Hyperschnelle Lichtblitze ins Atom

- Erstmals sind jetzt schnelle elektronische Vorgänge im Innern eines Atoms sichtbar. Ein Team um Prof. Theodor Hänsch vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching und um Prof. Ferenc Krausz von der Technischen Universität Wien, haben das physikalische Kunststück geschafft. Möglich machen es hyperschnelle Lichtblitze, genauer, eine Attosekunde kurze Laserpulse.

<P>Eine Attosekunde (10-18) ist der millionste Teil eines Millionstels einer millionstel Sekunde. "Würde eine Sekunde unseres Lebens so lange dauern wie das Alter des Universums, wäre eine Attosekunde davon noch immer kürzer als eine Sekunde", so die Physiker. </P><P>In einer Attosekunde legt das Licht eine Entfernung zurück, die kaum größer ist als die Länge eines Wassermoleküls. <BR>Die natürlichen Schwingungen eines Moleküls verlaufen in Zeiten, die einige zehntausend Attosekunden betragen; selbst die schnelle Bewegung von Elektronen um einen Atomkern wird in einigen Hundert bis einigen Tausend Attosekunden gemessen, und eine einzige Schwingung einer Welle von sichtbarem Licht dauert etwa 2000 Attosekunden.</P><P>Das Zeitalter der Attophysik habe nun begonnen, meint die Münchner Max Planck-Gesellschaft (MPG): Die perfekte Kontrolle von Licht lasse völlig neue Anwendungen erwarten.</P><P>Seit Jahren liefern sich weltweit Labors ein Wettrennen in der Erzeugung immer kürzerer Laser-Lichtblitze. Längst können die Physiker Pulsdauern von nur noch wenigen Femtosekunden erzeugen (1 Femtosekunde ist ein Millionstel einer milliardstel Sekunde).</P><P>Wie mit einem Stroboskop (einem Blitzgerät zur Sichtbarmachung von schnellen periodischen Bewegungen) kann man mit wiederholten Femtosekunden-Laserblitzen die Bildung und die Schwingung von Molekülen in Echtzeit beobachten, so die Forscher. </P><P>Mit Attosekunden-Pulsen lassen sich nun sogar Umstrukturierungen der Elektronenhülle beobachten und steuern.<BR>Bei den Lichtblitzen handelt es sich um Blitze weicher Röntgenstrahlung, die entstehen, wenn man intensive Lichtpulse eines Femtosekundenlasers in ein Gas fokussiert (nachzulesen in "Nature", 6.2.03).</P><P>Lexikon aktuell <BR>Ultrakurze Laserpulse<BR>Die bisherigen Laserpulse in Femtosekunden (1fs = 10-15 s) sind bereits extrem schnell. Sie eignen sich für viele Anwendungen in der Physik, Biophysik, in den Materialwissenschaften und auch in der Medizin (z.B. Augenchirurgie). Neue Maßstäbe setzt nun der hyperschnelle Laserblitz in Attosekunden (1 as = 10-18).<BR></P>

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