Kernübergänge mit Photoelektronen unter Kontrolle: neue DESY kooperiert mit Leibniz Universität Hannover Gemeinsame Professur für Andrea Trabattoni

„Ich freue mich sehr, dass wir durch Andrea Trabattonis gemeinsame Junior-Professur im Rahmen einer ersten gemeinsamen Berufung enger mit der Leibniz Universität Hannover zusammenwachsen“, sagt Edgar Weckert, Direktor für den Bereich Forschung mit Photonen bei DESY. „Dadurch werden die gemeinsamen Expertisen im hochinteressanten Forschungsgebiet der ultraschnellen Laserspektroskopie zusammengeführt.“

Das Forschungsgebiet, an dem Trabattoni und seine Kollegen arbeiten, ist äußerst ambitioniert – und ziemlich vielversprechend. Das Fernziel ist es, Laser zur Kontrolle und Manipulation von Elektronen in Prozessen in Atomkernen einzusetzen. Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen und sind von einer Art Elektronenwolke umgeben. Zusammen bilden diese beiden Gruppen die Atome, und die Elektronen befinden sich normalerweise außerhalb des Kerns. In der Natur gibt es jedoch jede Menge Prozesse, bei denen Elektronen und Kerne miteinander in Wechselwirkung treten und Energie austauschen. Diese Prozesse sind besonders wichtig, um beispielsweise die Sonnenaktivität zu verfolgen oder medizinische Isotope herzustellen. „Wir kennen diese Vogänge, aber wir haben keine Kontrolle über sie“, erklärt Andrea Trabattoni. „Für einige Kernreaktionen müssten wir tausend Jahre oder länger warten. Wenn wir den richtigen Regler finden, können wir sie vielleicht innerhalb eines Sekundenbruchteils steuern.“

Dieser „Regler“ ist das Laserlicht, das so zugeschnitten sein muss, dass es die Wechselwirkung zwischen Kernen und Elektronen vermittelt. Derzeit erforschen Trabattoni und sein Team dieses Konzept an speziellen Elektron-Kern-Übergängen mit niedriger Energie, die mit konventionellen Lasern ausgelöst werden können. Sobald diese Pionierarbeit abgeschlossen und gut verstanden ist, wollen sie damit beginnen, hochenergetische Lichtquellen wie PETRA, FLASH und den European XFEL zu nutzen. Wenn Trabattoni mit seinen Forschungen Erfolg hat, könnten Forschende in Zukunft in der Lage sein, medizinische Isotope mit Lasern herzustellen, Informationen in Atomkernen für das Quantencomputing zu speichern oder sogar neue Laser mit der Energie von Gammastrahlenphotonen herzustellen.