Einem internationalen Physiker-Team ist es erstmals gelungen, einen völlig neuartigen Schmelzprozess am Beispiel von Wismut zu beschreiben. Die Forscher stellen ihre Ergebnisse zur elektronischen Beschleunigung der atomaren Bewegung von Wismut im Wissenschaftsmagazin „Nature“ vor.
In ihrer Studie konnten die Wissenschaftler um Thomas Payer, Frank-J. Meyer zu Heringdorf und Michael Horn-von Hoegen von der Universität Duisburg-Essen (UDE) zusammen mit Kollegen der Universität von Toronto zeigen, dass es möglich ist, Wismut innerhalb von 190 Femtosekunden zu schmelzen.
Eine Femtosekunde ist der billiardste Teil einer Sekunde (0,000000000000001 s). Diese Zahl ist unvorstellbar klein, beschreibt aber die Zeit, in der Wismut beim nichtthermischen Schmelzen vom festen Zustand in den flüssigen übergeht.
Kristallstruktur löst sich auf
Zum Vergleich: stellt man sich einen Eiswürfel in einem kühlen Getränk vor, so benötigt er etwa 20 Minuten, bis sich seine Kristallstruktur langsam aufgelöst hat, und er vollständig verschwunden ist. Bei diesem normalen thermischen Schmelzen kommt es aufgrund der zugeführten Wärme zu einem stärkeren Schwingen der Atome.
Beim elektronisch beschleunigten Schmelzen dagegen, das durch einen ultraintensiven und nur 50 Femtosekunden kurzen Laserpuls ausgelöst wird, werden die Atome so stark beschleunigt, dass dem Kristall schlagartig jegliche Voraussetzungen für einen Zusammenhalt entzogen wird. Dann kommt es zu diesem äußerst schnellen und beschleunigten Schmelzvorgang, so die Forscher vom Center for Nanointegration (CeNIDE) an der UDE.
(idw – Universität Duisburg-Essen, 03.04.2009 – DLO)
