PETRA III on kolmanda põlvkonna sünkrotron, mis tähendab ligi kilomeetriste mõõtmetega keerukaid aparaate ja suuri laboreid. Sellised sünkrotronid koosnevad kahest olulisest osast: elektronide kiirendist ja undulaatoritest. Esimene kiirendab elektronid väga kõrgele energiale. Kui elektronide energia on piisav, hakkavad need undulaatorit läbides energiat kiirgama. Undulaator ise on võimas magnet, mille spetsiaalse kujuga magnetvälja läbides muundub osa elektronide energiast väga monoenergeetiliseks kiirguseks ehk siis ühesuguste footonite kimbuks. Sõltuvalt elektronide energiast ja magnetvälja tugevusest saab nii tekitada väga erineva energiaga kiirgust, alates valgusest kuni väga kalkide röntgenikiirteni. Sünkrotronkiirguse eelis laserite ees on võimalus kiirguse lainepikkust vastavalt vajadusele muuta. Samuti ei saa laseritega tekitada kalki röntgenikiirgust. Seega on sünkrotron seade, millega saab tekitada kõige võimsamaid ja kontsentreeritud „valguse" impulsse.
Niisuguseid ülivõimsaid valgusimpulsse vajatakse väga praktilistel eesmärkidel. Nende abil saab uurida aine ehitust nanomeetristel ehk siis aatomi mõõtmetele lähedastel suurustel. Samamoodi saab uurida aine ehitust ka palju odavama röntgendifraktsiooni meetodi abil, aga sünkrotronkiirguse eeliseks on asjaolu, et sellega saab lisaks kristallidele uurida ka amorfseid aineid. Nagu teada, koosneb suur osa elusloodusest just amorfsetest ainetest. Lisaks võimaldab sünkrotronkiirgus uurida nanomõõtmetes üksikobjekte, näiteks fullereeni „pallikesi", kvantpunkte, nanomasinaid jms. Just praegu, mil nanofüüsika areneb väga kiiresti, on sünkrotronkiirgus asendamatu meetod nanoobjektide uurimiseks.
PETRA III elektronide kiirendi koosneb kahest osast: sirgest lineaarkiirendist ja ringikujulisest põhikiirendist. Viimane on 2,3 km ümbermõõduga ja annab elektronidele energia 6 gigaelektronvolti. Võrdluseks võib öelda, et see on 6 000 000 000 korda suurem kui energia, millega toimuvad tüüpilised keemilised reaktsioonid. Sünkrotronkiirgus ise on nii hele, et hävitab tavaliselt pea hetkeliselt ka uuritava objekti. Siiski, info uuritava objekti struktuurist jääb alles hajunud kiirgusse, mida analüüsides suudavad füüsikud määrata objekti ruumilise ehituse.
PETRA III asub DESY teaduskeskuses, millel on oluline roll ka Eesti teaduses. Hamburgi külje all tegutsev DESY laborikompleks saab tänavu 50aastaseks. Lisaks PETRAle on seal käimas ka palju teisi kiirendi- ja materjaliteaduse eksperimente. Eesti füüsikutel on DESYga väga soe suhe. DESYs on uurimistööd teinud ja õppinud ligi paarkümmend Eesti füüsikut. Näiteks on mitmeid aastaid DESYs töötanud praegune Tartu Ülikooli Füüsika Instituudi direktor Marco Kirm (materjaliteadus) ning Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi juhtivteadur ja Eesti Teaduste Akadeemia uurija-professor Martti Raidal (osakestefüüsika ja kosmoloogia).
VAATA PILTI
Valgumolekuli struktuur, mis on kindlaks tehtud sünkrotonkiirgusega DESY teaduskeskuses Hamburgis Saksamaal. Lausa uskumatu on, et selliste „sasipundarde" struktuuri saab „lahti harutada" ja seda just sünkrotonkiirgusega. Valkude struktuuri mõistmine on väga vajalik näiteks ravimitööstuses, kus sel moel saab välja töötada senisest oluliselt efektiivsemaid ja ohutumaid ravimeid.
