Opslagsysteem voor organische moleculen

Bij het Fritz-Haber-Institut in Berlijn is een miniatuursynchrotron ontworpen waarin elektrisch neutrale moleculen kunnen worden bewaard bij een extreem laag energieniveau. Zo kunnen botsingen tussen verschillende moleculen op een nieuwe manier worden bestudeerd. Het ontwerp, dat voor een deel het werk is van de Veni-gesubsidieerde Nederlandse onderzoeker Rick Bethlem, wordt deze week online gepresenteerd door Nature Physics.

Een synchrotron is een cirkelvormig kanaal, waarin deeltjes rondjes draaien onder invloed van een elektrisch veld. Meestal zijn dat geladen deeltjes, en is het de bedoeling om ze zo snel mogelijk te laten ronddraaien teneinde hun energieniveau zo hoog mogelijk op te voeren.

Het Berlijnse synchrotron, met een diameter van slechts 25 cm, is juist bedoeld om met lage energieniveaus te werken. Het laat groepjes moleculen ronddraaien met een snelheid van slechts 360 km/h, bij een temperatuur die dicht bij het absolute nulpunt ligt. Bovendien werkt dit synchrotron voor het eerst ook met neutrale moleculen, op voorwaarde dat het dipolen zijn.

Als extra verfijning bestaat het synchrotron uit twee helften. Als een wolkje moleculen de spleet tussen die twee passeert, worden de elektrische velden zo geschakeld dat snelle moleculen iets worden afgeremd en achterblijvers een duwtje in de rug krijgen. In de praktijk blijkt een wolkje van drie millimeter lang zelfs na veertig rondjes nog bij elkaar te zijn.

De besturing zit zo in elkaar dat verschillende pakketjes tegelijk kunnen worden opgeslagen. Je kunt ze zelfs in twee richtingen laten vliegen om botsingen te bestuderen.

bron: NWO