In un progetto di ricerca congiunto, scienziati del Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy (MBI), la Technische Universität Berlin (TU) e l'Università di Rostock sono riuscite per la prima volta a visualizzare nanoparticelle libere in un esperimento di laboratorio utilizzando una sorgente laser ad alta intensità. In precedenza, l'analisi strutturale di questi oggetti estremamente piccoli tramite diffrazione a colpo singolo era possibile solo in strutture di ricerca su larga scala utilizzando i cosiddetti laser XUV ea raggi X a elettroni liberi. I loro risultati innovativi facilitano la caratterizzazione altamente efficiente della sostanza chimica, proprietà ottiche e strutturali delle singole nanoparticelle e sono state appena pubblicate in Comunicazioni sulla natura . L'autore principale della pubblicazione è la ricercatrice junior, la dott.ssa Daniela Rupp, che ha svolto il progetto presso la TU Berlin e ora sta avviando un gruppo di ricerca junior presso l'MBI.

Nel loro esperimento, i ricercatori hanno espanso il gas elio attraverso un ugello che viene raffreddato a una temperatura estremamente bassa. Il gas elio si trasforma in uno stato superfluido e forma un fascio di minuscole nanogoccioline che volano liberamente. "Abbiamo inviato impulsi XUV ultracorti su queste minuscole goccioline e catturato istantanee di questi oggetti registrando la luce laser diffusa su un rilevatore di ampia area per ricostruire la forma delle goccioline, " spiega la dottoressa Daniela Rupp.

"La chiave del successo dell'esperimento sono stati gli impulsi XUV ad alta intensità generati nel laboratorio laser di MBI che producono modelli di diffusione dettagliati con un solo colpo, " spiega il dottor Arnaud Rouzée di MBI. "Utilizzando la cosiddetta modalità grandangolare che fornisce l'accesso alla morfologia tridimensionale, potremmo identificare forme finora inosservate delle goccioline superfluide, " aggiunge il professor Thomas Fennel dell'MBI e dell'Università di Rostock. I risultati del team di ricerca consentono una nuova classe di metrologia per l'analisi della struttura e delle proprietà ottiche di piccole particelle. Grazie a sorgenti di luce laser all'avanguardia, fare immagini dei più piccoli pezzi di materia non è più esclusivo delle strutture di ricerca su larga scala.