Eine Methode zur Untersuchung von Stoßprozessen ist das herkömmliche Streuexperiment. Bei einem idealen Experiment dieses Types werden die Stoßpartner vor dem Stoß eindeutig in einem einzigen Zustand präpariert und nach dem Stoß zustandsselektiv nachgewiesen.
Die Präparation vor dem Stoß und die Analyse danach liefert allerdings nur indirekte Informationen über den eigentlichen Gegenstand der Untersuchung: Den Stoßprozeß. Die Meßergebnisse müssen somit erst aufwendig analysiert werden, um so auf indirektem Wege Informationen über den Stoß zu gewinnen.
Die Spektroskopie ist ein weiteres sehr erfolgreiches
Werkzeug zur Erforschung des Aufbaus und der Wechselwirkung
von Atomen und Molekülen.
Die Spektroskopie der Stoßverbreiterung von Spektrallinien
von Atomen und Molekülen greift direkt in den Stoßprozeß ein.
Während eines Stoßprozesses wird Licht von Stoßpaar
absorbiert oder ausgesendet, durch den Stoß wird der
Wellenlängenbereich der Absorption oder Emission verbreitert.
Solche Untersuchungen finden vorwiegend an statistischen Ensembles statt, so daß das Ergebnis eine Mittelung über viele Freiheitsgrade ist und somit wieder nur sehr indirekte und undifferenzierte Informationen über den eigentlichen Stoßprozeß liefert.
Weitere in der Literatur übliche Bezeichnungen für diese Gruppe von verwandten Experimenten sind zum Beispiel "optische Stöße", Linienflügelanregung, "Laser- oder Photoneninduzierte Atom-Atom- oder Atom-Molekül-Stoßprozesse", Druckverbreiterung von Spektrallinien, optische Anregung von atomaren Stoßpaaren.
Optische Stöße werden seit mehr als fünfundzwanzig Jahren erfolgreich zur Untersuchung von Molekülpotentialen und nichtadiabatischen Wechselwirkungen angewendet. Die Untersuchungen finden an statistischen Ensembles in Gaszellenexperimenten statt. In den letzten Jahren gibt es auch Experimente oder Überlegungen zu Experimenten in lasergekühlten statistischen Ensembles oder Bose-Einstein-Kondensaten.
Eine direkte Beobachtung von atomaren und molekularen Stoßpaaren wird erst durch eine Kombination beider Methoden ermöglicht. Das wird im hier beschriebenen Experiment realisiert. Es werden thermische Stöße in einem Experiment mit gekreuzten Teilchenstrahlen und einem differentiellen Nachweis des angeregten Stoßproduktes am Beispiel von Natrium-Edelgas- und Natrium-Molekül-Stößen untersucht.