Optische Hologramme werden erzeugt, indem man einen Gegenstand mit einem Laser beleuchtet. Der Strahl wird dafür zuvor geteilt. Der Objektstrahl wird von dem Objekt reflektiert und erzeugt mit dem Referenzstrahl ein Interferenzmuster, das von einer fotografischen Platte aufgenommen wird. Bei Beleuchtung der Platte mit einem weiteren Laserstrahl entsteht eine dreidimensionale Abbildung des ursprünglichen Gegenstands.

Das funktioniert bei den meisten Objekten bis hinunter zu einer Größe von wenigen Mikrometern. Atome sind jedoch viel zu klein, als daß man sie mit Hilfe der Laserholographie abbilden könnte. Das Physikerteam unter Leitung von Michel Belakhovsky vom Commissariat à l'Energie Atomique in Grenoble und Miklos Tegze vom Research Institute for Solid State Physics in Budapest fand einen Weg, das Interferenzmuster eines Kobaltoxid-Kristalls so hoch aufzulösen, daß sie damit die einzelnen Atome abzubilden vermochten(Physical Review Letters vom 14. Juni 1999).

Die Wissenschaftler bestrahlten den Kristall mit Röntgenstrahlen von hoher Intensität, die sie über ein Synchroton erzeugten. Das Licht regte die Kobalt- und Sauerstoff-Atome an, wodurch diese selbst Röntgenstrahlen emittierten. Ein Teil dieser sogenannten sekundären Röntgenstrahlen gelangte direkt zu einem Detektor, während ein anderer Teil zuerst von den Atomen im Kristall abgelenkt wurde. Die beiden Strahlen überlagern sich im Kristall und bilden ein Interferenzmuster. Das Team konstruierte einen Detektor, der empfindlich genug war, um dieses Muster von den gestreuten Röntgenstrahlen des eintreffenden Strahls unterscheiden zu können – und erhielten so dreidimensionale Bilder der Atome mit einer Auflösung von fünf Nanometern.

Für komplexe Kristalle, wie zum Beispiel Proteine, ist die Methode womöglich weniger geeignet, da hier die Atome in sehr unterschiedlicher Weise angeordnet sind und das Interferenzmuster damit sehr kompliziert wird.

Siehe auch

• Spektrum Ticker vom 30.10.1997
  "Es sieht aus wie ein Röntgenlaser... "
  
• Spektrum Ticker vom 22.6.1999
  "Hologramme als Prüfmaßstab "
  (nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
  
• Spektrum der Wissenschaft 11/96, Seite 108
  "Holographische Messung von Schwingungen und Verformungen"
  (nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)