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Nur bei Erregung bindungsfähig

Wissenschaftler der Universität von Fribourg in der Schweiz haben aus Cäsium- und Heliumatomen ein ungewöhnliches Molekül hergestellt: Es bildet sich nur, wenn die Cäsiumatome durch einen Laserstrahl energetisch angeregt werden. Sobald das Molekül durch Aussendung von Licht in seinen Grundzustand zurückkehrt, bricht es auseinander. Darüber berichten die Forscher im Fachblatt Physical Review Letters (Band 94 Artikel 063001).

Alkali- und Edelgasatome stoßen sich bei Annäherung in der Regel ab, da das Pauli-Prinzip der Quantenmechanik die Bildung eines Moleküls verhindert. Im Jahre 1995 haben Physiker allerdings entdeckt, dass diese Abstoßung in eine Anziehung umgewandelt werden kann, wenn das äußere Elektron des Alkaliatoms in einen angeregten Zustand versetzt wird.

Eine Gruppe von Forschern um Peter Moroshkin von der Universität von Fribourg haben nun experimentell eine Reihe dieser ungewöhnlichen, als „Exciplexe“ bezeichneten Moleküle hergestellt. Dazu schlossen sie Cäsiumatome in einen Körper verfestigtem Helium ein, der durch extrem tiefe Temperaturen und hohe Drücke erzeugt worden war.

In ihrem Experiment regten die Forscher dann die Cäsiumatome mit einem Laserstrahl an und beobachteten die anschließende Fluoreszenz. Eine Analyse der Emissionslinien ergab, dass sich durch die Anregung kurzzeitig stabile Moleküle aus Cäsium- und Heliumatomen gebildet hatten.

Im einfachsten Fall bestanden diese wohl aus einer Bindung zweier Heliumatome an ein einzelnes Cäsiumatom. Die Forscher glauben jedoch, auch Anzeichen für ein Molekül mit sieben Heliumatomen gefunden zu haben. Derartige Moleküle könnten sich für die Untersuchung einer Reihe quantenmechanischer Effekte eignen.

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Stefan Maier
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