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Jena. (07.07.99) Mit transportablen Hochleistungslasern wollen Physiker der Universität Jena die Zusammensetzung der Atmosphäre analysieren. Das Teramobil, das im wesentlichen aus einem drei Billionen Watt (drei Tera-Watt) starken Laser und einem modernen Cassegrin-Teleskop besteht, wird in den nächsten zwei Jahren in einem deutsch-französischen Partnervorhaben konstruiert und anschließend, etwa containergroß auf Lkws oder Schiffen montiert, gemeinsam betrieben. Für die erste Projektphase bewilligte die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) jetzt 2,5 Millionen Mark.
"Sicher kann ein solches Instrument Industrieabgase auf ihre chemische Zusammensetzung und Konzentration noch in 10 Kilometer Höhe bestimmen", erläutert Prof. Dr. Roland Sauerbrey, Direktor des Jenaer Instituts für Optik und Quantenelektronik ein vorgesehenes Einsatzgebiet für den Prototypen. "Aber wir wollen nicht in erster Linie Umweltsünder überführen, sondern eher grundsätzlichere Forschungen über die Chemie der Erdatmosphäre ermöglichen." So wird die Smog-Analyse über Ballungsgebieten ebenso anvisiert wie die nähere Erforschung der Treibhausgase.
Der Vorteil des Teramobils gegenüber der herkömmlichen Verfahrensweise mit Wetter- oder Testballons liegt in seiner einfacheren und wesentlich präziseren Handhabbarkeit. Im Vergleich mit anderen lasergestützten Verfahren schneidet der deutsch-französische Atmosphärendetektor besser ab, weil er mit einem einzigen Laserstrahl eine Vielzahl von Molekülen gleichzeitig aufspüren kann.
Der physikalische Effekt, der dem mobilen Gerät zugrun-de liegt, wurde erst Mitte der neunziger Jahre entdeckt: Schießt man einen Billionen Watt starken, ultrakurz gepulsten Laserstrahl in die Atmosphäre, so ändert sich unter seiner immensen elektromagnetischen Wirkung sowohl räumlich als auch zeitlich der Brechungsindex des Mediums Luft; es entsteht quasi eine künstliche Linse, und aus dem ursprünglich tiefroten Laserstrahl mit 800 nm Wellenlänge entstehen Filamente konzentriert gebündelten weißen Lichts. Inzwischen verstehen es die Physiker sogar, durch Veränderungen des Ausgangs-Wellenspektrums zu steuern, in welcher Höhe dieser Selbstfokussierungseffekt des Laserstrahls eintritt. Fängt man mit einem Teleskop das Streulicht dieses weißen Lasers aus der Erdatmosphäre auf, so ergeben die Spektralanalysen präzise Aufschlüsse über die chemische Zusammensetzung und selbst über Spurenverunreinigungen der Luft.
Von ihrem Labor am Max-Wien-Platz aus haben Roland Sauerbrey und sein Team in den letzten zwei Jahren dieses Analyseprinzip am Nachthimmel über Jena erfolgreich getestet. "Die bisherigen Ergebnisse ermutigen uns, nun quasi das stationäre Labor-Equipment auf die transportable Einheit des Teramobils zu übertragen", erklärt Prof. Sauerbrey. Damit würden Atmosphärenuntersuchungen an vielen Orten der Welt möglich, so Sauerbrey, so daß diese neue Technologie etablierte stationäre Verfahren sinnvoll ergänzen werde.
Neben der Berliner Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Ludger Wöste hat er dabei französische Partner in Prof. Dr. André Mysyrowicz, Chef des Instituts für Angewandte Optik der École Nationale Supérieure de Techniques Avancées in Paris, und in Prof. Dr. Jean-Pierre Wolff an der Universität Lyon gefunden.
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Roland Sauerbrey
Institut für Optik und Quantenelektronik der Universität Jena
Tel.: 03641/947200, Fax 947202
e-mail: sauerbrey@qe.physik.uni-jena.de
Friedrich-Schiller-Universität
Referat Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Wolfgang Hirsch
Fürstengraben 1
07743 Jena
Tel.: 03641/931031
Fax: 03641/931032
e-mail: h7wohi@sokrates.verwaltung.uni-jena.de
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Geosciences, Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects
German
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