Direkt zum Inhalt

Röntgenlaser : Die Ästhetik verdampfender Wassertröpfchen

Forscher schießen extrem starke Laserpulse auf Tropfen. Was dann geschieht, zeigen ihre Ultra-slow-Motion-Aufnahmen.
Wassertropfen vor dem LaserbeschussLaden...

Mit Hilfe von Röntgenlasern lassen sich einzelne Moleküle und deren Reaktionen regelrecht "filmen". Dazu müssen die Proben in einem dünnen Flüssigkeitsstrahl oder in Tröpfchen vor den Laser gebracht werden. Um herauszufinden, was dann dort genau mit der Flüssigkeit geschieht, haben Wissenschaftler des SLAC National Accelerator Laboratory in Stanford nun die Abläufe mit einem Hochgeschwindigkeitsverfahren abgefilmt. Dem Forscherteam um Claudiu Stan sollen die jetzt publizierten Ergebnisse helfen, die Experimentieranlage zu verbessern. Alle anderen können sich an faszinierenden Aufnahmen erfreuen, die dabei entstanden.

© SLAC National Accelerator Laboratory
Röntgenstrahl versus Wasserstrahl
Der Wasserstrahl (teils um 90 Grad gedreht) wird von einem extrem starken Röntgenlaser getroffen, der ihn senkrecht kreuzt und am Auftreffpunkt blitzartig das Wasser verdampft.
Eine erläuternde 3-D-Grafik dieser Vorgänge und weitere Videos finden Sie hier.

Ihr Video zeigt, wie ein (nicht sichtbarer) Laserstrahl auf wenige Dutzend Mikrometer feine, kontinuierliche oder in Tropfen zerlegte Wasserstrahlen trifft. Schlagartig verdampft das Wasser am Kreuzungspunkt von Wasser und Licht, wobei die expandierende Dampfwolke das Wasser im Strahl trichterartig zu den Seiten wegdrängt. Gleichzeitig sind Stoßwellen zu beobachten, die sich nach oben und unten den Strahl entlang ausbreiten, erklären die Forscher.

Die Vorgänge laufen blitzschnell ab: Jeder ihrer Filmclips umfasst jeweils nur eine Zehntausendstelsekunde. Keine Kamera könnte eine derartige Zeitlupe liefern. Stattdessen machen sich die Forscher zu Nutze, dass der Vorgang jedes Mal in etwa gleich abläuft. Das erlaubt ihnen, Tausende solcher Laserschüsse vorzunehmen und bei jedem Durchlauf ein neues Bild aufzunehmen – allerdings immer um eine winzige Zeitspanne nach hinten versetzt. Aus diesen Schlaglichtaufnahmen setzen sie dann den kompletten Film zusammen. Als "Blitz", der das Bild zum richtigen Zeitpunkt beleuchtet, diente ihnen ein weiterer Laserstrahl.

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!

Partnervideos