FWF Zukunftskolleg zur Entwicklung einer neuen Spektroskopie

08.06.2021

In einem von zwei neu bewilligten FWF Zukunftskollegs entwickelt Chemiker Sebastian Mai gemeinsam mit Valentina Shumakova und Hongtao Hu auf Basis von Laser-basierten Experimenten und Computer-Simulationen eine neue Spektroskopie, die spezifisch Wechselwirkungen mit dem magnetischen Feld von Licht misst.

Das Projekt von Koordinator Sebastian Mai (Institut für Theoretische Chemie), Valentina Shumakova (Fakultätszentrum für Nanostrukturforschung & Institut für Photonik, TU Wien) und Hongtao Hu (Institut für Photonik, TU Wien) wurde vom FWF nun vorgestellt: Nachricht (fwf.ac.at) - 2.6.2021

An Schnittstelle von Physik und Chemie

Licht besteht aus elektromagnetischen Wellen. Das sichtbare Licht nimmt dabei nur einen kleinen Teil des gesamten elektromagnetischen Bereichs ein. Unterschiedliche Materialien reagieren zudem sehr unterschiedlich auf Licht. Die Spektroskopie macht sich diese Wechselwirkung zwischen Licht und Materie zunutze. Mittlerweile ist sie eines der Hauptinstrumente in Chemie und Physik zur Untersuchung der Eigenschaften von Materialien, Molekülen und Atomen. Die Wechselwirkungen von Materie mit elektrischen Komponenten der elektromagnetischen Lichtwellen sind dabei mehrere hundert Mal stärker als mit den magnetischen.

"Deshalb misst man normalerweise in der Spektroskopie den Einfluss des elektrischen Feldes. Wir möchten aber nun den Einfluss des magnetischen Feldes untersuchen", erklärt Sebastian Mai, Koordinator dieses Zukunftskollegs. Insbesondere bei Materialien, bei denen einige Quantenübergänge gar nicht auf das elektrische Feld reagieren, sollen so ganz neue Erkenntnisse gewonnen werden.

Die große Herausforderung für das Team aus Postdocs vom Institut für Photonik der TU Wien und vom Institut für Theoretische Chemie der Universität Wien besteht in der "Ausblendung" des stark überstrahlenden elektrischen Feldes. Komplizierte Versuchsanordnungen und Techniken sollen dafür sorgen, dass nur das magnetische Feld wechselwirkt. "Wir entwickeln mit unserer Arbeit das Tool, mit dem andere in Zukunft Neues entdecken können", so Sebastian Mai. Diese Arbeit bildet die Basis für neue Erkenntnisse – etwa in der chemischen Analytik, der Photochemie und der Materialforschung und -entwicklung.

Eines von zwei Zukunftskollegs

Zukunftskollegs heißt jene Förderschiene des FWF, die interdisziplinären Teams von Postdocs in den Anfängen ihrer wissenschaftlichen Karriere ermöglicht, selbstständige Forschung aufzubauen. Aktuell wurden 2 neue Zukunftskollegs bewilligt.

 

 

Projektkoordinator Sebastian Mai (r.) mit seinen Kolleg*innen (© TU Wien, Markus Oppel, Sebastian Mai)