571.000 Euro für ein Projekt zur Entwicklung neuer Röntgenoptiken

Die VolkswagenStiftung stellt einem Wissenschaftlerteam um Professor Dr. Ulrich Heinzmann vom Lehrstuhl für Molekül- und Oberflächenphysik der Universität Bielefeld 571.000 Euro zur Verfügung für ein Projekt, das ein neues Verfahren zur Herstellung von Röntgenoptiken zum Ziel hat. Die Verfügbarkeit solcher Röntgenoptiken ist eine unabdingbare Voraussetzung für Grundlagenforschung im Attosekundenbereich (10-18 Sekunden).

„Attosekundenbereich“ – oder eben „10 hoch minus 18 Sekunden“: Verglichen mit dieser ultrakurzen Zeitspanne dauert der berüchtigte Wimpernschlag geradezu eine Ewigkeit. Was aber lässt sich in dieser Dimension erforschen? Die Wissenschaftler interessieren sich insbesondere für Folgendes: Mit den zu entwickelnden Röntgenoptiken wollen sie in Zusammenarbeit mit Professor Dr. Ferenc Krausz vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching die Dynamik der Elektronenbewegung in atomaren und molekularen Systemen zeitaufgelöst verfolgen. Ähnlich wie vor 125 Jahren Eadweard J. Muybridge über die sequenzielle Auslösung von Kameras die alte Frage beantworten konnte, ob ein Pferd im Galopp jemals alle Hufe vom Boden hebt – was übrigens stimmt, wohingegen ein Elefant dies nicht zu tun vermag -, erwarten die Wissenschaftler mit den ultrakurzen Lichtpulsen Schnappschüsse der Elektronenbewegung aufnehmen zu können und damit offene Fragen zu erforschen.

Es geht also zunächst einmal darum, die entsprechenden Röntgenoptiken herzustellen – angefangen beim richtigen Design über Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung bis hin schließlich zum Einsatz dieser Röntgenoptiken. Eine zentrale Herausforderung für die Erzeugung der Attosekundenpulse liegt darin, dass völlig neuartige Spiegel vonnöten sind, die die einzelnen Farbkomponenten eines Pulses effizient reflektieren. Die Lösung könnte sein, Spiegel herzustellen aus Stapeln von Schichten wechselnder Materialien mit einer jeweiligen Einzelschichtdicke von circa 1 Nanometer, Grenzflächengenauigkeiten von etwa 0,1 Nanometer und Wellenfrontgenauigkeiten von circa 1 Nanometer.

Spätestens jetzt wird deutlich: Die Stiftung fördert ein überaus interessantes Vorhaben auf einem Gebiet, das noch neu und wenig erforscht, zugleich aus technischer Sicht mit einer Fülle von Herausforderungen gespickt ist. Weltweit gibt es nur eine Hand voll Gruppen, die sich in diesem Feld bewegen. Die Bielefelder Wissenschaftler selbst waren es, die in jüngster Zeit entsprechende Pionierarbeit geleistet haben: 2001 und 2002 wurden erste Arbeiten in renommierten Fachzeitschriften veröffentlicht (vgl. Science 297 vom 16. August 2002 und Nature 419 vom 24. Oktober 2002). Die Mittel der Stiftung dienen – neben der Finanzierung der Wissenschaftlerstellen – vor allem dazu, das für die Forschung dringend benötigte „gepulste Hochleistungslasersystem“ zu beschaffen.

Kontakte:

VolkswagenStiftung, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Christian Jung, E-Mail: jung@volkswagenstiftung.de
Telefon: 0511 – 8381-380

VolkswagenStiftung, Förderprojekt
Dr. Ulrike Bischler, E-Mail: bischler@volkswagenstiftung.de
Telefon: 0511 – 8381-350

Universität Bielefeld
Prof. Dr. Ulrich Heinzmann
Lehrstuhl für Molekül- und Oberflächenphysik
E-Mail: uheinzm@physik.uni-bielefeld.de
Telefon: 0521 – 106-5469