Spektrometer für extrem UV- und weiches Röntgenlicht ermöglicht neuartige Forschung

Ein neues Spektrometer an der Experimentierstation SQS des European XFEL wird weiche Röntgenstrahlung und extrem ultraviolettes (XUV) Licht messen, das von gasförmigen Proben nach Wechselwirkung mit intensiven XFEL-Pulsen erzeugt wird. Damit eröffnen sich für die Experimentierstation neue Forschungsperspektiven.

Das Spektrometer wurde von Wissenschaftlern bei European XFEL und an der Universität Uppsala in Schweden gebaut und wird es ermöglichen, neue und spannende Prozesse auf atomarer Ebene zu untersuchen.

"Das Spektrometer wird uns die Möglichkeit geben, das von Atomen und Molekülen emittierte XUV-Licht zu untersuchen. Seine einzigartige Fähigkeit, Bilder entlang der Wechselwirkungszone zu machen, ermöglicht es uns, die Wirkung der intensiven Röntgenstrahlung des European XFEL zu untersuchen, während sie durch dichte Gase dringt", sagt Michael Meyer, leitender Wissenschaftler der SQS-Experimentierstation. "Es wird neue Möglichkeiten bieten, grundlegende Prozesse bei der Wechselwirkung von Röntgenstrahlung mit Materie zu untersuchen."

Strahlung mit Wellenlängen im extrem ultravioletten (XUV) Bereich wird bei der Anregung oder Ionisierung einer Probe durch die European XFEL-Pulse emittiert. Die Spektroskopie dieser emittierten XUV-Photonen ist ideal geeignet, die quantenmechanischen Eigenschaften der Probe in ihrer Wechselwirkung mit den intensiven Röntgenpulsen zu untersuchen. Dies ist besonders nützlich im Vergleich zu anderen Techniken, die auf Elektronen- oder Ionenspektroskopie beruhen, da die Photonen nicht stark durch die bei der Wechselwirkung entstehenden geladenen Teilchen beeinträchtigt werden.

"Bei SQS untersuchen wir grundlegende Eigenschaften von atomaren und molekularen Systemen, wobei wir uns vor allem mit Elektronen und Ionen beschäftigen. Das neue Spektrometer ergänzt diese Techniken und hilft uns, die auf sehr kleiner Skala ablaufende Physik besser zu verstehen", sagt Thomas Baumann, Wissenschaftler bei SQS.

Das abbildende XUV-Spektrometer bietet Forschenden nicht nur neue Diagnosemöglichkeiten, sondern ermöglicht es ihnen auch, Gasmoleküle zu filmen, während sie ultraschnelle Strukturveränderungen durchlaufen. Das SQS-Team erwartet außerdem, bisher schwer nachweisbare Phänomene erforschen zu können, insbesondere solche, die zwischen den zahlreichen Prozessen verborgen sind, die ablaufen, wenn die intensiven Röntgenpulse des European XFEL auf Gasatome treffen.

Das Spektrometer wurde in Schweden entwickelt und ist ein Beitrag zum European XFEL. "Es ist eine große Freude, das Instrument endlich in Betrieb zu sehen", sagt Jan-Erik Rubensson, Professor an der Universität von Uppsala und Projektleiter. "Wir freuen uns darauf, das Spektrometer zu nutzen und gemeinsam mit unseren Kollegen die neuen spannenden Möglichkeiten zu erkunden."

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Quelle: European XFEL GmbH