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01.02.2019:
Zwei Elektronen zum Preis von einem

Physiker der Universitäten Freiburg, Aarhus (Dänemark), Connecticut (USA), Elettra (Italien) und des MPIK haben einen effizienten Mechanismus für Doppelionisation von Molekülen in einer schwach gebundenen Umgebung nachgewiesen. Bei Doppelionisation werden zugleich zwei Elektronen aus einem Atom oder Molekül freigesetzt. Typischerweise ist dies ein seltener Prozess mit einer relativen Wahrscheinlichkeit von wenigen Prozent gegenüber Einfachionisation, wo nur ein Elektron freigesetzt wird. Doppelionisation erfordert nämlich eine korrelierte Dynamik beider Elektronen nach der Wechselwirkung mit nur einem energiereichen Photon oder Teilchen. Die neue experimentelle Studie am Synchrotron Elettra in Triest konnte jedoch zeigen, dass in bestimmten Fällen Doppelionisation nicht nur mehr als ein schwacher Effekt, sondern sogar der primäre Ionisationsmechanismus sein kann. Diese Verstärkung wird durch so genannten doppelten intermolekularen Coulomb-Zerfall (dICD) bewirkt. In dem Experiment untersuchten die Forscher den dICD von Alkali-Dimeren, die an die Oberfläche eines Helium-Nanotröpfchens angelagert sind. Hierbei (siehe Abbildung) wechselwirkt ein elektronisch durch Synchrotronstrahlung angeregtes Helium-Atom (rot) mit dem benachbarten Alkali-Dimer (blau und weiß) und führt durch Energieübertrag zu Doppelionisation. Auch wenn hier nur ein Modellfall betrachtet wird, ist dICD potenziell für jedes System relevant, in dem dieser Mechnismus energetisch möglich ist, insbesondere für Strahlenschäden in biologischen Systemen. [Nature Physics, 07.01.2019]

 Originalpublikation

 Presseinformation der Universität Freiburg (englisch)

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