FWF - Chemical Dynamics - Ultraschnelle Dynamik in der Chemie

Die Formierung und die Trennung chemischer Bindungen sind die fundamentalsten Schritte im Verlauf chemischer Reaktionen. Daher ist die Erforschung der Dynamik dieser Prozesse in Echtzeit von großem Interesse für die Physik, Chemie und viele andere Wissenschaften. Ziel der vorgeschlagenen Experimente ist es, ein tieferes Verständnis der Dynamiken in Molekülen aus einer grundlegend neuen Position heraus zu erlangen. Das Projekt wird mittels laborbasierter Femtosekunden RöntgenabsorptionsSpektroskopie in ein neues Forschungsgebiet vorstoßen, in dem es sich Hohe Harmonische Lichtpulse mit Photonenenergien über 100 eV zu Nutze macht. Diese neuartige Methode kombiniert die Vorteile der RöntgenabsorptionsSpektroskopie mit denen von Femtosekunden PumpProbebasierten Techniken. Die Verwendung von InnerschalenÜbergängen erlaubt die Erforschung elektronischer und nuklearer Moleküldynamiken mit elementspezifischer Sensitivität für lokale elektronische Strukturen. In den vorgeschlagenen Experimenten werden Hohe Harmonische Pulse mit Photonenenergien jenseits der Schwefel 2p Kanten benutzt, was die EchtzeitUntersuchung der Chemie von Schwefelverbindungen aus der Perspektive wohldefinierter Schwefelatome erlaubt. Die Untersuchungen in Berkeley und Graz werden sich auf SpinBahnWellenpakete und Vibrations Wellenpakete in neutralen und Starkfeldionisierten Kohlenstoffdisulfid Molekülen konzentrieren. Darüber hinaus wird das photoinduzierte Aufbrechen der SC Bindung im zyklischen Thiophen Molekül (RingÖffnungsReaktion) untersucht werden, dass eine besondere Relevanz für Energie und Umwelt bezogene Technologien aufweist. Die Einführung von kontrollierten Anregungen mit ultraviolettem Licht ist ein wichtiger Schritt in der Femtosekunden RöntgenabsorptionsSpektroskopie, der einzigartige Möglichkeiten eröffnen kann für die Erforschung von natürlich vorkommenden, durch Sonnenlicht ausgelösten, photochemischen Prozessen. Die Erforschung von fundamentalen Mechanismen in der Natur ist die Basis für unser Verständnis von komplexen Systemen und deren dynamischer Verhaltensweisen. Die Entwicklung neuartiger Methoden für die Erforschung ultraschneller photoinduzierter Dynamiken in Molekülen eröffnet neue Forschungsmöglichkeiten in der Physik, der Chemie, den Lebenswissenschaften, den Materialwissenschaften sowie in Energie und Umwelt bezogenen Technologien.