Forschung, schneller als die Polizei erlaubt

Was passiert, wenn ein Blatt Licht absorbiert? Wie wandelt eine Solarzelle Licht in Strom um? Um die schnellsten Vorgänge in der Natur auf molekularer Ebene beobachten zu können, kommen ultrakurze Laserblitze zum Einsatz.

Dank ultrakurzer Laserblitze können molekulare Prozesse festgehalten werden.

Der Nationale Forschungsschwerpunkt «MUST – Ultraschnelle Prozesse in molekularen Bausteinen» ist ein multidisziplinäres Netzwerk mit über 150 Forscherinnen und Forschern aus der ganzen Schweiz. Wir untersuchen einige der schnellsten Vorgänge in der Natur:

• Was passiert, wenn ein Blatt Licht absorbiert?
• Wie wandelt eine Solarzelle Licht in Strom um?
• Was geschieht, wenn wir sehen?
• Wie kommunizieren Proteine im menschlichen Körper?
• Wie schnell kann man ein Bit auf einer Festplatte speichern?
• Wie schnell kann man einen Isolator mit Licht zu einem Metall umwandeln?

Um diese Mechanismen verstehen zu können, muss man in sie hineinschauen, ihnen praktisch bei der Arbeit zusehen. Wir beobachten also chemische Reaktionen, Bewegungen, Abläufe und Energietransferprozesse auf atomarer und molekularer Ebene. Man könnte auch sagen, dass wir Dokumentarfilme über Moleküle bei der Arbeit drehen. Das funktioniert nur mit vielen „Tricks“, zum Beispiel mit Lasern, die unvorstellbar kurze Blitze aussenden. Ein einziger solcher Laserblitz ist etwa ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde lang – gerade einmal kurz genug um ein Molekül in seiner Bewegung einzufrieren. Kurz: wir sind spezialisiert auf das Allerschnellste und Allerkleinste.

Unsere Forschung trägt dazu bei, dass wir die Natur auf mikroskopischer Ebene noch besser verstehen. Anwendung findet sie in besseren Datenspeichern, Solarzellen, Medikamenten, erneuerbaren Energiequellen und vielem mehr. Worum es bei unserer Forschung geht, zeigen wir Ihnen an unserem Stand mit verschiedenen Experimenten:

• Was ist eigentlich ein Laser?
• “Pendulum Clock”: wie machen wir ultrakurze Laserpulse?
• Wie verwenden wir Laser-Stroboskope zur Untersuchung von Molekülen?
• Der hüpfende Laserstrahl: Warum biegt oder bricht sich Licht?
• Wie können wir Moleküle sichtbar machen?

Beteiligte

Prof. Ursula Keller
Prof. Thomas Feurer
Dr. Anna Garry
Dr. Jan van Beilen
Aline Mayer
Fabian Brunner
Martin Huppert
David Stapfer
Prof. Hans Jakob Wörner
Dr. Laura Cattaneo
Dr. Andrii Rigov
Prof. Jean-Pierre Wolf
Til Stöckli
Dr. Juan Garcia-Celmas
Dr. Matthias Hengsberger