EU - ELFIS - Elektronische Fingerabdruck-Spektroskopie

Die ultraviolette (UV) Strahlung unserer Sonne wird in unserer Atmosphäre stark absorbiert und löst eine Vielzahl von photochemischen Reaktionen aus, die die Entwicklung der Erde stark beeinflussen. Genaue Kenntnisse der Photochemie von Spurengasen in der Umwelt sind von größter Bedeutung, um die Auswirkungen zu verstehen, die zur globalen Erwärmung beitragen, und auch um Strategien für deren Bekämpfung zu entwickeln. Trotz der enormen Relevanz sind spektroskopische Informationen im UV-Spektralbereich vor allem aufgrund des Fehlens intensiver UV-Laserquellen noch selten. ELFIS wird diese Einschränkung aufheben, indem die ultra-breitbandige Dualkammspektroskopie über eine Frequenzkonversion in den UV-Spektralbereich übertragen wird. Die Verknüpfung von modernsten Konzepten aus der Frequenzkammmetrologie und der Ultrakurzzeitphysik ermöglicht die Absorptionsspektroskopie im UV-Spektralbereich mit einer beispiellosen Mikro-eV-Auflösung, einem hohen Signal-zu-Rausch-Verhältnis und kurzen Messzeiten. Feingegliederte Absorptionsmerkmale komplexer Gasgemische von grundlegender, atmosphärenphysikalischer und astrophysikalischer Bedeutung werden mit einer Auflösung aufgezeichnet, die mindestens eine Größenordnung über dem Stand der Technik liegt. Das weltweit erste UV-Dualkammspektrometer wird sein Potenzial bei der Vermessung der Rydberg-Zustandsreihe nahe 10 eV im Luftschadstoff Iodmethan demonstrieren. Die neue Spektroskopieplattform wird au0erdem die erste vollständige rotationsaufgelöste Untersuchung der Rydberg-Zustände im wohl bekanntesten Treibhausgas Kohlendioxid um 11,3 eV ermöglichen. Zeitaufgelöste Untersuchungen mit einer einzigartigen Kombination aus ultrahoher spektraler und hoher zeitlicher Auflösung werden die photoinduzierte Dynamik in Atomen und Molekülen untersuchen, die transiente Effekte wie Energiezustandsaufspaltungen, -verschiebungen und Quantenschwebungen mit neuem Detailreichtum beinhaltet. ELFIS verfolgt die ultraschnelle Dynamik, die mit dem durch UV-Licht induzierten Populationstransfer und der Dissoziation in Iodmethan verbunden ist, mit einer konkurrenzlosen Auflösung des Energiezustands (3 Größenordnungen über dem Stand der Technik).