Challenge #44

Teilchenbeschleuniger lernfähig machen.

Beschleuniger sind komplex zu bedienen und aufwändig zu kontrollieren. Innovative KI-Methoden erhöhen ihre Betriebssicherheit, erleichtern die Steuerung und ermöglichen dadurch präzisere Experimente mit diesem universellen Werkzeug.

Der Kontrollraum eines Teilchenbeschleunigers ähnelt der Schaltzentrale einer NASA-Mission: Hochkonzentriert halten Forscher:innen den Blick auf Messkurven und Zahlenkolonnen in den Monitoren. Schließlich ist ein Beschleuniger eine  außergewöhnlich komplexe Maschine: Um winzige Teilchen zu Paketen zu bündeln und nahezu auf Lichtgeschwindigkeit zu bringen, bedarf es einer ausgeklügelten Steuerelektronik.

In Zukunft wird künstliche Intelligenz die Aufgabe der Kontroll-Crew merklich erleichtern. In den Helmholtz-Forschungszentren arbeiten wir an lernfähigen Algorithmen, die die rasanten Teilchenpakete in Echtzeit analysieren und bei Bedarf Korrekturen anbringen – und zwar blitzschnell. Auch werden bevorstehende Fehlfunktionen erkannt, bevor sie auftreten. Damit lassen sich Beschleuniger künftig sicherer betreiben und besser auf die Bedürfnisse der Wissenschaft ausrichten. Die Folge: zielgerichtete Experimente und die Entwicklung innovativer Technologien für Forschung, Medizin und Industrie.

(Headerbild: Karlsruher Institut für Technologie)

Video: Für seine Experimente nutzt das Forschungsteam unter anderem das FLUTE-Experiment am KIT.

Video: BESSY II - die nationale Synchrotronstrahlungsquelle für den weichen Röntgenbereich

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