Direkt zum Inhalt

Ultrakurze Zeitskalen: Elektronenjagd mit Attosekundenblitzen

© Thorsten Naeser, MPQ
Wer tief in die Materie blickt, muss damit rechnen, dass seine zeitlichen Maßstäbe ihre Bedeutung verlieren. Denn alles, was im Mikrokosmos geschieht, spielt sich in winzigen Bruchteilen von Sekunden ab – und zwar umso schneller, je tiefer wir in ihn eindringen. Als Wissenschaftler Anfang der 1990er Jahre begannen, Bewegungen von Atomen und Molekülen während schneller chemischer Reaktionen routinemäßig zu "fotografieren", mussten sie bereits mit femtosekundenkurzen Laserblitzen arbeiten – eine Femtosekunde sind gerade einmal 10-15 Sekunden.

Doch selbst damals blieben Fragen unbeantwortet. Was genau geschieht im Inneren der Elektronenhülle, die jeden Atomkern umgibt? Wie lassen sich die Bewegungen einzelner Elektronen verfolgen? Und gibt es endlich eine Möglichkeit, unsere Vorstellung vom atomaren Aufbau anhand von "Bildern" zu überprüfen?

Diese Chance bietet erst die Attosekundenphysik, deren Geburtsstunde vor sieben Jahren schlug. Mittels Laserpulsen, die nur wenige hundert Attosekunden dauerten, konnten wir im Jahr 2002 erstmalig den Ablauf eines elektronischen Prozesses in einem Gasatom "filmen". Eine Attosekunde sind 10-18 Sekunden, also der tausendste Teil einer Femtosekunde. Oder etwas anschaulicher gesprochen: Eine Attosekunde verhält sich zu einer Sekunde etwa so wie diese zum Alter unseres Universums. ...

Kennen Sie schon …

Spektrum der Wissenschaft – Highlights 3/2021: Die großen Rätsel des Universums

Extreme Phänomene, exotische Teilchen, ferne Welten - Dunkle Materie: Modifizierte Gravitation statt neuer Teilchen? • Schwarze Löcher: Die Saat der ersten Quasare • Hubble-Konstante: Streit um die Ausdehnung des Kosmos

Spektrum Kompakt – Science not fiction - Die Welt der Technik

Ist das noch Sciencefiction oder schon Realität? Bei manchen technischen Fortschritten erleben wir gerade den Übergang. Und auch wenn Warp-Antrieb oder Städte im All noch auf sich warten lassen: Die theoretischen Grundlagen werden längst in der Wissenschaft diskutiert.

Spektrum - Die Woche – 44/2020

Lesen Sie in dieser Ausgabe über die neun wichtigsten Lehren zur Corona-Pandemie. Außerdem: Kampf gegen Lichtverschmutzung und wie man ein Sofa um die Ecke bringt.

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!