Schneller als ein Röntgenstrahl?

Auch wenn der Begriff Femtosekunden vielen von uns nicht geläufig ist, so ist er für die neu entstehende Wissenschaft der ultraschnellen Röntgenstrahlen der Schlüssel zu einer Vielzahl neuartiger Anwendungen. Im Rahmen des EU-finanzierten FAMTO-Projekts wurde das Potenzial ultraschneller Röntgenstrahlen in den Bereichen Biologie, Medizin, Chemie und Physik untersucht.

Die Kristallographie ist eines der technischen Verfahren, bei dem Röntgenstrahlen eine unverzichtbare Rolle spielen. Der Ansatz beruht auf dem Beugungsmuster von Röntgenstrahlen durch Kristalle. Durch die Minimierung der Pulszahl von Röntgenstrahlen auf Femtosekundenniveau könnte jegliches Risiko von Strahlungsschäden herabgesetzt werden. Außerdem wird die Bereitstellung molekularer Strukturdetails von hoher Genauigkeit möglich.

Die Forscher in der Europäischen Synchrotronstrahlungsanlage in Frankreich haben es geschafft, die Pulszahl der Röntgenstrahlen auf 50 Pikosekunden herabzusetzen und streben nun eine Zeitauflösung von 25 Pikosekunden an. Anfängliche Untersuchungen zur Kristallographie konzentrierten sich auf die ligandenbindenden, enzymatischen Vorgänge. Die gewonnenen Abbildungen konnten den Abbau von Liganden darstellen, was neue Einblicke in das Gebiet der Proteinkristallographie lieferte.

Das Potenzial für Kooperationen ist in der Tat sehr groß, wenn man das bei zahlreichen Unternehmen auf weltweiter Ebene vorhandene Interesse an der Anwendung von Röntgenstrahlen in Betracht zieht. Die neue ultraschnelle Technologie wird in naher Zukunft noch nicht vermarktet werden, aber in einer Vielzahl von Bereichen werden zunehmend mehr Experimente in dieser Hinsicht durchgeführt. Das Hauptaugenmerk liegt auf den Gebieten der Biochemie und der Festkörperphysik, wo das größte Interesse an Röntgenstrahlanwendungen zu beobachten ist.