Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nano-fokussierter Röntgenlaserstrahl filmt Materie in Echtzeit

09.04.2013
Wie sich Atome bewegen, chemische Reaktionen eingehen und schließlich an ihren Ort kommen, soll zukünftig mit Hilfe des so genannten Röntgen-Freie-Elektronen-Lasers sichtbar gemacht werden.

Einem Forscherteam der TU Dresden ist gemeinsam mit dem SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Kalifornien und der Königlichen Technischen Hochschule Stockholm ein wichtiger Schritt in diese Richtung gelungen: Sie konnten einen Röntgenlaserstrahl auf etwa 100 nm, also etwa einem Tausendstel der Breite eines menschlichen Haares, fokussieren und diesen dabei detailliert vermessen.

Der so erzeugte nano-fokussierte Röntgenlaserstrahl, der aus sehr kurzen und intensiven Röntgenpulsen besteht, lieferte bereits die ersten Abbildungen, die mit einer Belichtungszeit von 50 Femtosekunden (50 billiardstel Sekunden) jegliche Bewegung der Atome in der Probe einfrieren. Die bisher gebräuchlichen Mikroskopiemethoden können nur Bilder erzeugen, wenn die Atome „stillhalten" und sich starr in einen festen Körper einfügen.

Voraussetzung für die richtige Interpretation der entstehenden Bilder ist, die genauen Eigenschaften des nano-fokussierten Röntgenlaserstrahls zu kennen. Dafür hat das Forscherteam um Dr. Andreas Schropp und Prof. Christian Schroer vom Institut für Strukturphysik der TU Dresden eine neue Abbildungsmethode entwickelt. Sie beruht auf der Beugung der Röntgenstrahlung an einer Probe.
Diese wird in der Nähe des Brennpunkts positioniert und durch den feingebündelten Strahl gerastert. An jedem dieser Rasterpunkte wird in einem größeren Abstand das von der Probe gestreute Röntgenlicht aufgenommen. Mit Hilfe des Computers können aus diesem Bildersatz sowohl die Struktur der Probe, als auch der vollständige drei-dimensionale Verlauf des gebündelten Röntgenpulses rekonstruiert werden.

Die Erzeugung und Charakterisierung der nanofokussierten Röntgenlaserpulse bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. So können sie helfen zu verstehen, wie Stoffe entstehen und wie sich Werkstoffe verbessern lassen. Darüber hinaus kann die neue Methode in den Bereichen Mikroskopie und Röntgenoptik zum Einsatz kommen, oder bei der Erzeugung von Materie unter extremen Drücken und Temperaturen, wie sie zum Beispiel im Inneren von großen Planeten herrschen. Aufgrund dieser Bedeutung in vielen Forschungsbereichen gehen die Wissenschaftler davon aus, dass sich die Erzeugung und Charakterisierung des nanofokussierten Röntgenlaserstrahls als Standardmethode etablieren wird.

Die Forschungsergebnisse wurden am 9. April unter dem Titel „Full spatial characterization of a nanofocused x-ray free-electron laser beam by ptychographic imaging“ in den Scientific Reports (Nature Publishing Group) veröffentlicht: http://www.nature.com/srep/2013/130409/srep01633/full/srep01633.html.
Informationen für Journalisten:
Prof. Dr. Christian Schroer
Institut für Strukturphysik
Tel. 0351 463-37589 (Sekr. 34670)
E-Mail: christian.schroer@tu-dresden.de

Kim-Astrid Magister | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-dresden.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Sternenmusik aus fernen Galaxien
21.02.2017 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

nachricht Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen
17.02.2017 | Universität Konstanz

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