I ett gemensamt forskningsprojekt, forskare från Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy (MBI), Technische Universität Berlin (TU) och University of Rostock har för första gången lyckats avbilda fria nanopartiklar i ett laboratorieexperiment med hjälp av en högintensiv laserkälla. Tidigare, strukturanalysen av dessa extremt små föremål via enstaka diffraktion var endast möjlig vid storskaliga forskningsanläggningar med så kallade XUV- och röntgenfria elektronlasrar. Deras banbrytande resultat underlättar den mycket effektiva karakteriseringen av kemikalien, optiska och strukturella egenskaper hos enskilda nanopartiklar och har just publicerats i Naturkommunikation . Huvudförfattaren till publikationen är juniorforskaren Dr Daniela Rupp som genomförde projektet vid TU Berlin och nu startar en juniorforskargrupp vid MBI.

I deras experiment, forskarna expanderade heliumgas genom ett munstycke som kyls till extremt låg temperatur. Heliumgasen förvandlas till ett överflödigt tillstånd och bildar en stråle av fritt flygande små nanodroppar. "Vi skickade ultrakorta XUV-pulser till dessa små droppar och fångade ögonblicksbilder av dessa föremål genom att spela in det spridda laserljuset på en detektor med stor yta för att rekonstruera droppformen, "förklarar Dr Daniela Rupp.

"Nyckeln till det framgångsrika experimentet var de högintensiva XUV-pulser som genereras i MBI:s laserlab som producerar detaljerade spridningsmönster med bara ett enda skott, "förklarar Dr Arnaud Rouzée från MBI." Genom att använda det så kallade vidvinkelläget som ger tillgång till den tredimensionella morfologin, vi kunde identifiera hittills obemärkta former av de överflödiga dropparna, "tillägger professor Thomas Fennel från MBI och University of Rostock. Forskargruppens resultat möjliggör en ny klass av metrologi för att analysera struktur och optiska egenskaper hos små partiklar. Tack vare toppmoderna laserljuskällor, att göra bilder av de minsta bitarna är inte längre exklusivt för de storskaliga forskningsanläggningarna.