idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instanz:
Teilen: 
09.04.2013 16:01

Nano-fokussierter Röntgenlaserstrahl filmt Materie in Echtzeit

Kim-Astrid Magister Pressestelle
Technische Universität Dresden

    Wie sich Atome bewegen, chemische Reaktionen eingehen und schließlich an ihren Ort kommen, soll zukünftig mit Hilfe des so genannten Röntgen-Freie-Elektronen-Lasers sichtbar gemacht werden. Einem Forscherteam der TU Dresden ist gemeinsam mit dem SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Kalifornien und der Königlichen Technischen Hochschule Stockholm ein wichtiger Schritt in diese Richtung gelungen: Sie konnten einen Röntgenlaserstrahl auf etwa 100 nm, also etwa einem Tausendstel der Breite eines menschlichen Haares, fokussieren und diesen dabei detailliert vermessen. Der so erzeugte nano-fokussierte Röntgenlaserstrahl, der aus sehr kurzen und intensiven Röntgenpulsen besteht, lieferte bereits die ersten Abbildungen, die mit einer Belichtungszeit von 50 Femtosekunden (50 billiardstel Sekunden) jegliche Bewegung der Atome in der Probe einfrieren. Die bisher gebräuchlichen Mikroskopiemethoden können nur Bilder erzeugen, wenn die Atome „stillhalten" und sich starr in einen festen Körper einfügen.

    Voraussetzung für die richtige Interpretation der entstehenden Bilder ist, die genauen Eigenschaften des nano-fokussierten Röntgenlaserstrahls zu kennen. Dafür hat das Forscherteam um Dr. Andreas Schropp und Prof. Christian Schroer vom Institut für Strukturphysik der TU Dresden eine neue Abbildungsmethode entwickelt. Sie beruht auf der Beugung der Röntgenstrahlung an einer Probe. Diese wird in der Nähe des Brennpunkts positioniert und durch den feingebündelten Strahl gerastert. An jedem dieser Rasterpunkte wird in einem größeren Abstand das von der Probe gestreute Röntgenlicht aufgenommen. Mit Hilfe des Computers können aus diesem Bildersatz sowohl die Struktur der Probe, als auch der vollständige drei-dimensionale Verlauf des gebündelten Röntgenpulses rekonstruiert werden.

    Die Erzeugung und Charakterisierung der nanofokussierten Röntgenlaserpulse bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. So können sie helfen zu verstehen, wie Stoffe entstehen und wie sich Werkstoffe verbessern lassen. Darüber hinaus kann die neue Methode in den Bereichen Mikroskopie und Röntgenoptik zum Einsatz kommen, oder bei der Erzeugung von Materie unter extremen Drücken und Temperaturen, wie sie zum Beispiel im Inneren von großen Planeten herrschen. Aufgrund dieser Bedeutung in vielen Forschungsbereichen gehen die Wissenschaftler davon aus, dass sich die Erzeugung und Charakterisierung des nanofokussierten Röntgenlaserstrahls als Standardmethode etablieren wird.

    Die Forschungsergebnisse wurden am 9. April unter dem Titel „Full spatial characterization of a nanofocused x-ray free-electron laser beam by ptychographic imaging“ in den Scientific Reports (Nature Publishing Group) veröffentlicht: http://www.nature.com/srep/2013/130409/srep01633/full/srep01633.html.

    Informationen für Journalisten:
    Prof. Dr. Christian Schroer
    Institut für Strukturphysik
    Tel. 0351 463-37589 (Sekr. 34670)
    E-Mail: christian.schroer@tu-dresden.de


    Bilder

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Physik / Astronomie
    überregional
    Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
    Deutsch


     

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).