Dr. O. Hoffmann
Gegenüber dem bisherigen Verfahren mit Anregung und Nachweis bietet es weitere Vorteile, noch einen Zwischenschritt mit einem weiteren nichtresonant eingestrahlten Laser zur Analyse während des Stoßes einzuführen (siehe Bild).
Zum einen wird so die Analyse vom Nachweis getrennt, zum anderen ergibt sich so die Möglichkeit einer noch detaillierteren direkten Beobachtung des Stoßpaares. Mit dem Anregungslaser wird eine Präparation eines Anfangszustandes vorgenommen. Durch die Analyse im Stoß werden so auch Probleme umgangen, die bei der Analyse von angeregten freien Atomen nach dem Stoß auftreten.
Auf diesem Prinzipbild ist noch einmal der Ablauf eines solchen Stoßes
mit Anregung und Analyse dargestellt - das Teilchen läuft von links
im Grundzustand ein.
Es wird am ersten Condonradius angeregt (rot), läuft
aus und wird am zweiten Condonradius an einem anderen Ort analysiert (blau) und
läuft dann aus und wird wie gehabt nach dem Stoß nachgewiesen.
Statt Anregung und Analyse mit Lasern energetisch guter Auflösung
durchzuführen, kann dies auch mit zeitlich kurzen Pulsen erfolgen.
Die Informationen sind so anderer Art, man erhält durch Variation
der Zeit zwischen Anregung und Analyse so praktisch einen Film des
kompletten Stoßes.
Das Bild oben zeigt das Schema eines solchen Experimentes, wie das auch bereits durchgeführt wurde. Leider konnte bislang nur gezeigt werden, daß ein solches Experiment wirklich durchführbar ist. Um wirklich Messungen im Sinne eines Filmes durchzuführen, wären größere finanzielle und personelle Mittel notwendig, als sie zur Verfügung standen.
Die Abbildung hier drunter zeigt einen Vergleich zwischen gemessenen und berechneten Signalhöhen, einmal als Funktion der Flugzeit und einmal als Funktion der Pump-Probe-Verzögerung. Die gute Übereinstimmung ist ein deutliches Indiz für die prinzipielle Durchführbarkeit solcher Experimente.
Die Bilder unten zeigen zwei simulierte Stöße mit korrektem
Zeitablauf - der Abstand der Punkte entspricht jeweils 50 Femtosekunden.
Meistens gibt es mehrere Möglichkeiten zu einem bestimmten
Ablenktwinkel, durch Wahl der Polarisation bei der Anregung und der
Zeitspanne zwischen Anregung und Analyse ist es jedoch möglich,
eine Trajektorie gezielt auszuwählen. Für jede Trajektorie ist
jeweils die Zeit zwischen Anregung und Analyse angegeben.
Die großen weißen Kreise geben die Orte der Anregung an,
die grauen die der Analyse.