Auszeichnung
Was Atome zusammendrängt
Łukasz Walewski hat etwas berechnet, was man nicht beobachten kann. Preiswürdig findet das das Team der Zeitschrift Molecular Physics.
Die Bewegung von Atomkernen in Molekülen lässt sich kaum beobachten – aber berechnen. Dr. Łukasz Walewski ist es gelungen, einen Einblick in das Verhalten von Wasserstoffkernen bei sehr niedrigen Temperaturen zu gewinnen. Für seine Arbeit wurde er mit dem Longuet-Higgins Young Author’s Prize der internationalen Fachzeitschrift „Molecular Physics“ ausgezeichnet.
Wasserstoffbrücken machen Wasser flüssig
Die Wasserstoff-Kerne sorgen über so genannte Wasserstoffbrücken zum Beispiel dafür, dass Wasser bei Raumtemperatur flüssig (und nicht fest oder gasförmig) ist. Łukasz Walewski hat nun in Computer-Simulationen herausgefunden, dass diese Wasserstoff-Kerne bei supraflüssigen Helium-Temperaturen (circa ein Kelvin, also minus 272 Grad Celsius) durch die Wechselwirkungen mit den benachbarten Heliumatomen extrem stark lokalisiert werden.
Die effektive Größe des Wasserstoffkerns wird dabei so stark verkleinert, dass sie sogar kleiner ist, als die effektive Größe viel schwererer Atomkerne. Diese sollten nach oberflächlicher Betrachtung stärker lokalisiert sein als Wasserstoffkerne, wie es bei wesentlich höheren Temperaturen bekannt ist.
Dieser Mechanismus könnte Konsequenzen haben: „Wie man sich leicht vorstellen kann, spielt die effektive Größe von Atomen und Atomkernen beim Aufbau molekularer Bindungen eine wesentliche Rolle“, erläutert Łukasz Walewski. „Insbesondere beim Aufbau von Wasserstoffbrücken ist sie bedeutend, da sie nicht nur Wasser flüssig machen, sondern etwa die DNA zusammenhalten oder für die Faltung von Proteinen wichtig sind.“
