Ultraschnelle Fotografie in Saudi-Arabien

Am 16.Februar 2015 wurde ein neues Labor in Riad eingeweiht, in dem die Bewegungen von Elektronen erforscht werden.

18. Februar 2015

An der King-Saud-Universität in Riad (Saudi-Arabien) wurde am 16. Februar das neue „Attosecond Science Laboratory“ eröffnet – das erste dieser Art in der gesamten arabischen Welt. Entstanden ist die Forschungseinrichtung aus einer Kooperation zwischen der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) in Garching und der King-Saud-Universität (KSU) in Riad. In dem neuen Labor wird künftig ein internationales Team erkunden, wie sich Elektronen unter Lichteinfluss bewegen.

Das Kollaborationsteam von Prof. Ferenc Krausz und Dr. Abdallah Azzeer zusammen mit den drei vortragenden Wissenschaftlern Prof. Theodor Hänsch, Prof. Gérard Mourou und Prof. Paul Corkum.

Innerhalb von Attosekunden bewegen sich Elektronen in quantenmechanischen Sprüngen. Eine Attosekunde dauert gerade mal ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde (10-18 Sekunden). Wer so schnelle Bewegungen „fotografieren“ möchte, muss eine ganz spezielle „Kameratechnik“ zur Verfügung haben. Im Fall der Elektronenfotografie ist es eine Lasertechnik, die Attosekunden-kurze Lichtblitze produziert. Mit Hilfe dieser Lichtblitze ist man in der Lage Elektronenbewegungen sichtbar zu machen. Denn das alles läuft nach dem fotografischen Prinzip ab: Je kürzer die Verschlusszeit einer Kamera, desto schärfer werden die Bilder der bewegten Objekte. Das Entscheidende ist eine enorm kurze Belichtungszeit. Will man also extrem schnelle Bewegungen von Elementarteilchen aufzeichnen, muss man genauso so schnell sein wie die Teilchen selber.

Seit 2001 ist man in der Lage, mit Hilfe von neu entwickelter Spitzentechnologie solche Attosekunden-Lichtblitze zu erzeugen und damit einen bis heute weitgehend unbekannten Einblick in den Mikrokosmos zu erlangen. Das Labor für Attosekundenphysik am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) und der Ludwig-Maximilians-Universität ist nun eine Kooperation eingegangen mit dem Department für Physik und Astronomie der King-Saud-Universität (KSU). In diesem Rahmen ist an der KSU nach mehrjähriger Vorbereitung das Attosecond Science Laboratory (ASL) entstanden, welches in Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern aus Deutschland und anderen Ländern zu einem Forschungszentrum von Weltformat wachsen soll. „So kann unsere Kooperation nicht nur neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu Tage fördern, wie es auf jede gut funktionierende Zusammenarbeit zutreffen sollte, sondern bietet auch die Chance, international ein neues Forschungsgebiet, in diesem Fall die Attosekundenphysik, zu verbreiten“, sagt Ferenc Krausz, Direktor am MPQ und Lehrstuhlinhaber an der LMU. Zu den mehr als 30 Forschungseinrichtungen in Europa, Nordamerika, und im Fernen Osten, die sich mit der Erforschung von Elektronen beschäftigen, gesellt sich somit die erste dieser Art in den Golf Staaten und bietet Studenten aus der ganzen Region einen einzigartigen Zugang zu Laserforschung auf Weltniveau.

Elektronenbewegungen sind die grundlegenden Prozesse des Lebens auf der Erde. Mit den Erkenntnissen aus der Attosekundenphysik gewinnt man nun erstmals einen Einblick wie diese vonstattengehen. Das neu gewonnene Wissen kann etwa in der Medizin dazu beitragen, innovative Technologien wie etwa zur Diagnostik und Therapie von teilweise heute noch unheilbaren Krankheiten, zu entwickeln. Die Attosekundentechnologie eröffnet uns auch die Möglichkeit, die Informationsverarbeitung bis zu ihrer ultimativen Grenze zu beschleunigen, indem man Elektronen als Datenträger mit Licht steuert. Rechenoperationen könnten mit der enormen Frequenz von Lichtschwingungen durchgeführt werden.

Die Eröffnung des Labors fand am 16. Februar um 9:00 Uhr im Department für Physik und Astronomie der King-Saud-Universität in Riad statt. Auch zahlreiche Wegbereiter für die Attosekundenphysik waren vor Ort, wie zum Beispiel Prof. Gérard Mourou, Prof. Paul Corkum und Nobelpreisträger Prof. Theodor Hänsch.

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