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16.08.2006 - PHYSIK

Kurzes Gedächtnis des Wassers

Josef Zens

Physiker Dr. Nils Huse
Bild: privat

Der Physiker Dr. Nils Huse vom Berliner Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie hat den Lise-Meitner-Preis 2006 erhalten. Die Auszeichnung wurde von der "Vereinigung der Freunde und Förderer des Institutes für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin" verliehen und würdigt die Dissertation des Forschers. Darin befasste sich Nils Huse mit der Dynamik und den Kopplungsmechanismen von Wasserstoffbrückenbindungen. Er nutzte zur Analyse ultraschnelle Laserpulse, mit denen er die Moleküle zu Schwingungen anregte und zugleich diese Schwingungen vermaß. So konnte er mit seinen Kollegen jahrzehntealte Fragen der Physik beantworten. Er fand Huse heraus, dass Wasser ein extrem kurzes Gedächtnis hat.

Allerdings geht der Zusammenhang von Schwingungsfrequenzen eines Wassermoleküls und damit sein Gedächtnis für seine frühere Umgebung innerhalb von nur 50 Femtosekunden (fs) verloren. Eine Femtosekunde ist eine Millionstel Milliardstelsekunde ("10 hoch minus 15"). Huse führte seine Versuche mit einem neu entwickelten Versuchsaufbau durch, der die derzeit besten zeitaufgelösten Untersuchungen an reinem Wasser erlaubt. In der Probenzelle befindet sich ein hauchdünner Wasserfilm, dessen Dicke nur 500 Nanometer beträgt. Außerdem untersuchte Huse Kopplungsmechanismen in Essigsäure-Dimeren, die als einfaches Modellsystem für DNS-Basenpaare gelten können. Wechselwirkungen von Wasser mit der Erbsubstanz DNA sind für viele biologische Fragestellungen interessant und sollen, aufbauend auf den bisherigen Ergebnissen, zukünftig erforscht werden.

Der Lise-Meitner-Preis 2006 für eine herausragende Dissertation ist 1.200 Euro dotiert. Die Arbeit von Huse enstand im Rahmen einer deutsch-kanadischen Zusammenarbeit am Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzeitspektroskopie unter Leitung von Prof. Thomas Elsässer. Die experimentelle Arbeit trägt den Titel "Multidimensional Vibrational Spectroscopy of Hydrogen-Bonded Systems in the Liquid Phase: Coupling Mechanisms and Structural Dynamics". Aus der Dissertation entstanden bisher neun international stark beachtete Publikationen, darunter eine in der Zeitschrift Nature und zwei in Physical Review Letters.


Mehr im Internet:
Max-Born-Institut Berlin
Freunde und Förderer der Physik der HU Berlin



 

 

 

 

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