Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Quantenphysiker der TU Kaiserslautern beobachten erstmals Schmetterlingsmoleküle

05.10.2016

Physiker der TU Kaiserslautern um Professor Dr. Herwig Ott haben gemeinsam mit Forscherkollegen um Professor Dr. Chris Greene von der US-amerikanischen Purdue University erstmals eine neuartige Form von Molekülen beobachten können. Diese sogenannten Schmetterlingsmoleküle entstehen, wenn Elektronen mittels Laserstrahlung auf eine weit vom Atomkern entfernte Bahn gebracht werden und mit Atomen in der Umgebung wechselwirken. Dieser Bindungsmechanismus wurde erst kürzlich entdeckt und kann mit gängigen chemischen Modellen nicht beschrieben werden. Die Arbeit der Forscher wurde nun in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Bei Temperaturen von nur wenigen milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt eröffnet sich die Welt der Quantenmechanik. „Dabei können Phänomene beobachtet werden, die sich sonst dem Betrachter verschließen“, sagt der Physiker Professor Dr. Herwig Ott, der an der TU Kaiserslautern mit seiner Arbeitsgruppe die mikroskopische Struktur von ultrakalten Quantengasen erforscht.


Die Abbildung zeigt, die Elektronenverteilung in einem Rydbergatom. Sie ähnelt einem Schmetterling.

AG Ott

Ein Beispiel dafür sind sogenannte Schmetterlingsmoleküle, die die Kaiserslauterer Wissenschaftler zusammen mit ihren amerikanischen Kollegen nun erstmals beobachtet haben.

„Diese exotischen Moleküle entstehen bei sogenannten Rydbergatomen, bei denen ein Elektron mittels eines Lasers auf weit entfernte Bahnen um den Atomkern gebracht wird und durch Stöße mit einem Atom in der Umgebung wechselwirkt“, so Ott. Dieser Bindungsmechanismus ist noch nicht lange bekannt und kann mit keinem herkömmlichen chemischen Modell beschrieben werden.

In diesen Molekülen verteilt sich das Elektron derart im Raum, dass seine Aufenthaltswahrscheinlichkeit die Form eines Schmetterlings widerspiegelt.

„Solche Moleküle weisen außergewöhnliche Eigenschaften bezüglich ihrer Bindungslänge und ihrer elektrischen Wechselwirkung auf“, sagt der Physiker. Sie erlauben nicht nur Einblicke in eine neue Klasse fundamentaler chemischer Prozesse, sondern bieten in der Zukunft auch neuartige Ansätze in der physikalischen Grundlagenforschung und der Quanteninformationsverarbeitung.

Die Arbeit der Kaiserslauterer Forscher und ihrer Kollegen wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht: „Observation of pendular butterfly Rydberg molecules“.
DOI: 10.1038/NCOMMS12820

Fragen beantwortet:
Prof. Dr. Herwig Ott
Fachbereich Physik
Tel.: 0631 205-2817
E-Mail: ott(at)physik.uni-kl.de

Katrin Müller | Technische Universität Kaiserslautern
Weitere Informationen:
http://www.uni-kl.de

Weitere Berichte zu: Atomkern Elektron Moleküle Quantenmechanik Rydberg molecules

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Flashmob der Moleküle
19.01.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Verkehrsstau im Nichts
19.01.2017 | 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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise