FU:N 7/98 Wissenschaft

Neuer Sonderforschungsbereich an der Freien Universität Berlin

"Stroboskopie an Molekülen"

Zum 1. Juli 1998 wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft an der Freien Universität ein neuer Sonderforschungsbereich (Sfb 450) mit dem Thema: "Analyse und Steuerung ultraschneller photoinduzierter Reaktionen" eingerichtet. Daran beteiligt sind 14 Gruppen experimentell und theoretisch arbeitender Physiker und Chemiker von der Freien Universität, der Humboldt-Universität, dem Max-Born-Institut, dem Fritz-Haber-Institut und dem Hahn-Meitner-Institut; weiterhin kooperieren israelische Wissenschaftler. Für die beteiligten Gruppen gewährleistet der neue Sfb die Durchführung von Forschungsarbeiten auf einem sehr aktuellen Forschungsgebiet während der kommenden drei Jahre. Insgesamt besteht dabei eine Verlängerungsmöglichkeit bis zu 12 Jahren Dauer. Was verbirgt sich nun hinter dem für den Außenstehenden kryptisch erscheinenden Thema?
Im Mikrokosmos der Moleküle bewegen sich die einzelnen Atome untereinander extrem schnell. Ziel des neuen Sonderforschungsbereiches ist die unmittelbare Beobachtung dieser Bewegungen und ihre Beeinflussung; und zwar mit Licht. Um jedoch in den Zeitmaßstab der molekularen Bewegung eindringen zu können, bedarf es Beobachtungsschemata, die noch schneller sind. Hier helfen jüngste Entwicklungen aus dem Bereich der Lasertechnik, die es ermöglichen, mittlerweile Lichtpulse von weniger als 1:1.00000000000000 Sekunden bzw. 10-14 Sekunden bzw. 10 Femtosekunden zu erzeugen. In solch einer Zeit breitet sich das Licht kaum um Haaresbreite aus und es vollzieht nur einige wenige Wellenzüge. Wird jedoch ein molekulares Ensemble mit solchen Pulsen bestrahlt, können präzise Positionsinformationen gerade für diesen Zeitpunkt gewonnen werden. Dieses funktioniert nach dem Stroboskopie-Prinzip, ähnlich dem rotierenden Propeller eines Flugzeuges, der, wenn er nachts von den kurzen Pulsen der Positionslampen bestrahlt wird, als stehend erscheint. So erscheinen auch die mit Femtosekundenpulsen bestrahlten Atome eines Moleküls als "eingefroren". Aus der Kenntnis der Positionen der Atome heraus können nun dessen Bewegungsabläufe im molekularen Ensemble rekonstruiert und unter geeigneten Bedingungen sogar beeinflußt werden, so daß sich das System chemisch verändert. Dieses Ziel streben die Forscher an. Mit dem neu gegründeten Sfb steht ihnen dabei ein adäquates Förderinstrument zur Verfügung.
Ludger Wöste

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