Ultraschnell und sehr genau

Attosekunden-Pulse von vielfarbigem Licht können ein Zwei-Niveau-System anregen. Patrick Maurer

Die Erfindung des Lichtmikroskops stand am Anfang der modernen Naturwissenschaften. Viele fundamentale Fragen konnten mit seiner Hilfe geklärt werden. Noch heute haben Mikroskope in der Forschung eine enorme Bedeutung und gehören zur Grundausstattung vieler Labors.

Für besonders hochauflösende Lichtmikroskope prägte der Chemie-Nobelpreisträger Stefan Hell den Begriff Nanoskope, weil diese auch Objekte im Nanometer-Bereich sichtbar machen können.

Nun haben Oriol Romero-Isart und Doktorand Patrick Maurer gemeinsam mit Ignacio Cirac vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching bei München eine Entdeckung gemacht, die möglicherweise die Entwicklung einer völlig neuen Art von Nanoskopen erlaubt.

Die Auflösung von Lichtmikroskopen ist durch die Wellenlänge des Lichts beschränkt. Mit technischen Tricks lassen sich allerdings noch höhere Auflösungen erzielen. Die Innsbrucker Physiker demonstrieren nun in einer theoretischen Arbeit in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Physical Review Letters, wie Attosekunden-Pulse von vielfarbigem Licht ein Zwei-Niveau-System – ein einfaches Modellsystem der Quantenmechanik – anregen können.

Nach kurzer Zeit geht das System wieder in den Grundzustand über und emittiert dabei ein Lichtteilchen, das sich messen lässt. „Da Attosekunden-Laser sehr gut fokussiert werden können, eröffnet dieser Ansatz möglicherweise den Weg zu einer neuen Technologie für Nanoskope“, freut sich Oriol Romero-Isart, dessen Arbeitsgruppe unter anderem auf dem Gebiet der Nanooptik forscht.

„Das Spektrum der Lichtpulse kann von Radiofrequenzen bis zu ultraviolettem Licht reichen“, erläutert Patrick Maurer. „Die Auflösung wird dabei durch die mittlere Wellenlänge des Lichts bestimmt.“ Die Dauer der Lichtpulse muss extrem kurz sein, im Attosekunden-Bereich.

Eine Attosekunde ist ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde. Nun wollen die Wissenschaftler diesen Ansatz mit realen Molekülen durchrechnen und so den Weg zu den neuartigen Nanoskopen weiter ebnen.

Publikation: Ultrashort Pulses for Far-Field Nanoscopy. Patrick Maurer, J. Ignacio Cirac, and Oriol Romero-Isart. Phys. Rev. Lett. 117, 103602 – Published 29 August 2016
doi: 10.1103/PhysRevLett.117.103602

Rückfragehinweis:
Oriol Romero-Isart
Institut für Quantenoptik und Quanteninformation
Österreichische Akademie der Wissenschaften
Telefon: +43 512 507 4730
E-Mail: oriol.romero-isart@uibk.ac.at

http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.103602 – Ultrashort Pulses for Far-Field Nanoscopy. Patrick Maurer, J. Ignacio Cirac, and Oriol Romero-Isart. Phys. Rev. Lett. 117, 103602
http://iqoqi.at/en/group-page-romero-isart – Quantum Nanophysics, Optics and Information, IQOQI

Media Contact

Dr. Christian Flatz Universität Innsbruck

Weitere Informationen:

http://www.uibk.ac.at

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie

Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Neuer Zusammenhang zwischen Wasser und Planetenbildung entdeckt

Forschende haben Wasserdampf in der Scheibe um einen jungen Stern gefunden, genau dort, wo sich möglicherweise Planeten bilden. Wasser ist ein wichtiger Bestandteil des Lebens auf der Erde und spielt…

Kleine Zellpopulation mit großer Wirkung

Endothelzellen kleinster Gefäße erweisen sich als vielversprechendes therapeutisches Ziel bei Organfibrose. Krankhafte Ablagerung von Bindegewebe (Fibrose) ist eine Begleiterscheinung vieler chronischer Erkrankungen, die mittel- bis langfristig zum Organversagen führen kann….

Neuartige Wirkstoffe bieten Pflanzen Schutz vor Viren

Patentiertes Verfahren: Pflanzen lassen sich mit speziell hergestellten Molekülen auf Basis von RNA oder DNA sicher vor Viren schützen. Das zeigt ein Team der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) in einer neuen…

Partner & Förderer