Harold Edgerton war ein Pionier der Photographie. Er benutzte ein stroboskopisches Licht, um Aufnahmen von schnellen Prozessen zu machen. Zu seinen berühmten Bildern zählen z.B. Aufnahmen von Tropfen die in Milch treffen, Gewehrkugeln die Spielkarten durchschlagen oder auch von Atombombenexplosionen. Einige Fotos kann man auch in dieser Galerie sehen.
Das Prinzip, schnelle Prozesse durch kurze Lichtpulse sichtbar zu machen, ist heute einige Größenordnungen weiter. Stand der Technik sind ultrakurze Laserpulse, die nur etwa 10 hoch -18 Sekunden lang sind – Attosekunden. Ein neuer Vorschlag in den Physical Review Letters von Forschern aus Heidelberg könnte benutzt werden, um Lichtpulse von der Dauer einer Yoctosekunde zu erzeugen – 10 hoch -24 Sekunden.

Dieser Zeitraum ist so kurz, dass selbst Licht in einer Yoctosekunde nur den Weg eines Atomkern-Durchmessers zurücklegt.
Wie kann man so kurze Pulse erzeugen?
Die Forscher schreiben, dass solche Pulse in abkühlenden Quark-Gluon-Plasmen zu erwarten seien. Quark-Gluon-Plasmen sind ultraheiße Materiezustände, eine wilde Suppe aus den Bestandteilen der Nukleonen, den Quarks, und den Teilchen die sie zusammenhalten, den Gluonen. Es ist ein Zustand, wie er im Universum Bruchteile von Sekunden nach dem Urknall geherrscht hat; und der heutzutage in Kollisionen von Scherionen erforscht wird, z.B. bald am ALICE-Experiment am LHC.

Die Pulse, die von QGP ausgesandt werden könnten, weisen unter den richtigen Bedingungen eine Doppel-Peak-Form auf, also zwei Pulse kurz nacheinander. Das ist eine wichtige Bedingung, um etwas mit diesen Pulsen anfangen zu können: Denn wenn man einen Prozess untersuchen will, regt man erst etwas an und beobachtet es dann mit dem zweiten Puls. Das nennt man Pump-Probe-Experiment.

Kommentare (6)

  1. #1 Gluecypher
    10/20/2009

    Interessante Idee, aber wer stellt einem einen entsprechenden Beschleuniger zur Verfügung? Da sind modengekoppelte, gütegeschaltete Laser im Augenblich noch die prakikablere Lösung dar, nicht?

  2. #2 Jörg
    10/20/2009

    Das ganze ist eine völlig theoretische Idee, ob es möglich und umsetzbar sein wird ist nicht klar. Das war es aber auch nicht bei Femto- und Attosekundenpulsen.

  3. #3 Florian Freistetter
    10/20/2009

    Hmpff… und ich dachte, du erzählst was über irgendeinen coolen Tintenfisch 😉

  4. #4 schlappohr
    10/20/2009

    Wie würde man solche kurzen Imulse aufzeichnen? Detektoren für einzelne Photonen gibt es sicher schon, aber ein ganzes Array davon (also so eine Yocto-Cam :-)), das ein hoch auflösendes Bild liefert, dürfte einen erheblichen Aufwand erfordern.

  5. #5 Gluecypher
    10/21/2009

    Hmmmm, was ich da als Problem ansehe ist die Tatsache, dass man dann irgendwann nicht mal mehr eine komplette Amplitude zur Verfügung hat. Schon bei den aktuellen Kurzpulslasern hat man ja nur noch ca. 3 volle Schwingungen. Wäre mal interessant zu wissen, ob man mit Yoctosekunden-Pulsen auch einen Übergang zwischen Grundzustand und angeregtem Zustand in einem Atom zeitlich auflösen könnte.

    @Florian

    Musstu zu PZ gehen, der hat ja immer den Friday Cephalopod: http://scienceblogs.com/pharyngula/cephalopods/

  6. #6 Jörg
    10/23/2009

    @schlappohr: Ich denke man detektiert immer nur einzelne Pulse. Man macht keine Bilder, sondern Pump-Probe-Experimente: Der erste Pulse regt ein System an und der zweite schaut nach was das System macht. Ich denke da schreibe ich mal was zu demnächst.