Das kleinste Hologramm der Welt konnten kanadische Forscher von einem einzelnen Wasserstoffatom umgeben von mehreren Sauerstoffatomen aufnehmen. Mit dieser Methode eröffnet sich ein neues Feld für die Untersuchung von neuen Materialien oder komplexen biologischen Strukturen. Ihre Ergebnisse präsentieren sie in der Fachzeitschrift Nature (Vol 414, S. 525).
Für die Aufnahme drehten die Wissenschaftler vom Steacie Institute of Molecular Science in Chalk River, Ontario, und von dem Unternehmen Atomic Energy of Canada Ltd. eine Probe in kleinen Schritten durch einen Neutronenstrahl. Durch die besonders effektive Streuung der Neutronen an Wasserstoffatomen innerhalb des Minerals Simpsonit konnten sie diese Atome und die umgebenden Sauerstoffschichten dreidimensional abbilden. Für diese hohe atomare Auflösung müssen alle Neutronen die gleiche Energie aufweisen. Bei der Auswertung der Streudaten mussten die Wissenschaftler auch die Einflüsse der Kristallumgebung auf das Wasserstoffatom berücksichtigen.
Im Unterschied zu etablierten 3D-Struktur-Untersuchungen über Röntgenbeugung brauchen bei dieser Methode keine hochreinen, exakten Einkristalle aufwändig gezüchtet zu werden. Gerade für biologische Proben sei diese Methode der Neutronen-Holografie besonders sinnvoll, da organisches Material viele Wasserstoffatome enthalte, meint Ronald Rogge, Mitautor der Studie. Zudem werde das Probenmaterial bei einer Neutronen-Bestrahlung deutlich mehr geschont als bei einer Strukturanalyse mit Röntgenstrahlung.
Jan Oliver Löfken
