Francesca Calegari leitet neues internationales Netzwerk zur Attosekundenchemie

17. Februar 2020

Foto: DESY, Gesine Born

Francesca Calegari, führende Wissenschaftlerin bei DESY und Professorin an der Universität Hamburg, ist stellvertretende Vorsitzende eines neuen, von der EU geförderten internationalen Netzwerks zur Attosekundenchemie. Ziel des AttoChem-Netzwerkes ist es, den Verlauf chemischer Reaktionen mit Attosekunden-Laserstrahlen zu untersuchen. Das Forschungsnetzwerk wurde im Rahmen der ‚European Cooperation in Science and Technology‘ (COST) eingerichtet, um Forschenden und Innovatoren Vernetzungsmöglichkeiten zu bieten. So sollen die Fähigkeit Europas zur Bewältigung wissenschaftlicher, technologischer und gesellschaftlicher Herausforderungen gestärkt werden.

Francesca Calegari leitet die Attosecond Science Gruppe am Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) und ist  Vorstandsmitglied im Exzellenzcluster "CUI: Advanced Imaging of Matter". Der Schwerpunkt ihrer Forschungsarbeit liegt darin, die Elektronendynamik in Systemen mit zunehmender Komplexität von einfachen Molekülen zu Molekülen biologischen Interesses und nanostrukturierten Materialien in Echtzeit zu verfolgen und im besten Fall zu kontrollieren. Zu diesem Zweck entwickelt ihre Gruppe kompakte Lichtquellen mit extremer Zeitauflösung, von wenigen Femtosekunden bis hin zu Attosekunden.

Das neue AttoChem-Netzwerk wird die experimentellen und theoretischen Anstrengungen zur Nutzung des großen Potenzials der Attosekunden-Techniken in der Chemie international koordinieren. "Wir denken, dass die jüngsten Entwicklungen von ultrakurzen, intensiven Lichtquellen im XUV- und Röntgen-Spektralbereich die Chemie revolutionieren werden", sagt Calegari. Diese Lichtquellen werden den Zugang zu dynamischen Prozessen ermöglichen, die auf der Attosekunden-Zeitskala (1 asec = 10-18) ablaufen. Das ist die natürliche Zeitskala für elektronische Bewegung in Atomen und Molekülen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hoffen, neue fundamentale Fragen zur Rolle und möglichen Kontrolle der Elektronendynamik bei der chemischen Reaktivität klären zu können, die photoinduzierte Ladungswanderung in relevanten molekularen Systemen zu untersuchen und schnelle Strukturänderungen in Molekülen während des Protonentransfers, der Isomerisierung oder der Bewegung durch konische Schnittpunkte mit asec-Auflösung abzubilden. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse einen signifikanten Einfluss auf verschiedene Bereiche der Chemie haben werden, wie z.B. Photovoltaik, Strahlenschäden, Katalyse, Photochemie oder Strukturbestimmung.

Das Netzwerk soll zunächst für einen Zeitraum von vier Jahren bestehen; das erste Jahrestreffen wird am 18. und 20. März 2020 in Cluj-Napoca, Rumänien, stattfinden.

Weitere Informationen zum The European Cooperation in Science and Technology (COST) und zur AttoChem