Photo-induzierte Prozesse endohedraler Fulleren-Ionen: Experiment

• Antragsteller: Professor Dr. Alfred Müller
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245652604

Die Reaktion von Atomen A, die in einer Schale aus Kohlenstoffatomen eingekapselt sind, auf die Absorption eines Photons wird untersucht. Nach Ladung und Masse wohlselektierte Strahlen endohedraler Fullerene in unterschiedlichen Ladungszuständen werden Synchrotronstrahlung ausgesetzt mit Energien von 17 bis 340 eV an der Advanced Light Source (ALS) in Berkeley und von 250 bis 3000 eV an PETRA III in Hamburg. In diesem weiten Energiebereich können diverse Unterschalen des eingeschlossenen Atoms angeregt und ionisiert werden. Die Produktion von Photoelektronen und die nachfolgende Abregung des Atoms führen zu einer Beleuchtung der Fullerenschale von innen mit Elektronen und Photonen unterschiedlicher aber immer wohldefinierter Energien. Die Emission von Elektronen und Photonen durch das zentrale Atom wird durch die umgebende Schale beeinflusst, was zu einer Vielzahl von Phänomenen der Ionisation und Fragmentation des gesamten endohedralen Fulleren-Komplexes führt mit zusätzlichen Modifikationen der Wirkungsquerschnitte durch Interferenzeffekte. Quantitative experimentelle Untersuchungen dieser Phänomene werden dringend benötigt, um die weltweiten theoretischen Anstrengungen zu testen und zu leiten, die zur korrekten Beschreibung der Eigenschaften endohedraler Fullerene und deren Verhalten unter Bestrahlung mit Photonen unternommen werden. Die Variation der Ladungszustände wird zudem neuartige Einblicke in die Elektro-Chemie eingekapselter Atome gestatten. Durch Verwendung schwerer eingekapselter Atome soll demonstriert werden, wie ein schwerer Röntgenabsorber auf umgebendes Material wirkt, was wiederum für die effiziente Schädigung von Krebszellen durch elektromagnetische Bestrahlung von großer Bedeutung ist. Die experimentellen Arbeiten sollen in Absprache mit den Kollegen vom Frankfurt Institute of Advanced Studies die dort laufenden theoretischen Arbeiten unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Beteiligte Personen: Dr. David Kilcoyne; Professor Dr. Stefan Schippers