Das Wissen über Quanten erweitern
Der Effekt der quantenmechanischen Interferenz liegt einer Vielzahl von Prozessen und Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Physik zugrunde. Er scheint zu vielen natürlichen Prozessen im Widerspruch zu stehen, und viel Grundlagenforschung ist nötig, um ein detailliertes Verständnis dieses Effekts zu erhalten. Interferenzeffekte in der molekularen Spektroskopie sind Realisierungen des makroskopischen Doppelspaltexperiments auf mikroskopischer Ebene. Frühere Studien haben gezeigt, dass es sich beim kohärenten Anwachsen und Abnehmen von sich überlappenden Schwingungsresonanzen - bekannt als Lifetime Vibrational Interference (LVI) - um den vorherrschenden Effekt in raumwinkelgemittelten Zerfallspektren handelt. Gleichzeitig gab es bisher nur wenige Studien zur Interferenz zwischen elektronischen Zuständen (electronic state interference, ESI) in Molekülen. Diese besteht aus einer kohärenten Ansammlung endgültiger Verfallsstadien durch verschiedene intermediäre elektronische Resonanzen und durch direkte Photoionisation. Im Rahmen des Projekts Interference wurden detaillierte theoretische und experimentelle Untersuchungen zu verschiedenen Arten von Interferenzen beim Verfall von im Kern angeregten Molekülen durchgeführt. Untersuchungen haben gezeigt, dass winklig aufgelöste Zerfallsspektren von kernangeregten Molekülen konzeptionell neue grundlegende Informationen über Störeffekte beider Arten liefern. Das Projekt konzentrierte sich auf Kernanregungen von Kohlenmonoxid- (CO) und Stickstoffmonoxid (NO)-Molekülen und setzte für die Experimente Photonen-Fluoreszenz-Spektroskopie ein. Entwickelt wurde ein theoretischer und rechnerischer Ansatz für die Berechnung der Winkelverteilungen der Auger-Elektronen und Fluoreszenzphotonen, emittiert von zufällig orientierten zweiatomigen Molekülen, die durch polarisierte Strahlung angeregt wurden. Das Projekt zeigte, dass winklig aufgelöste Zerfallsspektren von kernangeregten CO-Molekülen sehr viel empfindlicher auf LVI und ESI reagieren als die winklig nicht aufgelösten Spektren. Alle wissenschaftlichen Ergebnisse aus dem Projekt wurden in Zeitschriften veröffentlicht, auf wissenschaftlichen Konferenzen vorgestellt und einer breiten Masse von Spezialisten zur Verfügung gestellt. Die Initiative führte außerdem zu einer neuen internationalen Zusammenarbeit sowie zu erheblichen Fortschritten in diesem Bereich der Physik. Mithilfe der Ergebnisse könnten weiteren Aktivitäten auf dem Gebiet angeregt und das Wissen über grundlegende Effekte der Interferenz erweitert werden.