(red) Forscher des Laboratoriums für Physikalische Chemie der ETH Zürich haben ein völlig neuartiges Mikroskop gebaut. Dieses erlaubt die Bestimmung der Position einzelner Moleküle mit einer Genauigkeit von etwa einem Nanometer. So gelang es den Wissenschaftler aus der Gruppe von Prof. Vahid Sandoghdar (1) mit Hilfe des neuen Gerätes zwei Moleküle zu entdecken, die nur wenige Nanometer voneinander entfernt waren. Dabei konnten sie auch die quantenmechanische Wechselwirkung der beiden Moleküle beobachten. Das Wissenschaftsmagazin Science berichtet in der aktuellen Ausgabe vom 6. September über diese Experimente (2) .

Standortbestimmung sensibler Moleküle

Bestrahlt man ein Molekül bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt mit Laserlicht einer genau "passenden" Wellenlänge, so leuchtet es auf. Diese Wellenlänge ändert sich, wenn sich das Molekül in einem elektrischen Feld befindet. Die Funktionsweise des neuen Mikroskops basiert nun darauf, dass ein Molekül in einer Ebene bewegt wird, in der es einem stark ortsabhängigen elektrischen Feld ausgesetzt ist. Dieses Feld wird durch eine Mikroelektrode erzeugt, die sich unmittelbar über der Probe befindet. Durchquert das Molekül den Ort, der genau unter der Mikroelektrode liegt, so ist die Wellenlängenänderung am stärksten. Damit ist die Position des Moleküls innerhalb der Ebene bekannt. Ähnlich findet man die Position in der dritten Dimension. Wird diese Prozedur mit zwei oder mehr Molekülen durchgeführt, so kann deren relative Lage zueinander in drei Dimensionen mit Nanometergenauigkeit bestimmt werden.

Quantenmechanischer Individualitätsverlust

Auf diese Art haben die ETH-Wissenschaftler zwei Moleküle entdeckt, die sehr nah beieinander waren. Solche Moleküle tauschen Lichtquanten aus, das heisst sie "sprechen" miteinander.

weiter