Präparation und Speicherung ultrakalter komplexer Moleküle

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Große Moleküle sind von zentraler Bedeutung in Chemie, Biologie und Physik. In diesem Projekt soll eine Methode entwickelt werden, mit der neue Untersuchungen der molekularen Eigenschaften sowie der Wechselwirkungen zwischen komplexen Moleküle (z.B. Proteine) ermöglicht werden sollen. Das Ziel des Projekts ist die erstmalige Kühlung von großen Molekülen (Massen größer 10 000 µ) auf Translationstemperaturen im Bereich kleiner 1 K und ihre Speicherung in einer Falle. Hierfür soll gezeigt werden, daß sich große Moleküle in ionisierter Form in der Gasphase bei sehr geringen kinetischen Energien präparieren und speichern lassen, bis hin zur Kristallisation in einem Coulombkristall. Als Kühlverfahren soll die sympathetische Kühlung eingesetzt werden. Die Eigenschaften dieses Verfahrens in Bezug auf den Massenbereich der kühlbaren Moleküle, die erreichbaren Molekültemperaturen und -anzahlen sollen untersucht und die Optimierung der experimentellen Parameter durchgeführt werden. Darüber hinaus sollen Methoden entwickelt werden, um die gekühlten Moleküle sichtbar zu machen. Der angestrebte Zustand bietet aufgrund der extrem langsamen Bewegung, Isolation, und Stoßfreiheit, neue Möglichkeiten für die präzise Untersuchung molekularer Eigenschaften und von intermolekularen Wechselwirkungen in neuen Regimes, z.B. DipolDipol-Wechselwirkungen, Stöße zwischen den gespeicherten Molekülionen und kontrolliert zugeleiteten Neutralatomen oder Molekülen.