Korrelierte Elektronendynamik in ultrakurzen, starken mehr-Farben Laserfeldern

01.03.2011 - 28.02.2014
Forschungsförderungsprojekt
ABSTRACT Elektronische Dynamik findet auf Zeitskalen zwischen einigen Attosekunden (1 as = 10-18 s) und einigen Femtosekunden (1 fs = 10-15 s) statt. Obwohl diese elektronsiche Dynamik innerhalb mikroskopischer Objeke wie Atomen, kleinen Molekülen, Clustern, und selbst in biologisch wichtigen Molekülen oder Nanostrukturen statt-findet, hat diese makroskopisch beobachtbare Auswirkungen zur Folge. Elektronen-bewegung in Atomen kann zur Emission von sichtbarer, ultravioletter oder Röntgen-strahlung führen; Elektronenbewegung in Molekülen spielt sich in Ladungs-Übertragungsreaktionen ab, ändert die chemische Beschaffenheit oder transportiert Information in biologischen Systemen. Um elektronische Dynamik zu beobachten oder sogar zu kontrollieren, sind Techno-logien mit einer ähnlichen Zeitauflösung erforderlich. Diese Bewegung abzubilden ist gegenwärtig bereits möglich; dies erfolgt entweder mit extrem kurzen ultravioletten Lichtpulsen (Attosekunden-Pulsen) oder mit starken kurzen Pulsen im infraroten Bereich (Femtosekunden-Laserpulse). Dieses Projekt konzentriert sich auf die Wechselwikrung von starken Laserfeldern mit Atomen und Molekülen; die beiden Hauptprozesse bei dieser Wechelwirkung sind Anregung und Ionisierung der Systeme. Teil I des Projekts beschäftigt sich mit dem Lenken und kontrollierten Steuern elektronischer Dynamik in gebundenen Zuständen von Molekülen mit und ohne Kurvenkreuzung in deren elektronischer Struktur. Dies soll unter der Bedingung erfolgen, dass das System möglichst wenig ionsiert. Die Systeme, die untersucht werden, beschreiben die korrelierte Dynamik zweier Elektronen – deren Bewegung in einem straken Feld ist nicht mehr unabhängig voneinander. Wir werden untersuchen, wie die Gegenwart eines zwei-ten Elektrons die Effizienz beeinflusst, mit der die Dynamik kontrolliert gesteuert werden kann. In Teil II soll die elektronische Dynamik während der Wechselwirkung von Atomen und Molekülen mit starken, hoch-frequenten Laserfeldern erforscht werden. Solche Felder werden von Lichtquellen der neusten Generation (Freie Elektronen Laser FEL und XFEL) bereitgestellt. Man weiß, dass in einem bestimmten Bereich von Frequenzen und Intensitäten des Pulses Ionisation des Systems unterdrückt wird – es tritt Stabilisierung des Atoms auf. Wir werden das Ionisationsverhalten von Atomen und Molekülen in solchen Feldern genauer analysieren: speziell werden wir der Frage nachgehen, wie ein zweites Elektron die Ionisation (oder die Stabili-sierung) eines Atoms beeinflusst, und wie sich Stabilisierung in Molekülen äußert.

Personen

Projektleiter_in

Institut

Förderungsmittel

  • Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Quantum Physics and Quantum Technologies

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Physik starker Felderstrong field physics
Attosekunden Physikattosecond physics
Quantenkontrollequantum control
Elektronen Korrelationelectron correlation