En un proyecto de investigación conjunto, científicos del Instituto Max Born de Óptica No Lineal y Espectroscopía de Pulso Corto (MBI), la Technische Universität Berlin (TU) y la Universidad de Rostock han logrado por primera vez obtener imágenes de nanopartículas libres en un experimento de laboratorio utilizando una fuente láser de alta intensidad. Previamente, El análisis estructural de estos objetos extremadamente pequeños mediante difracción de un solo disparo solo fue posible en instalaciones de investigación a gran escala que utilizan los llamados láseres de electrones libres de rayos X y XUV. Sus resultados pioneros facilitan la caracterización altamente eficiente de la sustancia química, propiedades ópticas y estructurales de nanopartículas individuales y se acaban de publicar en Comunicaciones de la naturaleza . La autora principal de la publicación es la investigadora junior, la Dra. Daniela Rupp, que llevó a cabo el proyecto en TU Berlin y ahora está iniciando un grupo de investigación junior en MBI.

En su experimento, los investigadores expandieron el gas helio a través de una boquilla que se enfría a una temperatura extremadamente baja. El gas helio se convierte en un estado superfluido y forma un haz de minúsculas nanogotas que vuelan libremente. "Enviamos pulsos XUV ultracortos sobre estas pequeñas gotas y capturamos instantáneas de estos objetos al registrar la luz láser dispersa en un detector de área grande para reconstruir la forma de la gota, "explica la Dra. Daniela Rupp.

"La clave del éxito del experimento fueron los pulsos XUV de alta intensidad generados en el laboratorio láser de MBI que producen patrones de dispersión detallados con un solo disparo, "explica el Dr. Arnaud Rouzée de MBI." Al utilizar el llamado modo gran angular que proporciona acceso a la morfología tridimensional, pudimos identificar formas no observadas hasta ahora de las gotas superfluidas, ", añade el profesor Thomas Fennel de MBI y la Universidad de Rostock. Los resultados del equipo de investigación permiten una nueva clase de metrología para analizar la estructura y las propiedades ópticas de las partículas pequeñas. Gracias a las fuentes de luz láser de última generación, hacer imágenes de los pedazos de materia más pequeños ya no es exclusivo de las instalaciones de investigación a gran escala.