- .
В Объединении имени Гельмгольца в настоящее время используются пять крупных установок для исследований с помощью фотонов, а именно накопительное кольцо ANKA (KIT), BESSY II (HZB) и DORIS III (DESY), первый действующий лазер на свободных электронах, который работает от линейного ускорителя, FLASH (DESY) и PETRA III (DESY). PETRA III является лучшим мировым источником жёсткого рентгеновского излучения. Большую часть времени в году измерения на данных установках могут проводить пользователи, в настоящее время около 4500 человек. Темы исследований включают атомы, молекулы и кластеры, область физики твёрдых тел, химии и наук о жизни и материаловедение и природоведческие науки. Дополнительно строятся новые источники: европейский рентгеновский лазер на свободных электронах European XFEL (DESY) в Гамбурге и Шлезвиг-Гольштейн будет иметь революционные возможности излучения. Строительство ведётся с 2009.
- .
Исследование нейтронами может проходить только на крупных машинах. В Германии разработка, строительство и использование крупных машин для нейтронного исследования ведётся Объединением имени Гельмгольца и Техническим Университетом в Мюнхене. Центр имени Гельмгольца Берлин по исследованию материалов и энергии (HZB) использует реактор с потоком среднего класса BER II в Берлине. В FRM II Технического университета Мюнхена принимают участие Исследовательский центр Юлих (в составе Объединения имени Гельмгольца) и Немецкий исследовательский центр проектирования материалов (GEMS). Источники и участвующие центры дополняют друг друга.
BER II und FRM II - важные составляющие международной сети нейтронных источников. Участие в оснащении SNS в США обеспечит развитие европейского источника расщеплённых частиц (ESS).
- .
Атомная физика, физика плазмы и материаловедение охватывают многие нерешённые вопросы фундаментальных и прикладных наук. В GSI Центре имени Гельмгольца по исследованию тяжёлых ионов пользователи разных направлений используют интенсивные лучи ускорителей. Эти установки покрывают виды ионов практически всех нагруженных состояний от 1 MeV/u до 1 GeV/u. Накопительное кольцо охватывает большую динамическую область и позволяет проводить точные эксперименты на отдельных ионах.
Современные возможности исследования с помощью фотонов, нейтронов и ионов в области атомной физики GSI Центра имени Гельмгольца по исследованию тяжёлых ионов заметно расширяются благодаря использованию установки HITRAP (многозарядной ловушки ионов), в области материаловедения – благодаря трём новым универсальным линейным ускорителям UNILAC-Beamlines и в области физики плазмы - благодаря мощному лазеру высокой энергии PHELIX (петтаваттный высокомощный лазер для экспериментов над тяжёлыми ионами) и генератору ионов SIS18. Сочетание лучей тяжёлых ионов высокой энергии с лазером высокой энергии – уникальный инструмент для изучения физики плазмы. Новое измерение в исследовании тяжёлых ионов и антивещества откроется после запуска ускорителя для исследования антипротонов и ионов FAIR.
