Elektronen sind sehr klein und sehr schnell. Sie zu fotografieren ist deshalb nicht leicht. Und ihre Bewegung aufzunehmen, ist natürlich noch schwieriger.
Unter der Adresse http://www.atto.fysik.lth.se/ ist der Film der Forscher zu sehen.
(Foto: Foto: Screenshot)Schließlich braucht so ein Teilchen nur etwa 150 Attosekunden, um einen Atomkern zu umrunden. Und "eine Attosekunde verhält sich zur Sekunde etwa so wie eine Sekunde zum Alter des Universums", erklärt Johan Mauritsson von der schwedischen Universität in Lund.
Alle Versuche, Bilder der Elektronen aufzunehmen, waren bislang daran gescheitert, dass man keine Lichtblitze erzeugen konnte, die kurz genug waren. Bisherige Aufnahmen sind deshalb völlig verschwommen.
Doch Mauritsson ist es zusammen mit Anne L'Huillier und ihrem Team nun gelungen, extrem kurze Lichtblitze zu produzieren. Dazu haben sie einen Laser hergestellt, der Attosekunden-Pulse erzeugt.
Auf ihrem Film, den sie ins Internet gestellt haben, ist zu sehen, wie ein Elektron auf einer Lichtwelle "reitet", nachdem es aus seiner Bahn um einen Atomkern herausgeschlagen wurde.
Mit Hilfe eines zweiten Lasers gelang es den Forschern, die Bewegung des Elektrons so zu lenken, dass sie darüber hinaus auch den Zusammenstoß zwischen dem Teilchen und einem Atom filmen konnten, wie sie im Fachmagazin Physical Review Letters berichten.
Die Länge der Aufnahme entspricht einer einzelnen Oszillation des Lichts - das ist viel zu kurz, als dass das menschliche Auge etwas sehen könnte. Die Geschwindigkeit des Films wurde deshalb herabgesetzt. Auch so ist für Nicht-Physiker nicht viel zu erkennen, da die Aufnahmen die Energieverteilung des Elektrons zeigen.
"Wir haben der Wissenschaftlergemeinde lange versprochen, dass wir in der Lage sein werden, Attosekunden-Pulse anzuwenden, um Elektronen in Bewegung zu filmen", sagt Mauritsson. "Jetzt, wo wir es geschafft haben, können wir untersuchen, wie Elektronen sich verhalten, zum Beispiel wenn sie mit veschiedenen Objekten zusammenstoßen."
Praktischen Nutzen hat die Technik nicht. Aber die Bilder können helfen, physikalische Theorien zu überprüfen.