Dans un projet de recherche commun, des scientifiques du Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy (MBI), la Technische Universität Berlin (TU) et l'Université de Rostock ont ​​réussi pour la première fois à imager des nanoparticules libres dans une expérience de laboratoire utilisant une source laser à haute intensité. Précédemment, l'analyse structurelle de ces objets extrêmement petits par diffraction monocoup n'était possible que dans des installations de recherche à grande échelle utilisant des lasers dits XUV et à électrons libres à rayons X. Leurs résultats révolutionnaires facilitent la caractérisation hautement efficace du produit chimique, propriétés optiques et structurelles de nanoparticules individuelles et viennent d'être publiés dans Communication Nature . L'auteur principal de la publication est la chercheuse junior, le Dr Daniela Rupp, qui a mené le projet à la TU de Berlin et lance actuellement un groupe de recherche junior au MBI.

Dans leur expérience, les chercheurs ont détendu l'hélium gazeux à travers une buse qui est refroidie à une température extrêmement basse. L'hélium gazeux se transforme en un état superfluide et forme un faisceau de nanogouttelettes minuscules volant librement. "Nous avons envoyé des impulsions XUV ultra-courtes sur ces minuscules gouttelettes et capturé des instantanés de ces objets en enregistrant la lumière laser diffusée sur un détecteur à grande surface pour reconstruire la forme des gouttelettes, " explique le Dr Daniela Rupp.

« La clé du succès de l'expérience réside dans les impulsions XUV de haute intensité générées dans le laboratoire laser de MBI qui produisent des motifs de diffusion détaillés en un seul tir, " explique le Dr Arnaud Rouzée du MBI. " En utilisant le mode dit grand angle qui donne accès à la morphologie tridimensionnelle, nous avons pu identifier des formes jusqu'alors inobservées des gouttelettes superfluides, " ajoute le professeur Thomas Fennel du MBI et de l'Université de Rostock. Les résultats de l'équipe de recherche permettent une nouvelle classe de métrologie pour analyser la structure et les propriétés optiques des petites particules. Grâce à des sources de lumière laser de pointe, faire des images des plus petits morceaux de matière n'est plus exclusif aux installations de recherche à grande échelle.