Interatomarer Zerfallskanal in Clustern erstmals durch sichtbares Licht nachgewiesen

Der Interatomare Coulomb-Zerfall ist ein Zerfallskanal, der in schwach gebundenen Systemen wie Edelgasclustern oder Flüssigkeiten auftritt. Seine bisherige Erforschung basierte auf der Detektion geladener Teilchen. Um eine komplementäre Nachweismethode zu etablieren, wird der Prozess von der AG Ehresmann mittels Fluoreszenzspektroskopie untersucht. Nun gelang der erste Nachweis durch die Messung von sichtbarem Licht.

Illustration des untersuchten Prozesses.

Die Zerfallskanäle eines angeregten Atoms können sich wesentlich unterscheiden, wenn es nicht isoliert, sondern in einem Cluster gebunden ist. Dies gilt auch für Edelgase, obwohl deren Cluster nur sehr schwach gebunden sind und der internuklearer Abstand relativ groß ist. Ein wichtiger Zerfallskanal ist der interatomare Coulomb-Zerfall (ICD). Die bisherige Untersuchung dieses Prozesses zeigte ein Auftreten in vielen verschiedenen Systemen mit großer Effizienz.

Dabei wurde bisher überwiegend die Spektroskopie geladener Teilchen eingesetzt. Vor wenigen Jahren gelang der AG Ehresmann der erste eindeutige Nachweis eines ICD-Prozesses durch die Messung von charakteristischer Fluoreszenz im vakuum-ultravioletten (VUV) Spektralbereich nach Anregung von Neonclustern mit Synchrotronstrahlung. Diese Methode setzt eine Hochvakuumverbindung zwischen der Probe und dem Detektor voraus, da keine geeigneten transparenten Materialien für VUV-Strahlung existieren.
Kürzlich konnte der gleiche Prozess durch Vergleich des Signals aus verschiedenen Spektralbereichen (siehe Abb. Rechts) auch mittels Detektion von sichtbarem Licht nachgewiesen werden, das ohne Vakuumverbindung detektiert werden kann.

Vergleich des Signals im vakuum-ultravioletten (VUV) und sichtbaren Spektralbereich.

A. Hans et al. Chemical Physics  482 165 (2017)
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.chemphys.2016.06.016

Andreas Hans  @ AGE – Spektroskopie