Photochemisch angeregte cis-trans-Isomerisierungsreaktionen spielen nicht nur bei der Synthese von chemischen Verbindungen eine Rolle. Vielmehr finden auch durch Tageslicht initiierte Isomerisierungen von Natursubstanzen beständig in lebenden Organismen statt. Zu nennen sei hier z.B. der Sehprozess, der durch das Einfallen von Licht auf die Netzhaut ausgelöst wird. Der erste Schritt im Sehprozess ist die Isomerisierung von 11-cis-Retinal nach all-trans-Retinal:

Doch was passiert innerhalb der ersten Femto- (10^-15) bis Pico- (10^-12) Sekunden bei solch einer Isomerisierung?

Zur Beantwortung dieser Frage stehen wie so oft die beiden Wege, nämlich der experimentelle als auch der theoretische offen. Die heutige Lasertechnik ist in der Lage, ultrakurze Pulse zu erzeugen und damit in sogenannten Pump-Probe-Experimenten elementare Photoreaktionen real zu verfolgen. Die Variationsbreite dieser Experimente ist erheblich und es lassen sich eine Vielzahl von verschiedenen Messunngen für nur ein Molekül designen. Dennoch ist es den Experimentatoren ohne das Dazutun von Theoretikern so gut wie unmöglich, die Flut an gemessenen Daten richtig zu interpretieren. Theoretische Modelle sind notwendig, um Erklärungen für die gemessenen Daten geben zu können ! Unverzichtbar hierfür sind Potentialflächen, die die energetische Situation des jeweils betrachteten Systems veranschaulichen und Basis weiterführender theoretischer Betrachtungen sind. Im folgenden sei modellhaft eine Potentialfläche für eine cis-trans-Isomerisierung gezeigt und deren Wesen daran erläutert.