Interferenz von Fullerenen

Dass Photonen und Elektronen Interferenz am Doppelspalt oder Gitter zeigen, ist bekannt seit dem Doppelspaltversuch von Thomas Young für Licht (1801) und für Elektronen von Claus Jönsson (1961). Auch Neutronen und Protonen zeigen Interferenz. Es stellt sich die Frage, ob es eine obere Grenze für die Interferenzfähigkeit  eines Teilchens gibt. Die Quantentheorie kennt keine solche Grenze - man könnte provozierend fragen, ob auch Fußbälle Interferenz zeigen. Am Institut für experimentelle Physik der Universität Wien wurde im Jahr 2000 mit überzeugender Präzision die Interferenz von Fulleren-Molekülen nachgewiesen. Von Herrn Dr. Markus Arndt.

Eine Powerpoint Präsentation zur Interferenz von Fullerenen können Sie hier downloaden

Fulleren-Ball

360 Neutronen und 360 Protonen samt 360 Elektronen bilden dieses komplexe Molekül aus 60 Kohlenstoffatomen.

Wie bei  Fussball grenzen auch hier 32 Flächen, davon 20 Sechsecke und 12 Fünfecke aneinander.

Rasteraufnahme zweier Fulleren-Bälle

Die rote Linie ist etwa 1,5nm lang

"C60 is almost a classical body, because of ist many exited internal degrees of freedom and their possible coupling to the environement“

 

Fulleren-Staub

 ....teurer als Gold, aber eben doch nur "Kohle"

 

 

Quelle und copyright: Institut für Experimentalphysik,Uni Wien, Abt. Prof.Zeilinger

www.quantum.univie.ac.at/research/c60/index.html

Quelle und copyright: Institut für Experimentalphysik,Uni Wien, Abt. Prof.Zeilinger

Quelle und copyright: Institut für Experimentalphysik,Uni Wien,Abt. Prof.Zeilinger

 

Der Versuchsaufbau

Die Fullerene werden erhitzt (hinten) und durchqueren mit einer mittleren Geschwindigkeit von 220m/s im Hochvakuum eine Strecke von etwa 2 Metern. Im Detektor werden sie von einem 25 Watt Laser, der auf 4mm fokussiert ist, schlagartig thermisch ionisiert und danach elektrisch auf eine Photokathode beschleunigt. Die aus der Kathode herausgeschlagenen Elektronen zeigen das Auftreffen des Fulleren-Moleküls als zählbarer Puls an.

Der Detektor

 

 

Versuchsergebnis

im unteren Bild die Verteilung des Fullerenstrahls ohne Gitter.

im oberen Bild die Interferenzfigur des Fullerenstrahls nach Passage eines Gitters mit 100nm Gitterkonstante.