In einem winzig kleinen Ball aus Helium haben Bochumer Chemiker 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. Über ihre Ergebnisse berichten sie in der aktuellen Ausgabe von „Physical Review Letters“.
Das so genannte Heliumnanotröpfchen besitzt bei ultrakalten Temperaturen seltsame Eigenschaften: Es ist supraflüssig, das heißt es hat keine Reibung. „Ein Molekül kann daher reibungslos in dem Heliumnanotröpfchen rotieren“, erklärt Professorin Martina Havenith-Newen vom Lehrstuhl für physikalische Chemie, „und das konnten wir beim NO direkt beobachten.“
Während in normalen Molekülen nur gepaarte Elektronen auftreten, handelt es sich beim NO um ein „Radikal“: Es hat ein einzelnes ungepaartes Elektron, was typisch ist für besonders reaktive Moleküle. 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.
Nanolabor für die Zukunft
Nach Angeben der Forscher eröffnen sich damit neue Möglichkeiten für die Zukunft: „Supraflüssige Heliumnanotröpfchen sind Erfolg versprechende Nanolaboratorien, womit man chemische Reaktionen bei ultrakalten Temperaturen untersuchen kann“, so Prof. Havenith-Newen. Außerdem zeigte das Infrarotspektrum die seltsame Quantennatur des supraflüssigen Heliumnanotröpfchens.
(idw – Ruhr-Universität Bochum (RUB), 21.11.2005 – DLO)
