Laura Cattaneo leitet neue Forschungsgruppe am MPIK

Dr. Laura Cattaneo war im Auswahlverfahren der Max-Planck-Gesellschaft für neue selbstständige Forschungsgruppen erfolgreich. Anfang Mai hat sie begonnen, ihre Gruppe „ULCD – Ultraschnelle Dynamik in Flüssigkristallen“ am MPIK aufzubauen.

Sie wird grundlegende Phänomene in Flüssigkristallen (LCs) untersuchen, einer Metaphase zwischen Flüssigkeit, Gas und Feststoff. Konzentrieren wird sie sich dabei auf die Prozesse und ihre Dynamik, die während Phasenübergängen in einem extrem großen zeitlichen und räumlichen Bereich ablaufen. Mit Flüssigkristallen ist es in der Tat möglich, auf kontrollierte Weise von einem isotropen System ohne spezielle Ordnung wie in Gasen oder Flüssigkeiten über einen teilweise geordneten (orientierten) Zustand zu einem vollständig geordneten und dreidimensional-periodischen System zu gelangen.

Dazu wird die Gruppe vorrangig Phänomene studieren, die mit wenig Energieaufwand bei Übergängen zwischen unterschiedlich strukturell organisierten Phasen ablaufen. Die Untersuchungen sollen es erlauben, den Grad der Lokalisation kollektiver molekularer Dynamik nach Anregung mit THz-Pulsen zu bestimmen und Fragen wie diese zu beantworten: Was ist die Natur der kollektiven Moleküldynamik in Flüssigkristallen während eines Phasenübergangs? Unter welchen Bedingungen bleibt diese kollektive Dynamik nach der Anregung erhalten? Oder beeinflusst die resonante kollektive Dynamik vorübergehend die elektronischen und/oder strukturellen Eigenschaften des Flüssigkristalls?

Um Informationen über die elektronische Dynamik auf kürzesten Zeitskalen zu gewinnen, wird die Gruppe außerdem die von einem ultrakurzen Impuls ausgelöste molekulare Bewegung in Echtzeit über die Erzeugung hoher Harmonischer sichtbar machen und die nichtlineare Antwort auf resonante Anregung niedrig-frequenter Moden aufzeichnen.

Laura Cattaneo studierte Physik am Polytechnikum Mailand und promovierte 2011 in Mailand bei Prof. Pietro Cavallotti. Daran schlossen sich Forschungsaufenthalte an der Radboud-Universität in Nijmegen (2011-2014) und an der ETH Zürich (2014-2020) an.