[02.04.2009] Physikern der Universität Duisburg-Essen (UDE) ist es gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität von Toronto erstmals gelungen, einen völlig neuartigen Schmelzprozess am Beispiel von Wismut zu beschreiben.

Veröffentlicht wurde der Artikel über „Elektronische Beschleunigung der atomaren Bewegung von Wismut“ im renommierten Wissenschaftsmagazin „Nature“. Die Autoren der UDE sind Thomas Payer, Frank-J. Meyer zu Heringdorf und Michael Horn-von Hoegen vom Center for Nanointegration (CeNIDE) an der UDE.

In ihrer Arbeit konnten die Wissenschaftler 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.

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.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Michael Horn-von Hoegen, Tel. 0203/379-1438, -1439, michael.horn-von-hoegen@uni-duisburg-essen.de, http://www.nature.com/nature/journal/v458/n7234/full/nature07788.html