В химических реакциях молекулы формируются или разрушаются на фемтосекундных временах. Лежащее в основе этого движение электронов происходит в течение еще более короткого времени - порядка аттосекунды - и подчиняется законам квантовой механики. Уникальное сочетание новых многочастичных методов визуализации ("Reaction Microscopes") и применения импульсаов длительностью от фемтосекунд до аттосекунд, производимых с помощью фемтосекундных лазеров и многократно заряженных ионных пучков в Институте ядерной физики Макса Планка Max Planck Institute for Nuclear Physics (MPIK) и в Центре GSI Гельмгольца по исследованию тяжелых ионов GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research (GSI), позволяет изучать ультра-короткую квантовую динамику на ранее недостижимом уровне точности. В будущем мы стремимся понимать и контролировать все более сложные сценарии, включая химическую и биологическую квантовую динамику. Эксперименты в новом Европейском исследовательском центре European XFEL будут применяться также в биологии. Квантовая динамика отдельных атомов, молекул и кластеров при взаимодействии с различными кратковременными внешними полями изучается теоретически в Хайдельбергском университете Ruprecht-Karls-Universität и в MPIK, включая исследования взаимодействия вращательной, колебательной и электронной динамики в малых молекулах вне приближения Борна-Оппенгеймера; зондирования колебательной динамики на аттосекундных масштабах посредством генерации высокых гармоник; межатомного кулоновского распада в кластерах; и методов временого функционала плотности для многочастичных квантовых систем.
