Carl-Ramsauer-Preis 2008 ging gleich zweimal ans Max-Born-Institut

Dr. Claus Ropers (31) und Dr. Anke B. Schmidt (31) sind zwei der diesjährigen Preisträger des Carl-Ramsauer-Preises der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin. Claus Ropers wurde für seine Dissertation an der Humboldt-Universität ausgezeichnet, Anke B. Schmidt promovierte an der Freien Universität; die Arbeiten dazu führten die beiden Forscher am Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) durch. Der Preis wurde am 19. November in der Universität Potsdam verliehen.
Mehr Information: Pressemitteilung Forschungsverbund

Ungebremste Lichtblitze

Eine neuartige Faser leitet ultrakurze Lichtimpulse mit höchster Präzision weiter.
Forscher des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) haben eine neuartige optische Faser entwickelt, die mit noch nie dagewesener Präzision ultrakurze Lichtimpulse weiterleiten kann. Die Forscher übertrugen Lichtpulse einer Dauer von 13 fs (1 Femtosekunde = 1 fs = 1 Milliardstel einer Millionstel Sekunde) über eine Länge von einem Meter, wobei sich die Dauer der Impulse nur etwa verdoppelte. "Keine andere Fasertechnologie kann das momentan leisten", sagt Dr. Günter Steinmeyer. In den Experimenten der Forscher dehnten andere, ähnlich gebaute Fasern den gleichen Impuls dagegen auf fast 50-fache Dauer aus. Die neuen Fasern könnten beispielsweise in der Medizin zur Anwendung kommen, um Femtosekundenimpulse flexibel zum Patienten zu übertragen. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in der aktuellen Online-Ausgabe von Nature Photonics(doi:10.1038/nphoton.2008.203).
Mehr Information: Pressemitteilung Forschungsverbund

Wasserstoffbrücken: Wissenschaftler finden neuen Mechanismus

Wasser ist allgegenwärtig und ist die Grundlage allen Lebens auf der Erde. Die Vorgänge, die sich auf molekularer Ebene im Wasser abspielen, sind jedoch noch immer nicht in allen Einzelheiten verstanden. Bernd Winter und Kollegen vom Berliner Elektronenspeicherring BESSY und vom Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) konnten jetzt eine bislang unbekannte Eigenschaft des negativ geladenen Ions des Wassers, des Hydroxidions (OH-), nachweisen. Sie berichten darüber in in dem angesehenen Wissenschaftsjournal Nature (E.F. Aziz, N. Ottosson, M. Faubel, I.V. Hertel, und Winter, B., Nature, 455, 89-91,2008)

Der Kristall schlägt zurück

Der Kavalierstart von Elektronen in einem Kristall bleibt nicht ohne Folgen für ihr weiteres Schicksal. Das berichten die Berliner Forscher Peter Gaal, Wilhelm Kühn, Klaus Reimann, Michael Woerner und Thomas Elsässer vom Max-Born-Institut sowie Rudolf Hey vom Paul- Drude-Institut in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift Nature (Bd. 450, Seite 1210). Sie untersuchten die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in einem Galliumarsenidkristall, der für kurze Zeit einem sehr hohen elektrischen Feld ausgesetzt wurde. Dieses auch konzeptionell neue Experiment zeigt erstmals eine kollektive, ultrahochfrequente Zitterbewegung der Elektronen, die zusätzlich zur bekannten räumlichen Drift dieser Teilchen auftritt. Der neu entdeckte Effekt könnte bei der Miniaturisierung von elektronischen Bauteilen eine wichtige Rolle spielen.
Mehr Information: Projekt 3-02,  Pressenotiz AlphaGalileo

Molekulare Pirouetten - Forscher aus Berlin und München sehen Molekülen dabei zu, wie sie sich bei photochemischen Reaktionen ultraschnell ausrichten

Ultraschnelle Trennung von elektrischer Ladung innerhalb eines Moleküls während einer photochemischen Reaktion veranlasst bis zu zehntausend Nachbarmoleküle sich in molekularen Pirouetten neu zu orientieren. Jetzt haben Forscher zum ersten Mal eine solche durch Licht hervorgerufene Ausrichtung von Molekülen in einem organischen Kristall direkt beobachtet. Die Wissenschaftler aus dem Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie in Berlin und der Ludwig-Maximilians-Universität in München berichten darüber in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift Physical Review Letters (Band 98, Seite 248301).
Für ihre Studie erzeugten sie mit extrem kurzen Lichtimpulsen eine Trennung von positiver und negativer elektrischer Ladung in einzelnen Molekülen, auf welche die Moleküle der Umgebung dann mit einer Änderung ihrer räumlichen Ausrichtung reagieren. Diesen grundlegenden Prozess erfassten die Forscher erstmals durch Beugung von Femtosekunden-Röntgenimpulsen mit hoher Präzision und in Echtzeit.
Mehr Infornmation: Projekt 3-04

Nature wählt zwei kürzlich erschienene MBI-Veröffentlichungen für ihren News and Views Teil aus

Zwei vor kurzem erschienene Publikationen aus dem MBI zu Protonentransfer in Wasser und zu ultrakurzen Elektronenimpulsen sind in dem News and Views Abschnitt von Nature Magazine vorgestellt worden.
James T. Hynes hebt in der Ausgabe vom 15. März 2007 die Arbeit hervor, die gezeigt hat, dass der Protonentransfer in wässriger Lösung eine baseninduzierte Reaktion sein kann. Mehr Informationen: siehe Beitrag in News and Views of Nature, die ursprüngliche Publikation in Angewandte Chemie und unsere Projektseiten.
In der Ausgabe vom 29. März 2007 diskutieren Herman Batelaan und Kees Uiterwaal die Entwicklung einer lokalen Femtosekunden-Elektronenquelle auf der Basis von scharfen Metallspitzen. Mehr Informationen: siehe Beitrag in News and Views of Nature, die ursprüngliche Publikation in Physical Review Letters und unsere Projektseiten.

Titelblatt ChemPhysChem 5/2007: Relaxation angeregter Zustände in protoniertem Adenin

Die zeitaufgelöste Untersuchung isolierter Chromophore hat Tradition am MBI. Dirk Nolting und Mitarbeiter haben diese Methode nun auf protonierte Biomoleküle erweitert. Für die DNA Base Adenin wurde eine beschleunigte Umwandlung von elektronischer in Kernbewegung beobachtet, eine Eigenschaft die zerstörerischen photochemischen Prozessen entgegenwirkt.
Das Titelblatt zeigt eine Potentialenergiefläche für das protonierte Adenine. Im Vordergrund ist die Struktur des kalten Grundzustands vor Photoanregung zu sehen. Im Hintergrund ist die Struktur nach UV-Photoanregung zu einer nichtplanaren Geometrie verformt. Die Strukturänderung führt zu schneller interner Konversion und wurde durch transiente Massenspektroskopie mit femtosekunden Pump-Probe Pulsen untersucht.
Mehr Information: ChemPhysChem (April 2, 2007)

Elektronenblitze für die Nanowelt – neue Quelle für ultrakurze Elektronenimpulse

Forscher des MBI haben eine neuartige Quelle für extrem kurze Elektronenimpulse vorgestellt. Es handelt sich um eine hauchfeine Spitze aus Gold, die mit ultrakurzen Lichtimpulsen zum Aussenden von Elektronen angeregt wird. Die speziellen Bedingungen des Anregungsprozesses führen zu einer extrem kurzen Dauer der Elektronenimpulse von weniger als 0,02 Pikosekunden (20 Femtosekunden), wodurch die Untersuchung ultraschneller Prozesse in Nanosystemen möglich wird.
Mehr Information: C. Ropers et al., Physical Review Letters, Bd. 98, 043907 (2007), Pressemitteilung.

Die externe Evaluierung des MBI wurde mit hervorragendem Ergebnis abgeschlossen

Am 23.11.2006 verabschiedete der Senat der Leibnizgemeinschaft die uneingeschränkte Förderempfehlung für die nächsten 7 Jahre und stellte fest, dass das MBI "eines der weltweit führenden Institute auf dem Gebiet der nichtlinearen Optik und Kurzzeitdynamik bei der Wechselwirkung von Materie mit Laserlicht" sei.
Pressenotiz Leibnizgemeinschaft, Pressenotiz Forschungsverbund Berlin e.V.

"J. Phys. B's 2006 Highlights", ausgewählt von den Herausgebern des Journal of Physics B

Zwei der 24 Highlights des Jahres 2006 stammen aus dem Projekt 2-02.

Topical Review: "Above-threshold ionization by few-cycle pulses", D. B. Milosevic, G. G. Paulus, D. Bauer, and W. Becker, J. Phys. B 39, R203-262 (2006)
Der Begriff 'Above-Threshold Ionisation' bezieht sich auf die Eigenschaften des winkelaufgelösten Elektronspektrums, das bei der Ionisation von Atomen durch intensive Laserpulse gemessen wird. Seit 25 Jahren hat dieser Effekt bei der Aufklärung der Wechselwirkung von Laserlicht mit Atomen eine entscheidende Rolle gespielt. Durch die Verfügbarkeit von Laserpulsen mit einer Dauer von nur wenigen Zyklen, deren zeitlicher Verlauf obendrein kontrolliert werden kann, hat man in den letzten Jahren neue Seiten dieses faszinierenden Effekts verstanden.
Letter to the Editors: "Attosecond electron thermalization by laser-driven electron recollision in atoms", X. Liu, C. Figueira de Morisson Faria, W. Becker, and P. B. Corkum, J. Phys. B 39, L305-311 (2006)
In der Arbeit wird die Rückstreuung als Mechanismus der nichtsequentiellen Mehrfachionisation von Atomen untersucht. Ein sehr einfaches, fast analytisch lösbares Modell kann die Daten der Heidelberg Gruppe für dreifache und vierfache Ionisation von Neon [K. Zrost et al., J. Phys. B 39, 40 (2006)] sehr gut beschreiben. In dem Modell wird eine Verzögerung angenommen zwischen der Zeit der Rekollision und dem späteren Zeitpunkt, zu dem die Elektronen das Ion verlassen. Diese Zeit liegt im Attosekundenbereich.

Aktuelles Förder-Ranking der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)

Beim aktuellen Förder-Ranking der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) schneidet das Max-Born-Institut hervorragend ab. Drittmitteleinwerbung bei der DFG gilt als eines der wichtigsten Qualitätsmerkmale bei der Bewertung der Forschungsleistungen in Deutschland. Das MBI steht dabei unter über 170 gelisteten Forschungseinrichtungen auf Platz 16. Es ist eines der ganz wenigen außeruniversitären Forschungseinrichtungen, die in diesem auf die Hochschulen konzentrierten Bericht wegen ihrer guten Vernetzung mit den Universitäten im Text namentlich genannt werden. Diesen Aspekt machen auch die von der DFG erstellten Übersichtskarten über Netzwerke in der Physik und in der Chemie sehr deutlich.

Klaus Tschira Preis 2006 für MBI Doktorand

Dr. Nils Huse erhält den Klaus Tschira Preis für verständliche Wissenschaft 2006 für seine klare Darstellung von Forschungsergebnissen: Das kurze Gedächtnis des Wassers. In seinem Beitrag schildert er, wie die moderne Experimentalphysik die Anomalien von Wasser erforscht. Die Preisverleihung fand am 12. Oktober 2006 in der Alten Aula der Universität Heidelberg statt. Mehr Information: siehe Beitrag in Bild der Wissenschaft Plus (auf deutsch) und Projektseiten.

Lise-Meitner Preis 2006 für MBI Doktorand

Dr. Nils Huse erhält Lise-Meitner Preis 2006 für seine herrausragende Doktorarbeit "Multidimensional Vibrational Spectroscopy of Hydrogen-Bonded Systems in the Liquid Phase Coupling Mechanisms and Structural Dynamics"auf der Festveranstaltung des Instituts für Physik und der Vereinigung der Freunde und Förderer des Instituts für Physik e.V. der Humboldt Universität zu Berlin. Die Preisverleihung fand am 20. Juli 2006 an der Humboldt Universität zu Berlin statt. Mehr Information: siehe Pressemitteilung (auf deutsch) und Projektseiten.

Walter-Schottky-Preis 2006 der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) für Heisenberg-Stipendiaten

Dr. Manfred Fiebig und seinen Kollegen gelang am MBI erstmals der experimentelle Beweis dafür, dass elektrische und magnetische Eigenschaften von Multiferroika räumlich zusammenhängen. Fiebig wies nach, dass sich die magnetischen Strukturen bei Multiferroika auch mit elektrischen Feldern gezielt erzeugen und umorientieren lassen.
Mehr Informationen: siehe Pressemitteilung des Forschungsverbund

Eines der "J. Phys. B's 2005 Highlights", ausgewählt von den Herausgebern des Journal of Physics B
"Strong laser field ionization of Kr: first-order relativistic effects defeat rescattering"

E Gubbini, U Eichmann, M Kalashnikov and W Sandner, Max-Born-Institut Berlin

Die magnetische Komponente von Lichtwellen kann in den meisten Fällen gegenüber der elektrischen vernachlässigt werden. Das gilt nicht für ultrastarke Laserfelder, die Elektronen aus Atomen freisetzen und auf relativistische Geschwindigkeiten beschleunigen können. Im vorliegenden Experiment wurde dabei eine magnetische Ablenkung in der Größenordnung von nur wenigen Atomdurchmessern mit hoher Präzision nachgewiesen.
J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38 No 6 (28 March 2005) L87-L93
Mehr Informationen: siehe Projekt 2-02

Carl-Ramsauer-Preis 2005 für ehemaligen MBI Doktoranden

Dr. Helmut Lippert wurde für seine Dissertation "Ultrakurzzeitspektroskopie von isolierten und mikro-solvatisierten Biochromophoren" mit dem Carl-Ramsauer-Preis 2005 der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin ausgezeichnet. Die Preisverleihung fand am 16. November 2005 an der Universität Potsdam statt.
Mehr Informationen: siehe Pressemitteilung des Forschungsverbund

Wissenschaftliches Highlight einer Zusammenarbeit des MBI und der Ben Gurion Universität in SCIENCE - Band 310 vom 7. Oktober 2005, S. 83-86.

Mohammed et al. dokumentieren, dass die Bewegungen des Protons in der Protonenaustauschreaktion zwischen einer Säure und einer Base nach von Grotthuss sprunghaft über Wassermoleküle stattfindet.
Mehr Informationen: siehe Breaking news in Projekt 2-04

Wissenschaftliches Highlight einer Zusammenarbeit des MBI und der Universität Toronto in NATURE - Band 434, Nummer 7030 vom 10. März 2005.

Cowan et al. (S. 199) weisen nach, dass die schnellsten Fluktuationen des Wasserstoffbrückennetzwerks in Wasser im Zeitbereich unterhalb 50 Femtosekunden auftreten. Dies führt zu einem extrem schnellen Verlust des strukturellen Gedächtnisses in der Flüssigkeit, wie die multi-dimensionale Spektroskopie der O-H Streckschwingung der Wassermoleküle zeigt.
Mehr Informationen: siehe Highlights 2005

Bewegte Nano Bilder: Bargheer et al. (p. 1771) haben die Bewegung in einer GaAs/AlGaAs Superlattice mit zeitaufgelöster Röntgenbeugung verfolgt und können dabei die Gitterbewegung auf einer Zeitskala von Pikosekunden direkt sichtbar machen.

Wasserstoff-Bindungs Sonnenschutz: Schultz et al. (p. 1765) haben am Beispiel eines Modell-Basenpaars Schutzmechanismen der DNA gegen intensive UV - Sonneneinstrahlung untersucht. Mit zeitaufgelöster Photoionisation konnten sie herausfinden, dass planare, H-gebundene Dimere nach UV Anregung die Energie innerhalb von 65 Pikoseconds abgeben - mehr als 20 mal schneller als für Monomere oder größere Cluster.