Wissenschaftler*in (Doktorand*in) (d/m/w) zur Optimierung von lasergetriebenen Teilchenquellen für d in Darmstadt

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt betreibt eine der führenden Teilchenbeschleunigeranlagen für die Wissenschaft.

Derzeit wird in internationaler Zusammenarbeit die neue Anlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) gebaut, eines der größten Forschungsvorhaben weltweit.

GSI und FAIR bieten die Gelegenheit, in diesem internationalen Umfeld mit einem Team von Mitarbeiter\*innen zusammenzuarbeiten, das sich täglich dafür einsetzt, Wissenschaft auf Weltniveau zu betreiben.

Im Rahmen des Forschungsprojekts las Er-driven Universal Radio-is Otope Production Accelerator (EUROPA) suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt:

Wissenschaftler\*in (Doktorand\*in) (d/m/w) zur Optimierung von lasergetriebenen Teilchenquellen für die Erzeugung von medizinischen Radioisotopen in Teilzeit (65%)

Projektkontext (EUROPA)

EUROPA (Abkürzung für „las Er-driven Universal Radio-is Otope Production Accelerator“) ist eine europäische Initiative, deren Ziel es ist, die Herstellung medizinischer Radioisotope für die Krebsforschung und -behandlung grundlegend zu verändern.

Die gezielte Radionuklidtherapie ist hier einer der vielversprechendsten Ansätze in der Nuklearmedizin und stützt sich auf künstliche radioaktive Isotope, um Krebszellen präzise zu identifizieren und zu zerstören.

Der Zugang zu diesen innovativen Isotopen ist jedoch begrenzt: Sie sind teuer und schwer bereitzustellen, da sie auf große, zentralisierte Anlagen angewiesen sind.

Die Laser-Plasma-Beschleunigung (engl.

Laser-Plama Acceleration - LPA) könnte jedoch eine äußerst vielseitige Quelle für Strahlung (Gamma-Strahlen) und Teilchen (Ionen und Neutronen) über ein breites Energiespektrum hinweg darstellen, was sie zu einer vielversprechenden Möglichkeit für die Erzeugung der moderaten Aktivitätswerte macht, die für innovative radiopharmazeutische Anwendungen erforderlich sind.

Um dieses Potenzial zu demonstrieren, konzentriert sich EUROPA auf innovative Paare theranostischer künstlicher Radioisotope.

Das Projekt zielt darauf ab, LPA-Mechanismen zu optimieren, um die Ausbeute an beschleunigten Teilchen im gewünschten Energiebereich zu steigern.

Gleichzeitig werden spezielle Detektoren entwickelt, welche die Experimente zur Radioisotopenproduktion unterstützen und auf moderne Laseranlagen mit mittlerer Energie und hoher Wiederholungsrate skaliert werden könnten.

Die ausgeschriebene Stelle spielt eine zentrale Rolle bei der Weiterentwicklung und Optimierung der jeweiligen lasergetriebenen Teilchenquellen, die für den anschließenden Prozess der Radioisotopenherstellung erforderlich sind.

Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung einer lasergetriebenen Alpha-Teilchen-Quelle mit gasförmigen, optisch vorgeformten Targets, wobei ein weiterer Schwerpunkt auf der lasergetriebenen Elektronenbeschleunigung im Bereich der selbstmodulierten Laser-Wakefield-Beschleunigung liegt.

Ihre Aufgaben

• Einrichtung und Durchführung hydrodynamischer Simulationen zur Untersuchung der optischen Vorformung der gasförmigen Targets
• Einrichtung und Durchführung von „Particle-in-Cell“ (PIC) Simulationen zur Untersuchung der lasergetriebenen Teilchenbeschleunigung
• Konzeption und Durchführung von Experimentkampagnen am Hochleistungslasersystem PHELIX zur Validierung und zum Benchmarking der entwickelten Simulationsmodelle
• Teilnahme an projektbezogenen Experimenten an internationalen europäischen Hochleistungslaseranlagen
• Enge Zusammenarbeit mit internen Projektpartnern (Postdoktoranden, Doktoranden) sowie externen Partnern aus Wissenschaft und Industrie.
• Dokumentation der Experimente und deren Auswertung, sowie Veröffentlichung der Ergebnisse in wissenschaftlichen Fachzeitschriften und auf internationalen Konferenzen.

Ihr Profil

• Abgeschlossenes Hochschulstudium (Master oder gleichwertig) in Physik, idealerweise mit Schwerpunkt auf Laser- und/oder Plasmaphysik.
• Fundierte Kenntnisse in mindestens einem der folgenden Bereiche: Laserphysik, Plasmaphysik
• Grundlegende Programmierkenntnisse (z. B. Python) und Interesse an Datenanalyse.
• Erfahrung mit numerischen Simulationen von Laser-Plasma-Wechselwirkungen ist von Vorteil.
• Idealerweise praktische Erfahrung mit optischen Versuchsaufbauten
• Motivation, sowohl an theoretischen/numerischen als auch an experimentellen Themen zu arbeiten.
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise mit Validierung der eigenen Ergebnisse sowie die Fähigkeit, in einem interdisziplinären Team zu arbeiten.
• Gute Englischkenntnisse (in Wort und Schrift); Deutschkenntnisse oder die Bereitschaft, diese zu erwerben, sind von Vorteil.
• Wir bieten
• Zugang zu einer einzigartigen Versuchsumgebung und modernen Forschungsinfrastrukturen bei GSI/FAIR und anderen europäischen Einrichtungen.
• Tätigkeit bei GSI im Rahmen des EUROPA-Projekts in enger Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Partnern.
• Arbeit in einem hochaktuellen Forschungsbereich der lasergetriebenen Teilchenbeschleunigung und deren Anwendung in der medizinischen Forschung.
• Eine zentrale Rolle bei der Entwicklung der lasergetriebenen Radioisotopenerzeugung für die medizinische Forschung.
• Enge Zusammenarbeit mit führenden Forschungseinrichtungen und Industriepartnern.
• Die Freiheit, eigene wissenschaftliche Ideen zu entwickeln, mit Möglichkeiten zur Veröffentlichung und zur Teilnahme an internationalen Konferenzen.

Die Stelle ist auf 3 Jahre befristet. Das Gehalt richtet sich nach dem Tarifvertrag TVöD (Bund).

GSI fördert die berufliche Entwicklung von Frauen und begrüßt es, wenn sich Frauen durch die Ausschreibung besonders angesprochen fühlen.

Schwerbehinderte erhalten bei gleicher Qualifikation den Vorzug.

Weitere Informationen über GSI und FAIR erhalten Sie unterwww. gsi. de sowiewww. fair-center. eu.

Weitere Informationen zum EUROPA Projekt finden Sie unterwww. europa-project. eu.

Bei Fragen wenden Sie sich gerne an Dr. Johannes Hornung (j. hornung@gsi. de).

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