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Struktur und Dynamik Poster: Mi., 14:00–16:30 M-P117
Kohärenzverlust und -transfer in molekularen Doppelspaltexperimenten
Uwe Becker 1
1 Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin
Die Photoelektronenemission zweiatomiger homonuklearer Moleküle ist ein Doppelspaltexperiment
mit Einzelelektronen [1], das im Gegensatz zum klassischen Doppelspalt
nicht auf der Unschärferelation, sondern auf der Inversionssymmetrie beruht. Ein
weiterer Unterschied besteht im Auftreten der Interferenz, die im klassischen Doppelspaltexperiment
im Ortsraum zutage tritt, im molekularen Doppelspaltexperiment hingegen
experimentell nur im Impulsraum nachgewiesen werden kann. Dadurch treten bei
letzterem Streuungen am Nachbaremitter zutage, die im klassischen Experiment verborgen
bleiben. Diese Streuprozesse eröffnen Einblicke in die Energieabhängigkeit der
Kohärenzphänomene beim Doppelspaltexperiment. Solange die de-Broglie-Wellenlänge
des emittierten Elektrons größer ist als die Bindungslänge des emittierenden Moleküls,
überlagern sich alle Teilwellen gestreuter oder nicht gestreuter Elektronen immer nur
von zwei getrennten Emissionszentren. Sie sind also kohärente Überlagerungen von
Elektronenwellen, die von zwei räumlich getrennten Emissionszentren emittiert werden.
Wenn die de-Broglie-Wellenlänge jedoch kürzer als die Bindungslänge des Moleküls
wird, findet ein Kohärenztransfer-Prozeß statt. Die doppelspaltartige transversale Zwei-
Zentren-Kohärenz weicht einer EXAFS-artigen longitudinalen Ein-Zentren-Kohärenz,
die positions-sensitive Strukturinformationen enthält. Dieser Kohärenztransfer-Prozeß
findet ohne expliziten Symmetriebruch statt; er ist gewissermaßen ein symmetrisierter
Vorläufer eines echten Symmetriebruchs.
Ein echter Symmetriebruch bewirkt nicht nur einen Kohärenztransfer, sondern einen
Kohärenzverlust. Dieser kann entweder durch eine äußere Störung wie Isotopensubstitution
[2] oder aber durch eine innere Störung wie kohärente Anregung von verschiedenen
Symmetriezuständen durch Kurzzeitpulse erzeugt werden. Letzterer Effekt konnte
kürzlich mittels Anregung durch Pulse aus Higher Harmonic Generation (HHG) an
H2 gezeigt werden [3] und soll für Ne-Dimere am Freie-Elektronen-Laser bei DESY
in Hamburg erstmals auch mittels direkter Photonenanregung anstelle von Elektronenrückstreuung
im starken Laserfeld [4] nachgewiesen werden.
Diese Arbeit wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
unter dem Förderkennzeichen 05 KS4EB1/3 gefördert.
[1] R. P. Crease, Physics World Sep. (2002)
[2] D. Rolles et al., Nature 437, 711 (2005)
[3] M. F. Kling et al., Science 312, 246 (2006)
[4] H. Niikura et al., Nature 417, 917 (2002)