Superkalt und ultraschnell: Forscher beobachten Prozess

Veränderung lässt sich mittels Laserpuls messen.

Wie beobachtet man, was sich in einem superkalten Heliumtröpfchen innerhalb eines Tausendstel Billionstels einer Sekunde abspielt? Das geht zu schnell für das Auge und auch für Kameras. Physiker der TU Graz beschreiben jetzt in der Fachzeitschrift „Nature Communications“, wie sie einen ultraschnellen Prozess messen und dabei die Reaktion eines Quantenfluids, in dem ein gelöstes Teilchen mit Licht angeregt wurde, beobachten konnten.

Die Experimente waren von Superlativen geprägt: Die untersuchten Heliumtröpfchen hatten einen Durchmesser von nur wenigen Nanometern, das entspricht weniger als einem Tausendstel des Durchmessers eines Haars. Sie wurden auf eine Temperatur von minus 272,75 Grad Celsius gebracht. In diesen „kalten Containern“können wiederum neuartige Atome oder Aggregate isoliert von Störeinflüssen untersucht werden. In der Versuchsanordnung wurde ein einzelnes Indiumatom in das Heliumtröpfchen eingebracht – Indium ist für viele Anwendungen etwa als transparenter Leiter in Displays, als Beschichtung in der Fotovoltaik und in Lagern von Flugzeugmotoren unverzichtbar. Dann wurde das Indiumatom mit ultraschnellen FemtosekundenLaserpulsen angeregt: Eine Femtosekunde ist der tausendbillionste Teil einer Sekunde.

Die Energie übertrug sich auf das umgebende Helium, das in eine kollektive Schwingung versetzt wurde. Mit einem weiteren Laserpuls stellten die Forscher die Veränderung fest und konnten so auf die Vorgänge im Inneren schließen. Mithilfe einer Simulationssoftware haben sie den Prozess schließlich dargestellt. (APA/gral)