Femtosekunden Spektrometer im extremen Ultraviolett- und weichen Röntgenbereich

• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung in 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326515064

Die Nutzung der Sonnenenergie im großen Maßstab ist eine bedeutende wissenschaftliche und technologische Herausforderung unserer Zeit. Die Natur hat effiziente und ressourcensparende molekulare Maschinen entwickelt, die Lichtenergie selektiv in chemische Energie umwandeln können. Gleichzeitig sind sensible Moleküle vor schädlichen Lichteinflüssen geschützt, indem sie Licht in harmlose Wärme umwandeln. Nach Absorption des Lichts durch die Valenzelektronen findet eine ultraschnelle verschränkte Bewegung der Elektronen und Rümpfe statt. In deren Verlauf wird das Molekül in stabile Konfigurationen mit geänderten chemischen Bindungen oder erhöhter Schwingungsenergie geleitet. Die schnellsten und damit effizientesten Prozesse für die Umwandlung stellen strahlungslose Kopplungen von Elektronen und Rümpfen dar, deren Verständnis für Experiment und Theorie noch immer eine große Herausforderung bedeuten. Ultrakurze Lichtpulse im extremen Ultraviolett- und weichen Röntgenbereich bieten durch ihre Element- und Ortssensitivität neue Möglichkeiten zum Verständnis dieser Energiekonversion. Wir schlagen den Bau eines zeitaufgelösten Spektrometers vor, in dem Proben zuerst durch sichtbare und ultraviolett Pulse angeregt werden. Die EUV- und weichen Röntgenpulse fragen die molekulare Dynamik durch Rumpfübergänge vom 1s Niveau an Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff und vom 3p und 3d Niveau für Übergangsmetalle mit Zeit bzw. Ortsauflösung im Femtosekunden und Angstrombereich ab. Unser Verständnis kann dann neue Prinzipien zum Aufbau funktionaler Moleküle ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Femtosekunden Spektrometer im extremen Ultraviolett- und weichen Röntgenbereich
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Universität Potsdam
• Leiter: Professor Dr. Markus Gühr