Chemische Reaktionen in Superzeitlupe

Abstract

Einen neuen Weg in die Femtochemie eröffnen die intensiven Femtosekunden-Lichtpulse im extremen Ultraviolett (EUV) aus dem Freie-Elektronen-Laser in Hamburg (FLASH) zusammen mit einer ausgefeilten Pump-Probe-Apparatur. Damit konnte erstmals die lichtinduzierte Umwandlung eines Acetylenmoleküls in sein Isomer Vinyliden in drei Dimensionen als “Zeitlupenfilm” visualisiert werden. Ein EUV-Puls ionisiert zunächst das Acetylen, das seine Kernbausteine umordnet und allmählich die Form von Vinyliden annimmt. Ein zweiter, sehr intensiver Lichtpuls ionisiert es währenddessen weiter, so dass es explodiert. Aus der präzisen Erfassung der Fragmente gelingt eine genaue Rekonstruktion der geometrischen Struktur des Moleküls zum Explosionszeitpunkt. Der Ablauf dieser Isomerisierungsreaktion lässt sich durch Variation des Zeitabstands zwischen Pump- und Probepuls in Raum und Zeit präzise verfolgen. In Zukunft sollen damit chemische Reaktionen mit Femtosekunden-Auflösung “gefilmt” werden, die für Biologie und Anwendungen wichtig sind