Röntgen-Laser: Auf dem Weg zur Strukturbestimmung von Nanoteilchen
Villigen, 8.4.2013 - Verfahren zur genauen Auswertung von Messdaten aus Röntgen-Lasern entwickelt An Freie-Elektronen-Röntgen-Lasern wie dem zukünftigen SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI sollen unter anderem die Strukturen von komplexen Nanoteilchen bis hin zu Biomolekülen untersucht werden. Dabei ist nicht nur die eigentliche Messung eine Herausforderung, sondern auch die Rekonstruktion der Struktur aus den Messdaten. In einem Experiment werden die untersuchten Teilchen mit Licht aus dem Röntgen-Laser durchleuchtet und das dabei gestreute Licht detektiert. Um genügend Information zu erhalten, wird man die Messungen mehrfach wiederholen müssen. Dabei sind typischerweise mehrere, zufällig orientierte Teilchen gleichzeitig im Strahl. Forscher des PSI haben nun einen optimierten mathematischen Weg aufgezeigt, wie man aus so gewonnen Messdaten eine deutlich bessere Auflösung bei der Bestimmung der Struktur eines einzelnen Teilchens erhält als bisher. Das Verfahren wurde an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des PSI mit speziell hergestellten, zweidimensionalen Nanostrukturen erfolgreich getestet. Die Methode kann nun auf echte dreidimensionale Objekte erweitert werden. Hierzu wird man aber weitere Informationen, etwa zur Symmetrie, benötigen. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in der Online-Fachzeitschrift Nature Communications.