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Energiewandlung besteht immer aus einer Kette von Prozessen, in denen die unterschiedlichsten Zeit- und Längenskalen involviert sind. So ist die typische Zeitskala elektronischer Anregungen fs (10-15 sec), während z.B. eine optisch induzierte Strukturänderung eher Zeitskalen im Bereich von Sekunden oder Minuten beinhaltet. Ähnlich verhält es sich mit den relevanten Längenskalen: In der Katalyse ist man z.B. daran interessiert zu verstehen, an welcher atomaren Position auf der Oberfläche eines Festkörpers ein Molekül "andockt". Während der katalytischen Aktivität können sich aber auch die chemische Zusammensetzung und die Struktur des Katalysators verändern, diese Prozesse beinhalten daher eher Längenskalen von Mikrometern.