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Erstmals ist es einem niederländisch-deutschen Forscherteam gelungen, chemische Reaktionen über die Steuerung der Elektronenbewegung in den beteiligten Atomen zu beeinflussen
Ultrakurze Laserpulse im Femtosekunden-Bereich haben sich als effektive Werkzeuge bewährt, um photochemische Reaktionen kontrolliert zu steuern: Unter dem Einfluss des Lichtpulses ändern die Elektronen ihre Quantenzustände, was zum Aufbrechen einer chemischen Bindung oder auch zu ihrer Neubildung führen kann. Wissenschaftler des FOM Institute for Atomic and Molecular Physics (AMOLF), Amsterdam, des Max-Instituts für Quantenoptik (MPQ) in Garching sowie der Universitäten Bielefeld und Hamburg sind nun einen entscheidenden Schritt weiter gekommen. Wie die Forscher in der Fachzeitschrift Science (14. April 2006) berichten, konnten sie mit "maßgeschneiderten" Wellenformen direkt die Bewegung der in die chemischen Bindungen involvierten Elektronen und damit auch das Reaktionsergebnis kontrollieren. Der hier für Dissoziation von Deuterium-Molekülen erzielte Erfolg ebnet vielleicht den Weg, auch Elektronen-Transferprozesse in großen Biomolekülen wie etwa DNA-Basenpaaren zu steuern.
Erst seit kurzem verfügen Forscher über Femtosekunden-Pulse (1 Femtosekunde ist ein Millionstel von einem Milliardstel einer Sekunde) mit präzise kontrollierten Wellenformen. 2002 gelang es Prof. Ferenc Krausz (damals Technische Universität Wien, heute Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik) in Zusammenarbeit mit Prof. Theodor Hänsch (ebenfalls Direktor am MPQ), mit Hilfe der Nobelpreis-gekrönten Frequenzkammtechnik, so genannte "phasenstabilisierte" Laser zu entwickeln. Diese Laser zeichnen sich dadurch aus, dass von Puls zu Puls nicht nur Intensität und Frequenz, sondern auch die Lage der Maxima und Minima der Lichtschwingungen identisch ist.
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