Vielseitige Bildgebungstechnik für molekulare Struktur
Das simpelste Atommodell enthält einen Kern aus Protonen und Neutronen, um den die Elektronen auf ihren Umlaufbahnen kreisen. Photoelektronen sind Elektronen, die von den Atomen und Molekülen in einer Probe emittiert werden, wenn diese durch Energie in Form von Photonen ionisiert werden. Die kinetische Energie (Bewegungsenergie) und die Winkelverteilung der emittierten Elektronen sind höchst empfindliche Indikatoren der Elektronenstruktur und -symmetrie der Atome und Moleküle in einer Probe. Deshalb haben auf Photoemission beruhende Untersuchungsverfahren Bedeutung die Charakterisierung von Proben. Europäische Wissenschaftler wollten moderne Technologien und Verfahren zur Bildgebung bei gasförmigen Proben von biologischem Interesse unter Einsatz von Purinen und Pyrimidinen, den Bausteinen der Nukleinsäuren, als Fallstudie entwickeln. Die Forscher ersannen unter Einsatz der EU-Finanzmittel des Projekts Imagingelectrons ("Photoelectron imaging and spectroscopy of biomolecules using VUV light") einen vielseitigen Detektor in Kombination mit einer neuartigen Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle (VUV). Diese Quelle deckt einen breiten Bereich an Strahlungsfrequenzen und -wellenlängen ab, was die gleichzeitige Untersuchung einer Anzahl von Zielen erlaubt. Die Photoelektronen-Bildgebungsanlage wurde in Experimenten eingesetzt, in denen sichtbares und VUV-Licht kombiniert wurde, so dass die Untersuchung der Einzelphotonenionisation von Edelgasatomen und kleinen Molekülen in noch größerer Tiefe als bisher möglich realisiert werden konnte. Die Resultate der anfänglichen Imagingelectronsins-Experimente inspirierten zu zahlreichen Anpassungen und neuartigen Verfahrensansätzen. Der Einsatz des Instruments und der Analyseroutinen zur Untersuchung biologischer Moleküle resultierten im Bau einer an das Photoelektronen-Instrument gekoppelten Überschallstrahlquelle, wobei man für die Zukunft zunehmend komplexe Systeme plant. Die Imagingelectrons-Wissenschaftler erforschten außerdem die Auswirkungen weicher Röntgenstrahlung auf organische Moleküle. Die Anlage wurden überdies an die Verwendung mit dem FERMI-Freie-Elektronen-Laser (FEL) angepasst. Im Laufe des Imagingelectrons-Projekt kam es zu zahlreichen Publikationen in von Experten begutachteten Fachjournalen. Die Forscher konnten den Stand der Technik in der Photoelektronen-Bildgebung nicht nur durch die eigene Arbeit, sondern auch durch die Zusammenarbeit mit anderen wesentlich voranbringen.
