Ein Attophysik-Labor in Saudi-Arabien

In Riad öffnet das Attosecond Science Laboratory, in dem die Bewegungen von Elektronen erforscht werden

Innerhalb von Attosekunden bewegen sich Elektronen in quantenmechanischen Sprüngen. Eine Attosekunde dauert gerade mal ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde (10^-18 Sekunden). Wer so schnelle Bewegungen fotografieren möchte, braucht eine ganz spezielle Kameratechnik. Im Fall der Elektronenfotografie ist es eine Lasertechnik, die Attosekunden-kurze Lichtblitze produziert. Mit Hilfe dieser Lichtblitze kann man Elektronenbewegungen sichtbar machen. Denn das alles läuft nach dem fotografischen Prinzip ab: Je kürzer die Verschlusszeit einer Kamera, desto schärfer werden die Bilder der bewegten Objekte. Das Entscheidende ist eine enorm kurze Belichtungszeit. Will man also extrem schnelle Bewegungen von Elementarteilchen aufzeichnen, muss man genauso so schnell sein wie die Teilchen selber.

Seit 2001 ist man in der Lage, mit Hilfe von neu entwickelter Spitzentechnologie solche Attosekunden-Lichtblitze zu erzeugen und damit einen bis heute weitgehend unbekannten Einblick in den Mikrokosmos zu erlangen. Das Labor für Attosekundenphysik am Max-Planck-Institut für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität ist nun eine Kooperation mit dem Department für Physik und Astronomie der King-Saud-Universität eingegangen. In diesem Rahmen ist an der KSU nach mehrjähriger Vorbereitung nun das Attosecond Science Laboratory entstanden, welches in Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern aus Deutschland und anderen Ländern zu einem Forschungszentrum von Weltformat anwachsen soll.

Attosekundenphysik auf einem weißen Fleck auf der Landkarte

„So kann unsere Kooperation nicht nur neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu Tage fördern – wie es auf jede gut funktionierende Zusammenarbeit zutreffen sollte –,sondern bietet auch die Chance, auf einem sehr großen weißen Fleck auf der Landkarte ein neues Forschungsgebiet, in diesem Fall die Attosekundenphysik, anzusiedeln“, so Ferenc Krausz, Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik und Lehrstuhlinhaber an der Ludwig-Maximilians-Universität. Zu den mehr als 30 Forschungseinrichtigungen in Europa, Nordamerika, und im Fernen Osten, die sich mit der Erforschung von Elektronen beschäftigen, gesellt sich somit die erste dieser Art in den Golf Staaten und bietet Studenten aus der ganzen Region einen einzigartigen Zugang zu Laserforschung auf Weltniveau.

Elektronenbewegungen sind die grundlegenden Prozesse des Lebens auf der Erde. Mit den Erkenntnissen aus der Attosekundenphysik gewinnt man nun erstmals einen Einblick, wie diese vonstattengehen. Das neu gewonnene Wissen kann etwa in der Medizin dazu beitragen, innovative Technologien wie etwa zur Diagnostik und Therapie von teilweise heute noch unheilbaren Krankheiten, zu entwickeln. Die Attosekundentechnologie eröffnet aber auch die Möglichkeit, die Informationsverarbeitung bis zu ihrer ultimativen Grenze zu beschleunigen, indem man Elektronen als Datenträger mit Licht steuert. Rechenoperationen könnten mit der enormen Frequenz von Lichtschwingungen durchgeführt werden.

MPQ