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Angeregte Atome und Moleküle in starken Feldern

Abteilung Pfeifer

Arbeitsgruppe (AG)

Dr. Christian Ott

Ohne Anregung entsteht keine Dynamik. In der mikroskopischen Quantenwelt der uns umgebenden Materie spielt die Wechselwirkung geladener Teilchen eine entscheidende Rolle. Dabei befinden sich die negativ geladenen Elektronen untereinander und mit ihren positiv geladenen Atomkernen in einem komplexen dynamischen Wechselspiel. Das ideale Werkzeug, um diese extrem schnelle Wechselwirkung zu beobachten und auch zu steuern sind ultraschnelle Laserpulse der Dauer von nur wenigen Femtosekunden (1 fs = 10-15 s) und sogar Attosekunden (1 as = 10-18 s). Wie einst Joseph von Fraunhofer dunkle Linien im Spektrum des Sonnenlichts beobachtete, so nutzen wir das breitbandige Spektrum unserer ultrakurzen Laserpulse, um Charakteristika der Anregungsprozesse im inneren der Atome und Moleküle aufzuspüren, und das während diese auch noch von den intensiven Feldern dieser Laser in ihrer natürlichen Dynamik gestört werden. So können wir beispielsweise das Elektronenpaar eines Heliumatoms gezielt kontrollieren, so dass sich dessen Energieniveaus auch nur für Bruchteile der angeregten Lebensdauer verschieben lassen. Derartige fundamentale Prozesse der Licht-Materie Wechselwirkung dienen der Erforschung neuer Bereiche der nichtlinearen Laserphysik in Wellenlängenbereichen vom fernen Infraroten über das Sichtbare bis hin zum extrem kurzwelligen Ultravioletten und Röntgenlicht.