Mit Hilfe von Röntgenlasern lassen sich einzelne Moleküle und deren Reaktionen regelrecht "filmen". Dazu müssen die Proben in einem dünnen Flüssigkeitsstrahl oder in Tröpfchen vor den Laser gebracht werden. Um herauszufinden, was dann dort genau mit der Flüssigkeit geschieht, haben Wissenschaftler des SLAC National Accelerator Laboratory in Stanford nun die Abläufe mit einem Hochgeschwindigkeitsverfahren abgefilmt. Dem Forscherteam um Claudiu Stan sollen die jetzt publizierten Ergebnisse helfen, die Experimentieranlage zu verbessern. Alle anderen können sich an faszinierenden Aufnahmen erfreuen, die dabei entstanden.

Ihr Video zeigt, wie ein (nicht sichtbarer) Laserstrahl auf wenige Dutzend Mikrometer feine, kontinuierliche oder in Tropfen zerlegte Wasserstrahlen trifft. Schlagartig verdampft das Wasser am Kreuzungspunkt von Wasser und Licht, wobei die expandierende Dampfwolke das Wasser im Strahl trichterartig zu den Seiten wegdrängt. Gleichzeitig sind Stoßwellen zu beobachten, die sich nach oben und unten den Strahl entlang ausbreiten, erklären die Forscher.

Die Vorgänge laufen blitzschnell ab: Jeder ihrer Filmclips umfasst jeweils nur eine Zehntausendstelsekunde. Keine Kamera könnte eine derartige Zeitlupe liefern. Stattdessen machen sich die Forscher zu Nutze, dass der Vorgang jedes Mal in etwa gleich abläuft. Das erlaubt ihnen, Tausende solcher Laserschüsse vorzunehmen und bei jedem Durchlauf ein neues Bild aufzunehmen – allerdings immer um eine winzige Zeitspanne nach hinten versetzt. Aus diesen Schlaglichtaufnahmen setzen sie dann den kompletten Film zusammen. Als "Blitz", der das Bild zum richtigen Zeitpunkt beleuchtet, diente ihnen ein weiterer Laserstrahl.