Ultraschnelle Röntgen-Photoelektronenspektroskopie am European XFEL beobachtet Molekülzerfall in Echtzeit
Ein internationales Forscherteam hat am European XFEL erstmals mit zeitaufgelöster Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (tr-XPS) am Small Quantum Systems (SQS)-Instrument die ultraschnellen Ladungsumverteilungen während des Zerfalls des Moleküls Fluormethan (CH?F) verfolgt. Die Studie, die in Physical Review X erschienen ist, erreicht eine Zeitauflösung von etwa 35 Femtosekunden und liefert detaillierte Einblicke in kurzlebige Zwischenzustände chemischer Reaktionen. Die Forscher lösten die Reaktion zunächst mit einem optischen Laserpuls aus und nutzten anschließend Röntgenpulse des European XFEL, um Elektronen aus den inneren Schalen von Kohlenstoff- oder Fluoratomen herauszuschleudern. Die gemessene kinetische Energie der Photoelektronen – und damit die chemischen Verschiebungen – dient als empfindlicher Indikator für die lokale elektrische Umgebung und Ladungsverteilung um das jeweilige Atom. Die Messungen zeigten zwei konkurrierende Dissoziationswege: Einen schnellen Pfad mit Spaltung der C–F-Bindung, der zu CH?? und neutralem Fluor führt, sowie einen langsameren Weg über die C–H-Bindung, der CH?F? und…

