Wien. Die TU Wien entwickelt gemeinsam mit anderen Universitäten einen Innovation bei der Abbildung empfindlicher Proben, das Licht wird dabei zwischen zwei Spiegeln hin- und hergeschickt.
Forschende der TU Wien haben ein Mikroskop entwickelt, das empfindliche Proben besonders schonend abbildet und dabei trotzdem eine hohe Bildqualität liefert. Der Ansatz ist in Zusammenarbeit mit der Universität Wien und der Universität Siegen entstanden. Im Unterschied zu herkömmlichen Mikroskopen, in denen das Licht die Probe nur einmal durchdringt, verwenden die Forschenden einen optischen Resonator; dabei wird das Licht zwischen zwei Spiegeln mehrfach durch die Probe geführt. Nach jedem Durchgang bildet das Licht mehr Details der Probe ab, sodass das Bild immer klarer wird.
Dieser Effekt ist mit einem Stempel vergleichbar, der mehrfach und mit wenig Farbe auf dieselbe Stelle gedrückt wird, bis ein deutliches Bild entsteht. Theoretische Berechnungen und Experimente zeigen, dass sich mit dieser Methode bei gleicher Lichtintensität mehr Informationen gewinnen lassen als mit traditionellen Mikroskopietechniken.
Zwei Spiegel im Einsatz
In einem normalen Mikroskop falle das Licht einmal auf die Probe und gelange dann in ein Objektiv, beschreibt es Maximilian Prüfer bei einer Presseaussendung der TU – er hat die Studie im Rahmen seines Esprit fellowships des FWF am Atominstitut der TU Wien geleitet. „In unserem Mikroskop platzieren wir die Probe in einem optischen Resonator – zwischen zwei Spiegeln.“
Entscheidende Kennzahl ist dabei das Verhältnis von Signal zu Rauschen, das durch das mehrfache Streuen des Lichts verbessert wird. Ein weiterer Vorteil: Das System bleibt auch bei kleinen mechanischen Störungen stabil und benötigt keine aufwendige Justierung der Spiegel. Damit ist die Technik praxistauglich und lässt sich mit vergleichsweise geringem Aufwand einsetzen. Perspektivisch soll sie vor allem zur Untersuchung sogenannter „ultrakalter Bose-Einstein-Kondensate“ genutzt werden, um deren quantenphysikalisches Verhalten besser zu erfassen. Zur Erklärung: Solche Kondensate entstehen, wenn bestimmte Teilchen, sogenannte Bosonen, auf extrem niedrige Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt werden – unter diesen Bedingungen verhalten sich die einzelnen Teilchen gemeinsam wie ein einziges, makroskopisches Quantensystem.
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