Ann Arbor, Michigan (VS) – Wetenschappers maken met röntgenstralen foto’s met een belichtingstijd van 10^-10 seconde. Na verfijning van de techniek kunnen zij hiermee atomen volgen.


Röntgenstraling heeft brede toepassingen in onder meer medische en de fysische wereld. Er komt nu een nieuwe toepassing voor de straling dankzij het onderzoek van natuurkundigen aan de universiteit van Michigan. Zij presenteren in Nature techniek die mogelijkheden biedt om in de toekomst met röntgenstraling atomen te volgen. Nu lukt het al om bewegingen in moleculen te zien.
De wetenschappers gebruiken een zeer intense en dicht op elkaar gepakte trein van laserpulsen. Als de röntgentrein een oppervlak raakt, vormt het een diffractiepatroon – licht splitst zich op in verschillende stralen als het een nauwe spleet passeert. Het kristalrooster van het materiaal in het oppervlak is hier verantwoordelijk voor.
Omdat de röntgentrein uit losse pulsen bestaat, botst er telkens een puls op het oppervlak. Deze botsingen komen als een mokerslag aan. Door de mokerslag ontstaat een korte geluidsgolf in het materiaal. Deze golf stoort het al eerder genoemde diffractiepatroon en schakelt de energie heen en weer tussen verschillende diffractiestralen. Het schakelen gaat in een tijd van 10^-10 seconde en zorgt voor een korte belichting. Hiermee zijn foto’s met een hele korte belichtingstijd te maken.
Een professioneel fototoestel maakt foto’s met een sluitertijd van één vijfhonderdste seconde. Dit maakt het mogelijk om een rijdende auto te fotograferen zonder dat deze als een waas op de foto staat. Met de nieuwe röntgentechniek maken de natuurkundigen foto’s met een sluitertijd van 10^-10 seconde. Hiermee kunnen zij bewegingen in moleculen fotograferen zoals de fotograaf dat met de auto doet. De wetenschappers hopen met wat verbeteringen zelfs atomen vast te leggen op de gevoelige plaat.

Marijn Sandtke