„X-ray Streaking“ ermöglicht Röntgenlaser-Untersuchung mit einzelnem Lichtblitz
Ein internationales Forscherteam hat am Röntgenlaser Flash eine neue Untersuchungsmethode entwickelt, die es erlaubt, den Verlauf von Prozessen mit einem einzelnen ultrakurzen Flash-Lichtblitz zu verfolgen.
Die Methode, die „X-ray Streaking“ genannt wird, erlaubt erstmals die kontinuierliche Beobachtung ultraschneller Prozesse, anstatt sie nur in diskreten Zeitabständen mit einzelnen Röntgenblitzen zu fotografieren. Neben der extremen Helligkeit von Flash bedienten sich die Wissenschaftler dabei einer auf besondere Weise in den Strahlengang eingebrachten Röntgenlinse, um den zeitlichen Verlauf mit einem einzelnen Röntgenlaserblitz zu erfassen.
Verfolgung ultraschneller Prozesse mit einem einzigen Lichtblitz
„Wir haben das Potenzial von X-ray Streaking an einem schnellen Ummagnetisierungsprozess gezeigt; die Technik ist jedoch sehr breit einsetzbar und dazu geeignet, extreme Zeitauflösungen zu erzielen. Ich hoffe, dass viele verschiedene Experimente der Chemie und der kondensierten Materie davon profitieren“, sagt Michele Buzzi (ehemals Paul Scherrer Institut, jetzt am Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter), Erstautor der Studie.
„Die Zeitauflösung war in diesem ersten Experiment durch die Länge der Pump- und Probe-Laserblitze auf etwa 120 Femtosekunden begrenzt“, erklärt Flash-Wissenschaftler Kai Tiedtke (DESY), der die Studie mit durchführte. „Wir verbessern gerade unseren Infrarot-Pump-Laser, so dass bald Zeitauflösungen von unter 50 Femtosekunden möglich sein sollten.“
Die neue Experimentiermethode eignet sich insbesondere für Prozesse, deren Anfangsbedingungen nicht ideal wiederherstellbar sind, und bei denen klassische Pump-Probe-Experimente daher an ihre Grenzen stoßen.
Mehr zu dieser Studie lesen Sie in Scientific Reports 7, Article number: 7253 (2017)