Electronic Quantum Coherence in Glycine Molecules Probed with Ultrashort X-ray Pulses in Real Time

Structural changes in nature and technology are driven by charge carrier motion. A process such as charge-directed reactivity that can be operational in radiobiology is more efficient, if energy transfer and charge motion proceeds along well-defined quantum mechanical pathways keeping the coherence and minimizing dissipation. The open question is: do long-lived electronic quantum coherences exist in complex molecules? Here, we use x-rays to create and monitor electronic wave packets in the amino acid glycine. The outgoing photoelectron wave leaves behind a positive charge formed by a superposition of quantum mechanical eigenstates. Delayed x-ray pulses track the induced electronic coherence through the photoelectron emission from the sequential double photoionization processes. The observed sinusoidal modulation of the detected electron yield as a function of time clearly demonstrates that electronic quantum coherence is preserved for at least 25 femtoseconds in this molecule of biological relevance. The surviving coherence is detected via the dominant sequential double ionization channel, which is found to exhibit a phase shift as a function of the photoelectron energy. The experimental results agree with advanced ab-initio simulations.Comment: 54 pages, 11 figure

Study of temporal, spectral, arrival time and energy fluctuations of SASE FEL pulsesb

Self-amplified spontaneous emission (SASE) pulses delivered by free electron lasers (FELs) are inherently fluctuating sources; each pulse varies in energy, duration, arrival time and spectral shape. Therefore, there is strong demand for a full characterization of the properties of SASE radiation, which will facilitate more precise interpretation of the experimental data taken at SASE FELs. In this paper, we present an investigation into the fluctuations of pulse duration, spectral distribution, arrival time and pulse energy of SASE XUV pulses at FLASH, both on a shot-to-shot basis and on average over many pulses. With the aid of simulations, we derived scaling laws for these parameters and disentangled the statistical SASE fluctuations from accelerator-based fluctuations and measurement uncertainties

Hy-NOW - Evaluierung der Verfahren und Technologien für die Bereitstellung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse: Endbericht

Für die künftige Versorgung des Mobilitätssektors mit nachhaltig erzeugtem Wasserstoff wird die Konversion von Biomasse als eine bedeutende Herstellungsoption angesehen. In dieser Studie werden Verfahren und Technologien für die Erzeugung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse evaluiert. Dies umfasst sowohl thermo-chemische Verfahren - wie z. B. die Vergasung von Biomasse oder die Dampfreformierung biogener Sekundärenergieträger (z. B. Biogas) - als auch biochemische Verfahren, wie die Vergärung von Biomasse zu Wasserstoff oder die Photolyse von Wasser. Nach einer grundlegenden Klassifizierung aller geeigneten Optionen werden drei Verfahren, die für eine kurz- bis mittelfristige Realisierung in einer Demonstrationsanlage am geeignetsten erscheinen, ausgewählt. Für diese werden anschließend Anlagen- und Bereitstellungskonzepte entworfen und einer Detailanalyse unterzogen. Zwei der detailliert untersuchten Anlagenkonzepte basieren auf der allothermen Wirbelschichtvergasung (Konzepte 1 und 2) und ein drittes auf der Dampfreformierung von Biogas (Konzept 3)

Hy-NOW - Evaluierung der Verfahren und Technologien für die Bereitstellung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse: Endbericht

Für die künftige Versorgung des Mobilitätssektors mit nachhaltig erzeugtem Wasserstoff wird die Konversion von Biomasse als eine bedeutende Herstellungsoption angesehen. In dieser Studie werden Verfahren und Technologien für die Erzeugung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse evaluiert. Dies umfasst sowohl thermo-chemische Verfahren - wie z. B. die Vergasung von Biomasse oder die Dampfreformierung biogener Sekundärenergieträger (z. B. Biogas) - als auch biochemische Verfahren, wie die Vergärung von Biomasse zu Wasserstoff oder die Photolyse von Wasser. Nach einer grundlegenden Klassifizierung aller geeigneten Optionen werden drei Verfahren, die für eine kurz- bis mittelfristige Realisierung in einer Demonstrationsanlage am geeignetsten erscheinen, ausgewählt. Für diese werden anschließend Anlagen- und Bereitstellungskonzepte entworfen und einer Detailanalyse unterzogen. Zwei der detailliert untersuchten Anlagenkonzepte basieren auf der allothermen Wirbelschichtvergasung (Konzepte 1 und 2) und ein drittes auf der Dampfreformierung von Biogas (Konzept 3)

Hy-NOW - Evaluierung der Verfahren und Technologien für die Bereitstellung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse: Endbericht

Für die künftige Versorgung des Mobilitätssektors mit nachhaltig erzeugtem Wasserstoff wird die Konversion von Biomasse als eine bedeutende Herstellungsoption angesehen. In dieser Studie werden Verfahren und Technologien für die Erzeugung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse evaluiert. Dies umfasst sowohl thermo-chemische Verfahren - wie z. B. die Vergasung von Biomasse oder die Dampfreformierung biogener Sekundärenergieträger (z. B. Biogas) - als auch biochemische Verfahren, wie die Vergärung von Biomasse zu Wasserstoff oder die Photolyse von Wasser. Nach einer grundlegenden Klassifizierung aller geeigneten Optionen werden drei Verfahren, die für eine kurz- bis mittelfristige Realisierung in einer Demonstrationsanlage am geeignetsten erscheinen, ausgewählt. Für diese werden anschließend Anlagen- und Bereitstellungskonzepte entworfen und einer Detailanalyse unterzogen. Zwei der detailliert untersuchten Anlagenkonzepte basieren auf der allothermen Wirbelschichtvergasung (Konzepte 1 und 2) und ein drittes auf der Dampfreformierung von Biogas (Konzept 3)