Wie brechen Moleküle auseinander, wenn sie mit (VUV)-Sonnenlicht bestrahlt werden?
oder
Untersuchungen über die Photodissoziation kleiner Moleküle in neutrale Fragmente nach Anregung mit monochromatisierter Synchrotronstrahlung

 

Das Verständnis von Dissoziationsprozessen kleiner Moleküle der Erdatmosphäre nach Bestrahlung mit kurzwelliger UV-Strahlung der Sonne ist die Grundlage für das Verständnis von chemischen Reaktionen in der oberen Erdatmosphäre.
Die in den oberen Atmosphäreschichten mit hoher Wahrscheinlichkeit absorbierte kurzwellige UV-Strahlung führt zur Bildung von Ionen, Elektronen und neutralen Fragmenten und wird des-halb hauptsächlich in kinetische Energie der Fragmente umgewandelt. Die Dissoziation (oft auch gekoppelt mit der Ionisation) setzt dann z.T. äußerst reaktive Fragmente frei, die den Ausgangspunkt komplizierter chemischer Reaktionen bilden.
Zum quantitativen Verständnis solcher Reaktionen, die unter anderem auch für die Verminderung der Ozonkonzentration in den oberen Atmosphäreschichten führt, sind quantitative Aussagen über Dissoziations- und Ionisationswahrscheinlichkeiten entscheidend.

Während Ionisationsprozesse relativ leicht über die entstehenden geladenen Teilchen auch quantitativ nachgewiesen werden können, ist die quantitative Untersuchung von Dissoziations-prozessen bei denen neutrale Fragmente entstehen experimentell schwierig. Die Fragmente sind nicht geladen und können somit nicht zum gewünschten Nachweis von elektrischen oder ma-gnetischen Feldern in bestimmte Richtungen gelenkt werden. Sind die neutralen Fragmente jedoch angeregt, kann zum Nachweis der neutralen Fragmente dispergierte Fluoreszenz benutzt werden. Bei entsprechend hoher Fluoreszenzauflösung können die neutralen Fragmente sogar zustandsselektiv und in vielen Fällen quantitativ, d.h. mit absoluten Bildungswahrscheinlichkeiten, nachgewiesen werden.

In diesem Projekt wird deshalb die dispergierte Fluoreszenz neutraler und ionischer Dissoziationsfragmente nach Anregung eines Moleküls mit schmalbandiger monochromatisierter Synchrotronstrahlung im VUV-Bereich gemessen. Da die Fluoreszenzlebensdauer eines Fragments um Größenordnungen länger ist als die Dauer des Dissoziationsprozesses, können solche Dissoziationsprozesse fragmentzustandsspezifisch nachgewiesen werden. Aus den Fluoreszenzintensitäten können dann absolute, zustandsselektive Photodissoziationswahr-scheinlichkeiten dieser Moleküle in die beobachteten Fragmente bestimmt werden.

Weitere Fragen zum Projekt:

Was passiert mit der von der Sonne auf die Erde abgestrahlten Strahlung in der Erdatmosphäre?

Was kann mit Molekülen passieren, die kurzwelliger Strahlung augesetzt werden?

Wie werden Dissoziationsprozesse, bei denen neutrale Teilchen entstehen, untersucht?

Was ist ein überangeregter Zustand in einem Molekül?

Welche Messungen werden konkret durchgeführt?

Wie sieht ein Beispiel unserer Untersuchungen zur Dissoziation molekularer Rydbergzustände in atomare Rydbergzustände aus?

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