Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Richtungsweisende Molekülachse unter Elektronenbeschuss

24.09.2012
Forscher am MPI für Kernphysik konnten erstmals eine starke Abhängigkeit der Elektronenstoßionisation von Wasserstoffmolekülen von deren räumlicher Ausrichtung beobachten.
Die Ausrichtung der gasförmig vorliegenden Moleküle wurde nach dem Stoß anhand der Flugrichtung molekularer Bruchstücke bestimmt. Offenbar wird das aus dem Molekül herausgeschlagene Elektron durch die positiven Atomkerne stark abgelenkt und vorzugsweise entlang der Molekülachse emittiert. (Phys. Rev. Lett., 19.09.2012 online)

Auf welche Weise Atome und Moleküle im Stoß mit Elektronen ionisiert werden hat wichtige Konsequenzen für das Verhalten von vielen physikalischen Systemen, von Gasentladungen in Lampen und Lasern bis zu astrophysikalischen Plasmen. Im Experiment kann man auf den genauen Ablauf von Stößen zwischen Elektronen und Molekülen durch die Messung der Impulse aller beteiligten Teilchen vor und nach dem Stoß schließen. Doch welchen Einfluss hat hier die räumliche Ausrichtung eines Gasmoleküls? Dies wurde bisher unter Physikern sogar beim molekularen Wasserstoff H2, dem einfachsten aller Moleküle, kontrovers diskutiert [1]. Die experimentelle Bestimmung der zufällig orientierten Achse eines Gasmoleküls ist jedoch schwierig.
Vor kurzem gelang dies Heidelberger Physikern bei der Ionisation von Wasserstoffmolekülen, indem sie molekulare Bruchstücke nachwiesen und aus deren Flugrichtung auf die räumliche Ausrichtung des anfänglich intakten Moleküls schlossen. Es zeigte sich jedoch, dass die Molekülachse bei den meisten Stößen keine große Rolle spielt. Dies liegt daran, dass sich die Elektronenhülle im Wasserstoffmolekül über einen, verglichen mit dem Kernabstand, sehr großen Raumbereich ausdehnt und fast kugelförmig ist.

In den jüngsten Experimenten gelang es den Forschern jedoch große Streuwinkel des Projektils zu beobachten, bei denen der Stoß mit dem molekularen Elektron sehr nahe an einem Atomkern stattfindet. Dabei werden die herausgeschlagenen Elektronen beim Verlassen des Moleküls durch die positiven Kerne stark abgelenkt und mit größerer Wahrscheinlichkeit entlang der Molekülachse emittiert. Dieser Effekt wird umso stärker, je langsamer das auslaufende Elektron ist. Mit dieser Messung konnte der Ursprung der Winkelverteilung der ionisierten Elektronen, die bisher nur an zufällig ausgerichteten Molekülen gemessenen wurde [2], erstmals aufgeklärt werden.

In Zukunft wird die hier entwickelte experimentelle Technik auch die Untersuchung größerer, auch biologisch relevanter Moleküle ermöglichen und damit zum Verständnis der Entstehung von Strahlenschäden in biologischem Gewebe beitragen.

[1] Al-Hagan et al., Nature Physics 5 , 59 (2009).

[2] A. Senftleben, O. Al-Hagan, T. Pflüger, X. Ren, D. Madison, A. Dorn and J. Ullrich, J. Chem. Phys. 133, 044302 (2010).

Originalveröffentlichung:
Strong Molecular Alignment Dependence of H2 Electron Impact Ionization Dynamics, X. Ren, T. Pflüger, S. Xu, J. Colgan, M. S. Pindzola, A. Senftleben, J. Ullrich and A. Dorn, Phys. Rev. Lett. 109, 123202 (2012).

Kontakt:
PD Dr. Alexander Dorn
Tel.: +49 6221 516-513
E-Mail: alexander.dorn at mpi-hd.mpg.de

Dr. Bernold Feuerstein | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i12/e123202
http://www.mpi-hd.mpg.de/ullrich/page.php?id=37

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht VLT macht den präzisesten Test von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie außerhalb der Milchstraße
22.06.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Neue Phänomene im magnetischen Nanokosmos
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

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: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Phänomene im magnetischen Nanokosmos

22.06.2018 | Physik Astronomie

Roboter zeichnet Skizzen von Messebesuchern

22.06.2018 | Messenachrichten

Wärmestrahlung bei kleinsten Teilchen

22.06.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics