Met ultrakorte laserpulsen kun je de beweging van elektronen sturen, en zo een chemische reactie beïnvloeden. Dat melden Nederlandse en Duitse wetenschappers vandaag in Science.

De onderzoekers van het FOM-Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica (AMOLF) in Amsterdam, het Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) in Garching en de universiteiten van Bielefeld en Hamburg gebruiken hiervoor intense lichtpulsen met een duur van een paar femtoseconden. Zulke pulsen kunnen ongeveer even hard aan een elektron trekken als een atoomkern.

 

Om hier op een gecontroleerde manier iets mee uit te richten., heb je een ‘fasegestabilieerde’ laser nodig die pulsen afgeeft met een exact reproduceerbare intensiteit, frequentie en fase. In 2002 is prof. Ferenc Krausz (MPQ) hier als eerste in geslaagd, gebruik makend van de ‘frequentiekammentechnologie’ van prof. Theodor Hänsch (eveneens MPQ, Nobelprijs voor natuurkunde 2005).

 

In Science tonen de onderzoekers nu aan dat zulke pulsen niet alleen het gedrag van ‘losse’ elektronen kunnen beïnvloeden, maar ook dat van elektronen die deel uitmaken van een molecuul. Dit betekent dat je er in principe chemische reacties mee kunt sturen.

 

De groep van prof. Marc Vrakking (AMOLF) heeft dit experimenteel laten zien aan de hand van de dissociatie van positief geladen deuteriummoleculen (D2+ ). Deze vallen uiteen in twee kernen, waarvan er een het elektron meekrijgt. Met fase-gestabiliseerde laserpulsen wisten de onderzoekers het elektron naar keuze ‘linksaf’ of ‘rechtsaf’ te sturen.

 

Gehoopt wordt nu dat deze sturing ook bij (veel) grotere moleculen reealiseerbaar is, zodat je bijvoorbeeld gericht aan DNA kunt gaan sleutelen. Ook opent het experiment perspectieven op het gebied van moleculaire elektronica.

 

bron: persbericht FOM, 13 april 2006

Onderwerpen