nur Grundlagenforschung vorantreiben, sondern auch direkte Anwendungen in der Industrie ermöglichen. Bis zu 20 % der Messzeit ist für industrielle Nutzung vorgesehen – ein wertvoller Beitrag zur Stärkung des Innovationsstandorts Deutschland.

Maryam Blumenthal, Hamburgs Wissenschaftssenatorin, unterstreicht:
„PETRA IV setzt neue Maßstäbe für das, was Wissenschaft für die Gesellschaft leisten kann. Forschende in Hamburg werden an der weltweit leistungsstärksten Synchrotronquelle Lösungen für die großen Herausforderungen unserer Zeit finden – sei es bei nachhaltigen Technologien, Medikamenten oder Energiekonzepten.“

Volkswirtschaftlicher Nutzen: 24 Milliarden Euro Potenzial

Laut einer Studie des Fraunhofer ISI generiert PETRA IV einen direkten Zusatznutzen von rund 7 Milliarden Euro. Rechnet man indirekte Effekte durch Innovationen hinzu, steigt der erwartete volkswirtschaftliche Nutzen auf beeindruckende 24 Milliarden Euro.

Der Bauzeitraum des neuen Beschleunigers ist mit 2,5 Jahren angesetzt. Läuft alles nach Plan, wird PETRA IV ab dem Jahr 2032 wissenschaftliches Licht in Hamburg Bahrenfeld erzeugen.

Schlüsselrolle im Hi-Acts Netzwerk

PETRA IV liefert künftig hochpräzise, KI-verwertbare Daten für zahlreiche Partner im Hi-Acts-Verbund. Es stärkt die gemeinsame Vision eines integrierten Innovationsökosystems an der Schnittstelle von Forschung, Anwendung und gesellschaftlichem Nutzen.

Weitere Informationen:

- Projekt-Website: https://petra4.desy.de
- Video-Beitrag von Sat.1: https://www.sat1regional.de/teilchenbeschleuniger-petra-iv-hamburger-forschungszentrum-desy-baut-super-maschine/
- Diskussionsrunde: https://www.youtube.com/live/QvclYIP-XNE?si=umszHnAVBe8y1Ml8
- BMFTR Shortlist: https://www.bmftr.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/2025/fis_priorisierung_shortlist.pdf?__blob=publicationFile&v=5