Femtochemie

Graag zou ik enkele kanttekeningen willen plaatsen bij het artikel van Rob van den Berg over Femtochemie (W&O 3 okt.). Allereerst is het zo dat het de groep van dr. Shank (Bell Labs) was en niet die van prof. Zewail, die in de tachtiger jaren de zogeheten CPM femtoseconde laser ontwikkeld heeft. Met behulp van deze laser werd door de Shank groep in 1987 het wereldrecord voor de kortste optische puls gevestigd: een 6 femtoseconde (!) lichtflits (1 fs=10-¹s5).

Thans zijn er wereldwijd een honderdtal CPM lasers in bedrijf waaronder vijf in Nederland. Zo is sinds 1989 in ons Fysisch Chemisch Laboratorium te Groningen een femtoseconde laser operationeel waarmee optische pulsen van 9 fs zijn geproduceerd.

Verder moeten naast Zewail ook Shank en Mathies (Berkeley) en medewerkers genoemd worden als pioniers op het gebied van de femtochemie. Zij bestudeerden met behulp van een 60 fs pomp en 6 fs probe puls (Science, 240, 777, 1988) de ultrasnelle licht geïnduceerde isomerisatie van een visueel pigment (bacteriorhodopsine).

Tenslotte is het misleidend een femtoseconde pump-probe meting aan een uiteenvallend molecuul te vergelijken met een fotografische opname. Om de resultaten van een pump-probe meting te "vertalen' naar een plaatje met de tijdsafhankelijke plaats van de brokstukken, moeten een aantal discutabele aannames worden gemaakt. Het is dan ook geen wonder dat verschillende theoreten hun hoofd buigen over de interpretatie van dit soort proeven.

Wanneer in plaats van een optische probe puls een femtoseconde elektronen flits gebruikt zou worden bestaat inderdaad de mogelijkheid om echte fotografische experimenten te doen van een chemische reaktie op femtosekonde tijdschaal. Gezien de spectaculaire ontwikkeling op het gebied korte puls lasers zullen dit soort experimenten in de nabije toekomst mogelijk zijn.

Dit alles neemt niet weg dat Zewail en medewerkers er in zijn geslaagd om een groot aantal schitterende experimenten te doen en die uit te leggen op een manier waardoor een breed wetenschappelijk publiek zich aangesproken voelt. Dit is waarlijk geen geringe prestatie.

Voor zijn spectroscopisch onderzoek op ultrakorte tijdschaal ontving Zewail vele onderscheidingen. Zo werd prof. dr. Ahmed H. Zewail in 1989 geëerd met de toekenning van de Koning Faisal Internationale Prijs (samen met prof. Hänsch van München) en werd hij in datzelfde jaar, op 43-jarige leeftijd, benoemd tot lid van de National Academy of Sciences of the United States of America.

    • Rijksuniversiteit Groningen
    • Prof.Dr. Douwe A. Wiersma