Radikal trifft Quantenflüssigkeit: Eine unterkühlte Begegnung
NO im Heliumnanotröpfchen beobachtet
In einem fünf Nanometer kleinen Ball aus supraflüssigem Helium haben Bochumer Chemiker um Prof. Dr. Martina Havenith-Newen (Lehrstuhl für Physikalische Chemie II) bei -272,78°C - nur 0,37°C über dem absoluten Nullpunkt - ein Stickstoffoxid(NO)-Molekül eingefangen. Mittels eines hochauflösenden Infrarotlasers, der einen charakteristischen chemischen Fingerabdruck liefert, konnten die Forscher erstmals Informationen über die Wechselwirkung zwischen dem NO-Molekül und seiner Umgebung herausfinden.
Das sog. Heliumnanotröpfchen besitzt bei ultrakalten Temperaturen seltsame Eigenschaften: Es ist supraflüssig, d.h. es hat keine Reibung. "Ein Molekül kann daher reibungslos in dem Heliumnanotröpfchen rotieren", erklärt Prof. Havenith-Newen, "und das konnten wir beim NO direkt beobachten." Erstmals konnten die Chemiker detailliert untersuchen, wie das Heliumnanotröpfchen die Elektronen beeinflusst - nämlich fast gar nicht: Der infrarote Fingerabdruck des NO im Heliumnanotröpfchen ist fast identisch mit dem Fingerabdruck des NO Moleküls im Vakuum.
Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Zukunft: "Supraflüssige Heliumnanotröpfchen sind Erfolg versprechende Nanolaboratorien, womit man chemische Reaktionen bei ultrakalten Temperaturen untersuchen kann", erklärte Prof. Havenith-Newen. Außerdem zeigte das Infrarotspektrum die seltsame Quantennatur des supraflüssigen Heliumnanotröpfchens.
Originalveröffentlichung: K. von Haeften, A. Metzelthin, S. Rudolph, V. Staemmler, M. Havenith, et al.; "High-resolution spectroscopy of NO in helium droplets: A prototype for open shell molecular interactions in a quantum solvent."; Physical Review Letter 2005, Vol. 95.
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