Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Attosekundenkino für Elektronenlöcher

23.07.2009
Forscher haben mit Hilfe der "High Harmonic Generation Spectroscopy" erstmals "live" verfolgt, wie sich die elektronischen Zustände im Inneren eines Moleküls verändern, das durch ein starkes Laserfeld ionisiert wird.

Forscher können erstmals "live" verfolgen, wie sich die elektronischen Zustände im Inneren eines Moleküls verändern, das durch ein starkes Laserfeld ionisiert wird. Beim Ionisieren tritt ein Elektron aus dem Molekül aus und im zurückbleibenden Ion müssen sich die elektronischen Zustände neu ordnen.

Dies passiert in unvorstellbar kurzen Zeitskalen - den Attosekunden. Forscher um Dr. Olga Smirnova vom Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie und vom National Research Council of Canada konnten diese Vorgänge mit Hilfe der so genannten "High Harmonic Generation Spectroscopy" aufzeichnen. Über ihre Ergebnisse berichten sie in der aktuellen Ausgabe von Nature (doi: 10.1038/nature08253).

Die Forscher haben in einem Laserfeld ausgerichtete Kohlendioxid-Moleküle mit Laserpulsen von wenigen Femtosekunden Dauer beschossen. Eine Femtosekunde ist eine Millionstel Milliardstel Sekunde. Bei diesen kurzen Pulsen entsteht bei einer sehr hohen Laserleistung ein so starkes elektromagnetisches Feld, dass die Elektronen die Anziehungskraft des Atomkerns überwinden, sie "tunneln" ins Kontinuum sagen die Forscher dazu.

Dadurch, dass sich das Laserfeld wellenförmig ändert, fliegen manche der Elektronen jedoch nicht davon, sondern schnipsen wie von einem Gummiband gehalten zurück und vereinigen sich wieder mit dem Ion. Bei der Wiedervereinigung geben die Elektronen die aufgenommene Energie in Form von Licht ab. Dieses Licht hat eine besondere Eigenschaft: Seine Frequenz entspricht ungeraden Vielfachen der eingestrahlten Frequenz; bis zum hundertfachen der Ausgangsfrequenz ist möglich. Hohe Harmonische nennen Physiker solche Frequenzvielfache. Es entstehen also innerhalb der Zeit eines eingestrahlten Femotsekundenpulses noch kürze Lichtblitze - mit kürzeren Wellenlängen -, die nur die Dauer von Attosekunden haben. Eine Attosekunden ist der tausendste Teil einer Femtosekunde.

Mit Hilfe dieses "Attosekundenkinos" konnten die Forscher nun verfolgen, wie sich das Elektronenloch, welches das ausgetretene Elektron hinterlassen hat, zeitlich und räumlich verändert. Die Forscher änderten dafür die Intensität der Femtosekunden-Lichtblitze und den Winkel, in welchem die Kohlendioxid-Moleküle beschossen wurden. Über die Intensität der entstandenen Hohen Harmonischen konnten sie ermitteln, aus welcher "Bahn" - also welchem Energieniveau - das Elektron stammte. Mit Hilfe einer Analyse der Harmonischen als Funktion der eingestrahlten Intensität der Femotosekundenpulse konnten die Forscher schließlich Aussagen darüber treffen, wo das Elektronenloch seinen Anfang nahm und wohin es wanderte.

Kontakt:
Dr. Olga Smirnova, Theory group leader, Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie, Division B
Max-Born-Str. 2A
12489 Berlin
phone: +49-30-63 92-13 56
email: Olga.Smirnova@mbi-berlin.de
Dr. Olga Smirnova ist ab 23.7. telefonisch im MBI zu erreichen, davor nur per E-Mail. Dr. Smirnova spricht nur englisch.

Christine Vollgraf | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.fv-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen
17.02.2017 | Universität Konstanz

nachricht Zukunftsmusik: Neues Funktionsprinzip zur Erzeugung der „Dritten Harmonischen“
17.02.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Welt der keramischen Werkstoffe - 4. März 2017

20.02.2017 | Veranstaltungen

Schwerstverletzungen verstehen und heilen

20.02.2017 | Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovative Antikörper für die Tumortherapie

20.02.2017 | Medizin Gesundheit

Multikristalline Siliciumsolarzelle mit 21,9 % Wirkungsgrad – Weltrekord zurück am Fraunhofer ISE

20.02.2017 | Energie und Elektrotechnik

Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen

20.02.2017 | Biowissenschaften Chemie