Coulomb‐Explosion‐Imaging – ein Werkzeug für die Analytik?

Energien und Emissionsrichtungen mehrerer Fragmente aus einem Molekülaufbruch geben Hinweise auf die Molekülstruktur. Nun ist es gelungen, mit diesem Ansatz die Enantiomere einiger Moleküle zu unterscheiden.

Die erfolgreichste Methode, um Molekülstrukturen sichtbar zu machen, ist nach wie vor die Röntgenbeugung – allerdings sind hierzu (mikro-)kristalline Proben notwendig. Rastertunnelmikroskopie bildet einzelne molekulare Strukturen direkt ab; die Darstellung bleibt jedoch zweidimensional, da die Mikroskopspitze nur eine Oberfläche abtastet. Wie wäre es also, Moleküle so aufzublasen, dass sich die Bestandteile mit makroskopischen Detektoren messen lassen?

Das ist die Idee des Coulomb-Explosion-Imaging (CEI) – Vergrößerung durch Explosion. Wie der Name andeutet, ist es die Coulomb-Wechselwirkung, welche die Abstoßung der Atomrümpfe bewirkt, sobald Bindungselektronen fehlen. Wenn ein Experimentator Masse, Flugrichtung und Geschwindigkeit der Fragmente aus einer solchen molekularen Explosion misst, kann er daraus auf die Molekülstruktur schließen.

Dafür muss die Explosion so schnell ablaufen, dass die Bruchstücke zumindest annähernd in die Richtung fliegen, die

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