Femtosekunden-zeitaufgelöste Polarisationsgitter - ein neuer Weg zur Untersuchung von Chiralität mit sub-100-fs-Zeitauflösung

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Zur Charakterisierung von stationären oder sich langsam verändernden chiralen Systemen wird der zirkulare Dichroismus (circular dichroism – CD) verwendet, der auf der unterschiedlichen Absorption von rechts- und linkshändig zirkular polarisiertem Licht durch eine chirale Substanz basiert. CD-Spektroskopie im chemischen Gleichgewicht und bei sich langsam (Millisekunden bis Nanosekunden) veränderlichen Systemen ist als konventionelle Charakterisierungsmethode chemischer und biologischer Systeme etabliert. Gerade jedoch im Zeitfenster von einigen zehn Femotsekunden bis Pikosekunden, in dem die über den weiteren Verlauf einer Reaktion entscheidenden Prozesse stattfinden, ist eine dynamische CD-Spektroskopie bisher nicht möglich.Das hier zu implementierende Experiment kombiniert die Chiralitätssensitivität von CD-Spektroskopie mit einer 20-fs Zeitauflösung, die in modernen Lasersystemen konventionell erreicht werden kann. Damit wird es möglich, fundamental neuartige Einblicke in die Chemie und Biophysik molekularer Systeme auf der Zeitskala einer Bindungsbildung und molekularen Schwingung zu gewinnen. Perspektivisch wird die hier vorgeschlagene Technik von großer Bedeutung auch für die Untersuchung der ultraschnellen Initialprozesse in Peptidfaltung und Proteindynamik sein.