Vielteilchen Koinzidenzexperimente zur Untersuchung von elektronenstoßinduzierter Fragmentierung und zwischenmolekularen Energietransferprozessen in Wasser-Clustern und hydrierten Clustern aus Biomolekülen

• Antragsteller: Xueguang Ren, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328557844

Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der durch niederenergetische Elektronen induzierten Ionisation und Fragmentierung von Molekülen, sowie von zwischenmolekularem Energietransfer. Diese Prozesse spielen z.B. bei der Schädigung des biologischen Erbgutes (DNA) eine wichtige Rolle. Ein zentraler Punkt ist es dabei den Einfluss einer natürlichen Umgebung, also einer Einbettung in Wassermoleküle auf die Fragmentierung von Biomolekülen (BM) besser zu verstehen. Von besonderem Interesse sind hier der intermolekulare Coulomb Zerfall (ICD) und verwandte Energie- und Ladungsübertragungsprozesse in Molekül-Clustern, deren Auswirkung auf die Molekülfragmentierung größtenteils unerforscht ist. So kann einerseits der Energietransfer von einem Wassermolekül zum BM zu dessen Schädigung führen, andererseits kann ein schneller Energietransfer in der Gegenrichtung das Aufbrechen des BM verhindern. Die ersten Messungen erfolgen an Tetrahydrofuran (THF), einem der Desoxyribose in der DNA sehr ähnlichen Molekül. Experimentell wird ein abbildendes Vielteilchenspektrometer mit einer eingebauten Niederenergie-Elektronenstrahlquelle und einem heizbaren Überschallmolekularstrahl verwendet. Dieses weltweit einzigartige Instrument ist durch den koinzidenten Nachweis aller Elektronen und Ionen (Masse, Ladung, Flugrichtung und Energie) ganz besonders gut geeignet um genaue Einblicke in die elektronstoßinduzierte Fragmentierung zu erhalten. Dreifach- bis fünffach-Koinzidenzexperimente sollen mit hoher Fragment-Massenauflösung und guter Energieauflösung durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen