Momentbilder atomarer Strukturen : den Tanz der Atome in Zeitlupe betrachten
Kurzwellige Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung, wird seit langer Zeit dazu verwendet, die atomare Struktur von Materie zu untersuchen, das heißt, die genaue räumliche Anordnung der Atome festzustellen. Seit kurzer Zeit ist es möglich, solche Strahlung auch in Form von extrem kurzen Blitzen herzustellen. Diese Blitze sind so kurz, dass die extrem schnelle Bewegung der Atome, die in der Materie stattfindet, eingefroren erscheint. Mit einer Folge solcher Schnappschüsse wird es in Zukunft gelingen, Filmaufnahmen vom Ablauf atomarer Vorgänge herzustellen.
Changes in the atomic configuration underlying chemical reactions, phase transitions or many other fundamental processes in nature take place on a femtosecond (fs) time scale; that is, roughly speaking 10-14 to 10-13 s (1 fs = 10-15s). Although they provide the necessary time resolution, ultrafast lasers and optical spectroscopy lack the spatial resolution that would be required to directly track the motion of the atoms. Recently, ultrashort X-ray pulses with subnanometer wavelength have been developed, enabling a combination of femtosecond time resolution and atomic spatial resolution. Thus the vision of scientists being able to take snapshots of rapidly changing, complex atomic structures appears to be within reach.
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