Femtosekund Pumpe-Probe Spektroskopi

Alt biologisk liv er baseret på en bestemt type ”venstresnoede” aminosyrer og ingen ved hvorfor netop disse – og ikke de ”højresnoede” – er blevet basis for biologien. En hypotese er at cirkulært polariseret ultraviolet lys kan have medvirket til selektivt at fotolysere aminosyrerne, hvorved et overskud af de venstresnoede er opstået. Denne hypotese vil vi gerne bidrage til at teste ved at undersøge hvordan og med hvilken sandsynlighed aminosyrerne dissocierer når de belyses med femtosekund UV og IR pulser.

Et andet eksperiment undersøger vi frigivelsen af de store mængder energi efter en kemisk reaktion. I vand kan denne energi lynhurtigt (fs,ps) deles mellem molekylerne. Mekanismerne bag denne helt afgørende relaksations proces, der finder sted via brint-bindinger, er ukendt. Ved at starte en kemisk begivenhed med en UV puls kan vi følge udviklingen på molekylær tidsskala vha af en infrarød femtosekund puls, der kan probe brintbindingerne i vandet meget kort tid efter.

Termoelektriske materialer har særlig svag vekselvirkning mellem elektronernes bevægelse (elektrisk ledning) og krystalgitterets vibration (termisk ledning). Denne vekselvirkning kan man (tror vi) måle ved hjælp af femtosekund lasere. Med en UV puls exciterer vi elektronerne, og ved at måle reflektionskoefficienten for materialet, kan vi bestemme koblingen mellem elektroner og krystalgitter.

Relevante publikationer:

A. Gadegaard et al. Spectroscopy and dynamics of aqueous nitrogen dioxide. J. Chem. Phys. 141, 064310 (2014)

J. B. Nielsen et al. Vibrational Dynamics of Deoxyguanosine 5’-Monophosphate following UV Excitation, Chemistry Chemical Physics, 13, 13821-13826 (2011)

S.R. Keiding et. al. When molecules meet: A femtosecond study of the protonation of a base, Chemical Physics Letters, 390, 94-97 (2004)