Laserpulse für Elektronenfotos
Attosekundenblitze offenbaren die Bewegungen einzelner Ladungsträger
In einer Attosekunde durchquert ein Lichtstrahl gerade ein Wassermolekül. Laserpulse von ein paar Attosekunden Dauer offenbaren die schnellen Elektronenbewegungen auf atomarer Ebene. Das hilft dabei, besser zu verstehen, was genau in einer Solarzelle bei der Stromerzeugung passiert.
Jan Vogelsang hat als Postdoktorand an der schwedischen Universität Lund geforscht und gemeinsam mit der frisch gekürten Trägerin des Physiknobelpreises 2023, Anne L’Huillier, ein spezielles Elektronenmikroskop mit Attosekundentechnik ausgestattet. Damit gelangen den Forschern bisher unerreichte Einblicke in die Bewegungen einzelner Elektronen. Vogelsang hat inzwischen eine Nachwuchsgruppe an der Universität Oldenburg und ein Labor aufgebaut, um mit der neuen Technik allgegenwärtige fotoelektrische Phänomene in ihrem zeitlichen Ablauf genau zu ergründen.
Attosekundentechnik erlaubt in der Theorie sehr genaue Analysen im Zeitablauf. Eine Attosekunde ist der milliardste Teil einer Milliardstelsekunde. Eine Sekunde umfasst so viele Attosekunden wie seit der Entstehung des Universums Sekunden verstrichen sind. Mit der Kürze des Zeitintervalls schrumpft auch der Ereignishorizont: Ein Lichtstrahl im Vakuum, der in nur einer Sekunde vom Mond zur Erde gelangt, kann in einer Attosekunde gerade noch den Durchmesser eines Wassermoleküls durchqueren.