Предметом интереса здесь является динамический режим настолько высоких энергий, что скорость вовлеченных частиц становится сравнимой со скоростью света при сохранении квантовых свойств. Такие ситуации могут возникнуть при рассеянии частиц или при взаимодействии вещества с чрезвычайно интенсивными лазерными импульсами (как в экспериментах в Центре ГСИ Гельмгольца по исследованию тяжелых ионов GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research (GSI) и в Институте ядерной физики Макса Планка Max Planck Institute for Nuclear Physics (MPIK)), и численно моделируются в MPIK. В частности, это включает явления динамики релятивистских туннельных столкновений (relativistic tunnel-recollision dynamics) в многозарядных ионах и лазерно-индуцированных спин-орбитальных взаимодействиях. Мы стремимся расширять предыдущие исследования до таких сложных систем как молекулы, плазма и тонкие кристаллы в присутствии чрезвычайно интенсивных лазерных импульсов. С позиции теории применяются также полуклассические расчеты. Кроме того, детально исследуются лазерно-индуцированные столкновения в МэВ и ГэВ диапазоне. Это включает изучение ядерных и высокоэнергетических процессов для интенсивностей лазерного излучения на пределе и сверх текущих экспериментальных возможностей. Подобные ситуации интенсивного взаимодействия лазерного излучения с веществом происходят в столкновениях тяжелых ионов и также являются предметом экспериментального интереса. Наконец, предусмотрены значительные усовершенствования высокоточных тестов специальной теории относительности.
