Direkte Messung eines Lichtpulses

Wissenschaftler haben erstmals das periodisch variierende elektrische Feld eines Lichtpulses direkt vermessen. Dazu bedienten sich Ferenc Krausz und seine Kollegen vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, der TU Wien sowie der Uni Bielefeld ultrakurzer Röntgenpulse von nur 250 Attosekunden (250 10^-18s) Länge. Die Forscher berichten in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science (Bd. 305, S. 1267) über ihr Experiment.

Ein Attosekunden-Puls, der von der Wellenlänge her als weiche Röngtenstrahlung einzustufen ist, wird durch Neongas geschickt im Verbund mit einem Puls sichtbaren Laserlichts von mehreren Femtosekunden (10^-15 s) Dauer. Dank seiner hohen Energie schlägt er dabei eine Schar von Elektronen aus dem Gas los, die den Physikern daraufhin als "Messsonde" für den zweiten begleitenden, nicht weit entfernten Puls dient.

Je nach der Stärke des elektrischen Feldes an einer bestimmten Stelle dieses Wellenzuges wird ein Elektron, das dorthin gelangt, mehr oder weniger stark von diesem beschleunigt. Seine Bewegungsenergie, die die Forscher mit einem speziellen Spektrometer messen, erlaubt daher Rückschlüsse auf das Feld an dieser Stelle. So gewinnen die Forscher einen kleinen Ausschnitt des verhältnismäßig langgestreckten, sehr gut reproduzierbaren Lichtpulses; seinen gesamten Verlauf zeichnen sie in einer Messreihe nach, wobei die beiden Pulse schrittweise um 200 Attosekunden gegeneinander versetzt werden. (Veronika Winkler) / (wst)