Nanooptik

Was die Welt im Innersten zusammenhält...

Diese Frage beschäftigt nicht nur Goethes Faust, sondern zählt zu den Kernfragen der Naturwissenschaften allgemein. Dass es wohl Kräfte zwischen Molekülen sind, die die Welt zusammen halten, sie zumindest gestalten, ist derweil bekannt. Wie jedoch stellen die Moleküle das an? Wie interagieren sie? Sind wir in der Lage, ihr Verhalten zu beobachten oder gar nach Vorgabe zu manipulieren?

Mit diesen und ähnlichen Fragen beschäftigt sich die Nanooptik. Mit Hilfe modernster spektroskopischer und mikroskopischer Verfahren lassen sich Quantenzustände einzelner Moleküle beobachten. Interaktionen in zellulären Systemen können auf molekularer Ebene sichtbar gemacht werden. Doch die Nanooptik kann noch mehr: Mit höchster Ortsauflösung im Bereich weniger Nanometer können molekulare Fingerabdrücke genommen werden, die es erlauben einzelne Moleküle zu charakterisieren oder Subdomänen in Festkörpern sichtbar zu machen. Hier schließt sich der Kreis von biologischen Prozessen bis zur Materialforschung und regenerativen Energien z. B. im Bereich der Solarzellenforschung.

Können wir Moleküle sehen?
Was ist die höchste optische Auflösung unterhalb der Beugungsgrenze und jenseits des Abbeeschen Paradigmas?