aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Plenarvortrag PV I Mo 09:00 Aula
Quantencomputer - Traum und Realisierung — •Rainer Blatt
— Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck und Institut
für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie
der Wissenschaften, Innsbruck
Rechenoperationen beruhen immer auf realen physikalischen Prozessen,
angefangen von der Dateneingabe, der Datendarstellung im Speicher,
der Datenmanipulation in Form von Algorithmen bis hin zur Ausgabe der
Endresultate. In herkömmlichen Computern können diese Prozesse klassisch
beschrieben werden. Theoretisch ist seit einigen Jahren bekannt,
dass mit quantenmechanischen Prozessen bestimmte Rechenoperationen
sehr viel effizienter durchgeführt werden können. Daher besteht ein großes
Interesse, einen Quantencomputer zu bauen. Dies erfordert die Implementierung
von Quantenbits, Quantenregistern und Quantengattern sowie
die Entwicklung von Quantenalgorithmen. Verschiedene Techniken zur
Realisierung von Quantencomputern werden vorgestellt. Experimente zur
Darstellung von Quantenregistern und Quantengattern mit gespeicherten
Ionen in linearen Paul-Fallen werden diskutiert. Mit einem kleinen
Quantencomputer können Bell-Zustände und verschränkte 3-Teilchen
Zustände erzeugt und vermessen werden. Als eine erste Anwendung werden
effiziente Präzisisonsmessungen mit verschränkten Zuständen vorgestellt.
Plenarvortrag PV II Mo 09:45 Aula
Mit Strahlung gegen Krebs: Neue Ansätze und Methoden in
der Medizinischen Physik — •Wolfgang Schlegel — Universität
Heidelberg und Deutsches Krebsforschungszentrum, Abteilung Medizinische
Physik, Im Neuenheimer Feld 280, 69120 Heidelberg - Träger des
Deutschen Krebspreises 2003
Die Strahlentherapie ist neben der Chirurgie die derzeit wichtigste
Form der Behandlung bösartiger Tumorerkrankungen. Die Einführung
der modernen Strahlentherapie mit hochenergetischen Röntgenstrahlen,
erzeugt mit Elektronenlinearbeschleunigern im Energiebereich zwischen
etwa 6 und 20 MeV, begann etwa vor 50 Jahren. Wesentliche Fortschritte
und damit auch deutliche Verbesserungen der Behandlungsergebnisse
haben jedoch erst in den letzten 10-15 Jahren stattgefunden. Dazu haben
vor allem die modernen dreidimensionalen bildgebenden Verfahren
der Medizin (Röntgen-Computer-Tomographie und Magnet-Resonanz-
Tomographie), die Entwicklung von 3D-Computerplanungsprogrammen
sowie neue, hochpräzise Bestrahlungstechniken mit rechnersteuerbaren
Kollimatorsystemen beigetragen. Eine weitere deutliche Steigerung
der Wirksamkeit von Strahlenbehandlungen wird nun von der Intensitätsmodulierten
Strahlentherapie (IMRT) erwartet, die derzeit in
vielen Kliniken weltweit eingeführt wird. Der IMRT liegt eine neue
Computerplanungs-Strategie nach dem inversen Prinzip und die Applikation
inhomogener Strahlenfelder zugrunde. Damit gelingt es, auch
sehr unregelmäßig geformte Tumoren hochdosiert und tumorkonform
zu bestrahlen, ohne benachbartes gesundes Gewebe zu schädigen
[1,2]. Weitere Fortschritte werden mittelfristig erwartet durch die
Berücksichtigung strahlenbiologisch unterschiedlicher Substrukturen
des Tumors, die sich durch biologische Bildgebung mit PET und fMRI
erfassen lassen, sowie durch die Kompensation von Bewegungen und
Veränderungen des Tumors während der Strahlenbehandlung im Sinne
einer biologisch und zeitlich adaptierten Therapie.
Da Strahlung schwererer geladener Teilchen (z.B. Protonen- oder 12 C-
Strahlung) gegenüber hochenergetischer Röntgenstrahlung sowohl aus
physikalischer als auch aus strahlenbiologischer Sicht deutliche Vorteile
in der Tumorbehandlung aufweisen, werden sich zukünftige Entwicklungen
auch auf dieses Gebiet der Hadronen-Strahlentherapie konzentrieren
[2,3]. Erste Erfahrungen in der 12 C-Therapie wurden in den letzten 5
Jahren an der GSI in Darmstadt gesammelt. In Deutschland wurde 2003
mit dem Bau klinischer Hadronen-Therapieanlagen begonnen.
[1] Schlegel W: Strahlentherapie heute: präzise, effektiv und sicher. Spektrum
der Wissenschaft Spezial: Krebsmedizin II, (2003) 66-70
[2] Schlegel W, Mahr A.: 3D Conformal Radiation Therapy, Multi-Media
Introduction to Methods and Techniques. Springer, Berlin, Göttingen
Heidelberg, NewYork, Tokyo (2001)
[3] Debus, J., Henke-Wendt, K.: Schwerionen-Therapie. Spektrum der
Wissenschaft Spezial: Krebsmedizin II, (2003) 71-73
Plenarvorträge
1
Plenarvortrag PV III Di 09:00 Aula
Beschleunigermassenspektrometrie - Spurenisotopenmessungen
auf neuen Bahnen — •Walter Kutschera —
VERA-Laboratorium, Universität Wien, Österreich
Beschleunigermassenspektrometrie (AMS = Accelerator Mass Spectrometry)
weist langlebige Radioisotope nicht durch den Zerfall sondern
durch direktes Zählen der Atome nach. AMS kann daher auf beliebig
langlebige (auch stabile) Isotope angewendet werden. Die extrem hohe
Selektivität der Methode erlaubt geringste Isotopenverhältnisse im Bereich
von 10 −12 bis 10 −16 zu messen und öffnete damit das Tor zum
Nachweis langlebiger Radionuklide mit zum Teil millionenfach gesteigerter
Nachweisempfindlichkeit. Dadurch wurden Anwendungen möglich, die
mit den klassischen Zerfallsnachweismethoden undenkbar waren. Im Vortrag
sollen sowohl die neuesten technischen Entwicklungen von AMS (z.B.
Minaturisierung) als auch aktuelle Anwendungen für spezifische Isotope
(von 14 C bis 244 Pu) diskutiert werden. Auch auf eine alternative Technik
der Atomzählmethode, die Lasermassenspektrometrie, soll kurz eingegangen
werden.
Plenarvortrag PV IV Di 09:45 Aula
Zukünftige Optionen für die Entsorgung von hochradioaktiven
Abfällen — •Kurt Kugeler — Lehrstuhl für Reaktorsicherheit und
-technik, RWTH Aachen, D-52062 Aachen und Forschungszentrum
Jülich, D-52425 Jülich
Für die zukünftige langfristige Kernenergienutzung werden zwei Entsorgungsoptionen
verfügbar sein: 1) die direkte Endlagerung abgebrannter
Brennelemente oder hochaktiver Glaskokillen aus der Wiederaufarbeitung,
2) die Endlagerung sehr geringer langlebiger Reststoffmengen
nach zusätzlichem Partitioning und Transmutation, beides in geologischen
Formationen. Das derzeit wesentliche Argument für die zweite Variante
ist, dass die Nachweisdauer für die Endlagerung von rund 1 Million
Jahren auf rund 1000 Jahre verkürzt werden kann, da dann bereits eine
ähnlich niedrige Radiotoxizität wie für eine Uranerzlagerstätte erreicht
wird. Demgegenüber sind erheblich größere technische Aufwendungen im
Vergleich zur direkten Endlagerung notwendig.
Beide Varianten müssen wissenschaftlich fundiert im Hinblick auf
eine Reihe von Vergleichsaspekten analysiert und bewertet werden,
ehe fundierte Entscheidungen möglich sind. Entscheidungsrelevante
Gesichtspunkte sind: Toxizitätsindizes, Proliferationsaspekte, Plutoniumvernichtung
bzw. -nutzung, Störfallmöglichkeiten, technisch
bedingte und radiologisch bedingte Risiken, Freisetzungen im Betrieb,
Nachweismöglichkeiten, Beurteilung von Langzeitaspekten,
Kosten, Stand der Technik, technischer Aufwand und Komplexität,
Akzeptanzfragen, Offenhalten von Optionen, energetische Aspekte,
Entwicklungsmöglichkeiten.
In diesem Beitrag werden heute bekannte Konzepte für Partitioning
und Transmutations-Verfahren diskutiert (Stand bei Trennverfahren,
Realisierungsmöglichkeiten für Targets, Protonenfenster, Kühlsysteme,
Gesamtauslegung von ADS-Anlagen) und es werden Hinweise zu den
oben angesprochenen Vergleichsaspekten gegeben. Auch die umfangreichen
internationalen Bemühungen auf diesem Gebiet werden angesprochen.
Plenarvortrag PV V Mi 09:00 Aula
Clusters as precursurs of nano-objects — •Catherine
Bréchignac — Laboratoire Aimé Cotton CNRS, Orsay, Frankreich
Investigations of clusters made up from a few atoms, to several thousand
atoms, from one to several tens of nanometers in diameter open new
avenues for explorations of the physical factors and principles that underlie
the transition from atomic and molecular regime to the condensed
phase regime. The transition of matter from atomic to the solid state
implies changes of organization which turn out to be more subtle and
complex than was aticipated from scaling law.
The methods of synthesizing small particles based on agglomerating
atoms or molecules, form objects whose size is comparable to the nanostructures
obtained by sculpting the material microscopically, by nanolithography
or nano-engraving for example. When it is isolated the cluster
can be considered as a prototype of small finite system and constitute

a tool for exploring the unexpected and unique properties of small finite
objects, where each atom counts. When interacting they offer the possibility
of use as elementary building blocks for new nano-architectures,
making possible the control of matter at nanometer scale. In the light
of several examples this paper will discuss the issues of the electronic
excitation, the stability, the reactivity of metallic clusters as well as the
new architectures made by self-organization of deposited clusters.
Plenarvortrag PV VI Mi 12:15 Aula
Quanteninterferenz in der Fluoreszenz einzelner Atome und
Anwendungen in der Quanteninformationsverarbeitung —
•Herbert Walther — Sektion Physik der Universität München und
Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching bei München
Über die Quanteninterferenz des Fluoreszenzlichtes eingefangener Ionen
lässt sich eine Verschränkung der Teilchen erzielen. Als Konsequenz
wird eine Reihe von Phänomenen der Quanteninformation beobachtbar.
Ein spektakuläres Beispiel ist, dass der Quanten-Such-Algorithmus
(Grover-Algorithmus) ohne die Beobachtung der Spin-Dynamik der Ionen
realisiert werden kann.
Plenarvortrag PV VII Mi 14:00 Aula
Echtzeit-Neurodynamik — •Klaus Hepp — Institut für Theoretische
Physik, ETH Hönggerberg, HPZ F 10.4, CH-8093 Zürich, Schweiz
— Träger der Max-Planck-Medaille
Struktur und Funktion zu verknüpfen ist das zentrale Problem der Neurobiologie.
Als Physiker ist man eher in der Strukturforschung (Instrumentierung,
Biophysik von neuronalen Netzen) erfolgreich, aber schon
Helmholtz gelang eine meisterhafte Synthese von Struktur und Funktion
in der Sinnesphysiologie und der Kontrolle der Augenbewegungen. Moderne
Methoden erlauben es, in die ” graue Box“ hineinzuschauen. Da
das Gehirn in Echtzeit komplexe sensomotorische Transformationen implementiert,
kann man heute in der Verknüpfung von Sehen, Bewegungssinn
und Oculomotorik hochinteressante ” Berechnungen“ durch das Gehirn
verfolgen. Dies will der Vortragende an Beispielen illustrieren und
mit einem Konstrukt der neuromorphen Robotik vergleichen, mit ” Ada“,
dem intelligenten Raum, der vom Zürcher Institut für Neuroinformatik
für die Schweizerische Landesausstellung Expo.02 geschaffen wurde.
Plenarvortrag PV VIII Mi 14:30 Aula
Dynamic properties of liquid films — •Dominique Langevin —
Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 - Université Paris-Sud,
Bât. 510 - 91405 Orsay cedex — Trägerin des Prix Gentner-Kastler
Surfactant molecules adsorb at liquid interfaces forming monomolecular
layers that give remarkable properties to these surfaces. They allow
in particular to stabilize freely suspended liquid films, the so called “soap
films”, similar to those that cover the bubbles surface in foams. When the
liquid possesses a microstructure, and when the film surfaces are close
enough (less than 100nm), a film stratification (ordering) is observed.
We have used aqueous solutions of ionic polymers (polyelectrolytes) that
form networks in bulk when the polymer concentration is high enough.
Such liquids also order when confined, at the difference of neutral polymers,
where no long range electrostatic interactions are present. We have
measured both the forces between surfaces, that are oscillatory, and the
stratification kinetics. When the polymer is co-adsorbed with the surfactant
at the surface, the local viscosity is higher than the bulk solution
viscosity, and when the polymer is not adsorbed, the viscosity is smaller.
This is in agreement with other types of measurements of the viscosity
of confined fluids with different boundary conditions at the surfaces (slip
or no-slip). The film rupture will also be discussed.
References
D. Langevin, “Stratification of foam films made from polyelectrolyte solutions”,
Eur. Phys. J. E 5, 2001, 81.
C. Marquez, S. Guillot, D. Langevin, “Stratification Phenomena in Thin
Liquid Films Containing Polyelectrolytes and Stabilized by Ionic Surfactants”,
Macromolecules 36, 2003, 8506.
Plenarvortrag PV IX Mi 15:00 Aula
Erschließung neuer experimenteller Möglichkeiten und stärkere
Ausprägung der Selbsttätigkeit der Schülerinnen und Schüler
- Wege zu einem besseren Verstehen der Physik — •Hans-
Joachim Wilke — Institut für Angewandte Physik und Didaktik der
Physik, TU Dresden — Träger des Robert-Wichard-Pohl-Preises
Die intensive Beschäftigung der Schülerinnen und Schüler mit der Physik
kann durch attraktive, gut beobachtbare und leicht verständliche De-
2
monstrationen gefördert werden. Durchschaubare experimentelle Anordnungen,
langsame Bewegungsabläufe, neue Experimentiertechniken und
der Bezug zu ihren Erfahrungen wirken sich dabei förderlich aus. Parallelexperimente,
in denen z. B. die Teilexperimente nicht zeitlich nacheinander
sondern räumlich nebeneinander durchgeführt werden, können die
Auswertung vereinfachen und die Aktivität der Schülerinnen und Schüler
erhöhen. Insbesondere die Weiterentwicklung experimenteller Verfahren
wird durch Beispiele belegt. Kunststofflaschen und Blechdosen sind z. B.
leicht beschaffbare und wegen ihrer spezifischen Eigenschaften universell
einsetzbare experimentelle Hilfsmittel, die gut bearbeitet werden können.
Beim Selbstbau von einfachen oder auch komplizierteren Geräten lernen
die Schülerinnen und Schüler das Wirkprinzip besser verstehen und
werden zum Schöpfertum angeregt. Beispiele aus der Physik, der Physikgeschichte,
der Technik und der Technikgeschichte zeigen, dass damit
gleichzeitig fächerübergreifende Bezüge deutlich werden. Derartige
Aufgabenstellungen können sich fruchtbar auf den Physikunterricht auswirken
oder auch in Jahresarbeiten oder besonderen Lernleistungen von
einzelnen Schülern bearbeitet werden.
Plenarvortrag PV X Mi 15:30 Aula
Das IYPT – ein spannender Teamwettbewerb — •Bernd
Kretschmer — Hans-Thoma-Gymnasium, Baumgartnerstraße 26,
79540 Lörrach — Träger des Georg-Kerschensteiner-Preises
Das International Young Physicicts’ Tournament (IYPT) ist ein anspruchsvoller
Teamwettbewerb für Schüler/innen. Es handelt sich bei
den IYPT-Projekten zumeist um offene Fragen, deren Antworten selten
durch Nachschlagen in Fachliteratur gefunden werden können. Die
Lösungen müssen die Schüler/innen selbst erarbeiten, sei es durch Aufstellen
von neuen Theorien, Programmierung von speziellen Simulationen
und fortwährende experimentelle Überprüfung der Resultate. Viele der
Kompetenzen, die heute in der bildungspolitischen Diskussion und durch
die Bildungsstandards gefordert werden, entwickeln wir bei der Vorbereitung
des Wettbewerbs schon seit langer Zeit. Über die Forschungsaufgaben,
die Auswahl der Teammitglieder und den Ablauf des Turniers wird
in meinem Vortrag berichtet.
Plenarvortrag PV XI Mi 15:45 Aula
Schülerforschungszentrum – eine außerunterrichtliche Förderung
des naturwissenschaftlichen Nachwuchses — •Rudolf
Lehn — Schülerforschungszentrum am Störck-Gymnasium, Liebfrauenstraße
1, 88348 Bad Saulgau — Träger des Georg-Kerschensteiner-Preises
In der süddeutschen Kleinstadt Bad Saulgau hat die Förderung des
Physiknachwuchses eine lange Tradition. Seit mehreren Jahren zeichnet
sich das Schülerforschungszentrum (SFZ) als erfolgreiche Talentschmiede
des naturwissenschaftlichen Schülernachwuchses aus. Die Basis des
SFZ bildet das International Young Physicists’ Tournament (IYPT). Das
Forschungszentrum ist zu einer bedeutenden Wissensbörse und einem attraktiven
überregionalen Forschungszentrum für neugierige Jugendliche
und außerdem zu einer engen Kontaktstelle zu den Universitäten geworden.
Künftig werden im SFZ auch die Kinder der Grundschule im Fokus
sein. Ihre ursprüngliche Neugier soll aufgenommen, gefestigt und im Unterricht
berücksichtigt werden.
Plenarvortrag PV XII Mi 16:20 Aula
Charakterisierung von Tunnelmagnetowiderstands (TMR)-
Elementen mit magnetostriktiver Messschicht - Eine neue
Generation von Dehnungssensoren — •S. Dokupil, M.
Löhndorf und E. Quandt — Stiftung caesar, Ludwig-Erhard-Allee
2, 53175 Bonn — Trägerin des Georg-Simon-Ohm-Preises
Dehnungssensoren kommen überwiegend in den Bereichen des
Maschinenbaus, der Automobilindustrie, Mess- und Medizintechnik zum
Einsatz. Eine neue Generation von Dehnungssensoren konnte durch die
Kombination von Tunnelmagnetowiderstandselementen, die schon aus
der magnetischen Speichertechnologie (MRAM) bekannt sind, und magnetostriktiven
Messschichtmaterialien geschaffen werden [1]. Diese Art
von Sensor ist zur Bestimmung mechanischer Größen, wie z.B. Druckoder
Zugspannungen, vorgesehen. Der wichtigste Vorteil gegenüber
herkömmlichen Dehnmessstreifen oder piezoresistiven Dehnungssensoren
ist eine erheblich größere Empfindlichkeit (Verstärkungsfaktoren von
300-600). Zusätzlich besteht die Möglichkeit zur Massenproduktion
auf unterschiedlichen Substraten mittels Standardtechnologien der
Mikrosystemtechnik, z. B. können 10000 Sensorelemente auf einem 4”
Wafer untergebracht werden. Die Integration der Sensorstrukturen in
CMOS-Prozesse ist angestrebt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene magnetostriktive TMR-

Sensoren im Hinblick auf die Auswahl der magnetostriktiven Schicht
und der Größe und Gestalt der Tunnelbarriere charakterisiert. Dazu
wurden neben Vibrationsmagnetometer-Messungen im wesentlichen 4-
Punkt-Biegemessungen im Magnetfeld durchgeführt. Die nach einem
energetischen Modell erwarteten Abhängigkeiten vom Vorzeichen der
Magnetostriktion wie auch von der mechanischen Spannung sowie der
Einfluss der Formanisotropie konnte experimentell nachgewiesen werden.
Durch spezielle Orientierung der magnetischen leichten Richtung konnten
ferner Sensoren realisiert werden, die sowohl auf Druck- als auch auf
Zugspannung sensitiv sind. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden
mit denen von alternativen magnetostriktiven Dehnungssensoren verglichen
und im Hinblick auf potentielle Anwendungen diskutiert.
Das Projekt wird von dem Bundesministerium für Bildung und Forschung
(BMBF) unterstützt (Förderungsnummer: 13N8492).
[1] M. Löhndorf, S. Dokupil, M. Rührig, J. Wecker, E. Quandt: Characterization
of magnetic tunnel junctions (MTJ) with magnetostrictive free
layer materials, J. Magn. Magn. Mat., in press (2003).
Plenarvortrag PV XIII Mi 16:50 Aula
Korngrenzen Mechanik – Neue Ansätze zur Beeinflussung der
Mikrostruktur — •Myrjam Winning — Institut für Metallkunde
und Metallphysik, RWTH Aachen, Kopernikusstr.14, 52056 Aachen —
Trägerin des Hertha-Sponer-Preises
Die Bewegung der Korngrenzen ist der fundamentale Prozess der Rekristallisation
und des Kornwachstums, um die Gefügeentwicklung eines
Materials zu steuern ist es notwendig, die Mechanismen, die die Korngrenzenbewegung
bestimmen, zu verstehen und so zu quantifizieren, dass
daraus Modelle entwickelt werden können, die die Mikrostrukturentwicklung
während wichtiger technischer Prozesse wie Umformung und Rekristallisation
beschreiben und das Materialverhalten sowie die Werkstoffeigenschaften
voraussagen können.
Die Dynamik von Korngrenzen hängt von einer Vielzahl von Parametern
ab, insbesondere die treibende Kraft spielt eine wichtige Rolle,
da sie den Prozess der Korngrenzenbewegung aktiviert. Neuere Experimente
zeigen, dass es möglich ist, ebene Korngrenzen mit Hilfe einer
mechanischen Spannung, welche von aussen auf die Korngrenzen aufgebracht
wird, zu bewegen. Der Bewegungsmechanismus ist dabei mit der
Bewegung der strukturellen Versetzungen in der Korngrenze korreliert.
Besonders wichtig für die Mikrostrukturentwicklung ist dabei, dass neben
Kleinwinkelkorngrenzen auch Großwinkelkorngrenzen mit mechanischen
Spannungen wechselwirken können, und dass es einen sehr scharfen
Übergang von Kleinwinkel- zu Großwinkelkorngrenzen gibt.
Plenarvortrag PV XIV Mi 17:20 Aula
Exotische Kerne auf die Waage gestellt — •Klaus Blaum —
CERN, Division EP, CH-1211 Genf 23, Schweiz und GSI, D-64291 Darmstadt,
Deutschland — Träger des Gustav-Hertz-Preises
Die Masse eines Atoms bzw. Atomkerns ist einzigartig wie ein
Fingerabdruck und daher eine der fundamentalsten Größen in der
Atom- und Kernphysik. Neben der eindeutigen Identifizierung machen
Präzisionsmassenmessungen an kurzlebigen Nukliden Kernstruktureffekte
sichtbar, legen die Grenzen der Stabilität genauer fest und erlauben,
Kernmodelle zu testen und ihre Vorhersagekraft zu verbessern. Die
Bestimmung der Q-Werte übererlaubter β-Zerfälle stellt einen wichtigen
Beitrag dar zum Test der schwachen Wechselwirkung und der Unitarität
der Cabibbo-Kobayashi-Maskawa-Matrix und damit eine Überprüfung
des Standardmodels. Darüber hinaus ist die Kenntnis der Massen von
Kernen fernab der Stabilität wichtig, um Nukleosyntheseprozesse in der
Astrophysik zuverlässig modellieren zu können.
Zur Bestimmung der Bindungsenergien kurzlebiger Radionuklide
wird am on-line Isotopenseparator ISOLDE/CERN das Penningfallen-
Massenspektrometer ISOLTRAP eingesetzt. Die Massenmessung der gespeicherten
Ionen erfolgt durch Messung der Zyklotronfrequenz in einem
homogenen Magnetfeld. Mit ISOLTRAP können Atommassen von Radionukliden,
die nur in geringsten Mengen von 100 Ionen pro Sekunde
produziert werden und nur eine Halbwertszeit von wenigen 10 ms
haben, mit einer Genauigkeit von 1 · 10 −8 bestimmt werden. Das hohe
Auflösungsvermögen von ISOLTRAP von bis zu 10 Millionen ermöglichte
kürzlich, einen isomerenreinen Ionenstrahl zu präparieren, was neuartige
Experimente ermöglicht. Zudem wurden Kohlenstoffcluster als Referenzmassen
eingeführt, die erstmals absolute Massenmessungen gegen den
mikroskopischen Massenstandard erlauben. Die wichtigsten ISOLTRAP-
Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.
3
Plenarvortrag PV XV Mi 20:00 Aula
Wo Einstein nicht recht hatte und trotzdem Wichtiges sagte
— •Anton Zeilinger — Institut für Experimentalphysik, Universität
Wien und Institut für Quantenoptik und Quanteninformation der
Österreichischen Akademie der Wissenschaften
Albert Einstein kritisierte die Quantenphysik aus verschiedenen
Gründen. Zum einen erkannte er sehr früh, dass der Zufall bei Quantenphänomenen
eine völlig neue Rolle spielt. Sein Ausppruch ” Gott
würfelt nicht“ ist ja sehr bekannt. Des weiteren verwendete er Argumente
aufbauend auf die von Schrödinger so benannte ” Verschränkung“
von Quantensystemen, um zu argumentieren, dass die Quantenphysik
unvollständig sei. Heute wissen wir, dass Einstein hier nicht Recht hatte.
Nicht nur dies, der Zufall und die Verschränkung spielen eine zentrale
Rolle in neuen Ideen zur Informationsübertragung und Informationsverarbeitung,
etwa in Quantenkryptographie, in Quantenteleportation und
beim Quantencomputer. Einstein ist allerdings zugute zu halten, dass er
mit seiner Kritik die wohl tiefsten Fragen der Modernen Physik für unser
Weltverständnis aufwarf.
Plenarvortrag PV XVI Do 09:00 Aula
From molecules to planets: the importance of molecular processes
in space — •Ewine F. van Dishoeck — Leiden Observatory,
P.O. Box 9513, 2300 RA Leiden, The Netherlands
More than 120 different molecules have been detected in interstellar
space, ranging from simple species like H2 and CO to fairly complex organic
molecules such as CH3OCH3, C2H5CN and certain classes of polycyclic
aromatic hydrocarbons.
In this talk, an overview will be given of recent observations of
molecules, both in the gas and in the solid state, using new facilities in
space and on the ground at optical, infrared and millimeter wavelengths.
The results will be discussed in the context of the gas-phase and gasgrain
processes occurring at the extremely low temperatures and densities
in space. In addition, the use of molecules to trace the formation of
new stars and planetary systems deep inside the dark molecular clouds
is illustrated.
The importance of complementary laboratory and theoretical chemistry
studies in emphasized. The prospects for future facilities such as
the Atacama Large Millimeter Array, the Herschel Space Observatory,
and the James Webb Space Telescope (the successor of the Hubble Space
Telescope) will be discussed.
[1] van Dishoeck et al. 2003, Messenger 113, 49
[2] Pontoppidan et. al. 2003, Astron. Ap. 408, 981
[3] See http://www.strw.leidenuniv.nl/ ewine/e-prints/ for recent papers
and reviews.
Plenarvortrag PV XVII Do 09:45 Aula
Atomphysik in starken Laserfeldern — •Wolfgang Sandner —
Max-Born-Institut, Max-Born-Str. 2a, 12489 Berlin
Die Entwicklung von Kurzpulslasern zu immer höheren Spitzenleistungen
und Intensitäten ist seit mehr als einem Jahrzehnt eines der dynamischsten
Gebiete weltweit; ein Ende aufgrund physikalischer Grenzen
ist nicht unmittelbar in Sicht. Heutige Spitzenintensitäten liegen jenseits
von 10 20 W/cm 2 , entsprechend elektrischen Feldstärken von über 10 11
V/cm oder 100 atomaren Einheiten. Die Wechselwirkung solcher externer
Felder mit komplexen Vielteilchensystemen wie Atomen oder Molekülen,
deren interne Bindungsfeldstärken innerhalb einzelner Teilchen
den Bereich von 1 bis über 1000 atomaren Einheiten überdecken können,
ist ein hochaktuelles Gebiet nichtlinearer Dynamik. Es wird zusätzlich
beeinflusst durch Stöße mit freien oszillierenden Elektronen mit bis zu relativistischer
Energie. Die Experimente wurden in den letzten Jahren revolutioniert
durch differentielle Spektroskopietechniken aus der Stoßphysik,
kombiniert mit neuen Entwicklungen aus der Laserphysik höchster
Intensitäten und phasenkontrollierter Wenig-Zyklen-Pulse. Die Analyse
der Ionisationsprozesse zeigt die enge Verflechtung atomarer Dynamik
und Korrelation in zeitabhängigen externen Feldern mit lasergetriebenen
Elektron-Ion-Stößen. Die Ergebnisse können mit modernen theoretischen
Methoden einschließlich der Quantentrajektorien- Analysen interpretiert
werden.
Plenarvortrag PV XVIII Do 19:00 Aula
Technoscience and Ethical Questions in the New Century —
•John Ziman — Oakley, Aylesbury, Bucks, England
Science is still advancing phenomenally. There’s no saying what physicists
will discover and/or invent. Go for it: enjoy the age-old problemsolving
game. But the new century brings new rules to the search for

knowledge. As projects become larger, more multidisciplinary, more technological,
more ’relevant’, they pose serious ethical questions. Are the
goals of the research morally acceptable? Is it being funded by a reputable
institution? Who, amongst a diversity of colleagues, is responsible
for its technical integrity? Will it be conducted honestly? Might its methods
infringe human rights? Will its findings be treated fairly? And so on.
’Technoscience’ contributes amazingly to our civilisation. But it is entangled
in a dynamic web of conflicting interests - commercial, political,
ideological, legal, humanitarian, etc. The value of authentic scientific
knowledge to society depends on its independence from all such influences.
Good research is not cheap, so there is no return to the ivory
tower. The big ethical question for science - and scientists - is how they
can now preserve their hard-won reputation for social, moral and intellectual
objectivity.
[1] Ziman, J. M.: Real Science: What it is and what it means. (Cambridge:
2000).
Plenarvortrag PV XIX Fr 09:00 Aula
Laserspektroskopie an isolierten Basenpaaren und Peptiden —
•Karl Kleinermanns — Heinrich Heine Universität, Universitätsstr.
26.43.02, D-40225 Düsseldorf
Das Verhalten biologischer Systeme folgt aus den Eigenschaften ihrer
wichtigsten Bausteine und deren Zusammenspiel. In den letzten Jahren
hat das Studium isolierter Biomoleküle und ihrer Dynamik durch
die Weiterentwicklung der Laserdesorption in Kombination mit adiabatischer
Abkühlung in Düsenstrahlen und laserspektroskopischen Doppelresonanzmethoden
einen starken Aufschwung erfahren. Im Vortrag werden
diese Methoden erläutert und ihre Anwendung auf Tautomerie und
Konformerenbildung, elektronische Zustände, Schwingungsdynamik und
Reaktivität am Beispiel der vier Nukleobasen, ihrer Basenpaare sowie der
Faltung kleiner Peptide gezeigt.
[1] ” Pairing of isolated nucleic-acid bases in the absence of the DNA backbone“,
Eyal Nir, Karl Kleinermanns Mattanjah S. de Vries, NATURE,
Vol. 408, 21/28 December 2000
[2] Properties of isolated DNA bases, base pairs and nucleosides examined
by laser spectroscopy, E. Nir, Ch. Plützer, K. Kleinermanns, M. de
4
Vries, Eur. Phys. J. D. 2002, 20, 317-329
[3] ” Tautomers and electronic states of jet-cooled adenine investigated by
double resonance spectroscopy“, Chr. Plützer, K. Kleinermanns, Phys.
Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 4877-4882
[4] ” REMPI and UV-UV double resonance spectroscopy of tryptophan
ethylester and the dipeptides tryptophan-serine, glycine-tryptophan and
proline-tryptophan“, I. Hünig, K. Kleinermanns, Chem. Phys. Lett. 2003,
369, 173-179
Plenarvortrag PV XX Fr 09:45 Aula
Biological systems as nano-engineered systems — •Steven Chu
— Physics Department, Stanford University, USA
The study of biological systems at the molecular scale may teach us
lessons that may be useful for nano-scale engineering: many of the molecular
scale systems found in biology are impressive. Given the billions of
years of development time for bugs (bacteria) to engineer the ”bugs”
out of their systems, it may worthwhile to learn about how biology goes
about its business at the molecular scale. I will describe biology solutions
to two engineering challenges: how an enzyme efficiently cleaves a covalent
bond [1], and how the ribosome is able to accurately read messenger
RNA and translate this message into the string of amino acid chains that
fold into a protein [2].
In order to develop a mechanistic understanding of these biological
systems function, we used fluorescence microscopy with photon counting
sensitivity to follow the internal motion of individual bio-molecules and
how they interact with other molecules. The ability to observe transient
states and dynamical fluctuations have enabled us to discover new biological
states and link the wealth of structural and biochemical data to
create mechanistic models of enzyme activity.
[1] The Relationship between Structural Dynamics and Function of a
RNA enzyme - A Single Molecule Study of the Hairpin Ribozyme, Xiaowei
Zhuang, Harold Kim, Miguel Pereira, Hazen P. Babcock, Nils Walter,
Steven Chu, Science 296, 1473-1476 (2002).
[2] Unpublished work done with Scott Blanchard, Ruben Gonzales,
Harold Kim, and Jody Puglisi.

Hauptvorträge
ATOMPHYSIK (A)
Prof. Dr. Horst Schmidt-Böcking
Institut für Kernphysik
Universität Frankfurt
August-Euler-Straße 6
60486 Frankfurt
E-Mail: schmidtb@hsb.uni-frankfurt.de
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsäle HS 132 und HS 133)
A I Di 11:00 (HS 133) Multiphotonen-Ionisation von Atomen und Molekülen mit VUV-FEL
Strahlung, R. Moshammer
A II Di 11:30 (HS 133) High Resolution Imaging of Microscopic, non-Translation Periodic Objects
using Coherent X-rays, Edgar Weckert
A III Di 12:00 (HS 133) Grundlagen und Anwendung von zeitaufgelöster Röntgenstreuung,
S. Techert
A IV Di 12:30 (HS 133) Generating hot solids at Gbar pressure with DESY XFEL beams,
J. Meyer-ter-Vehn
A V Do 11:00 (HS 133) Photoionisation als Struktursonde von delokalisierten Elektronen in Fullerenen,
B. Langer
A VI Do 11:30 (HS 133) Photorekombination der schwersten Wenigelektronensysteme –
Präzisionspektroskopie im ” Dunkeln“, Carsten Brandau
A VII Do 12:00 (HS 133) Dynamik ultrakalter Rydberggase und Plasmen, Thomas Pattard
A VIII Do 12:30 (HS 133) Hoch ionisiert und was nun? - Von elektronischen Kurzzeitprozessen bis
zu Strahlenschäden durch schnelle Schwerionen, Gregor Schiwietz
A IX Fr 11:00 (HS 133) Edelgascluster in kurzen intensiven Laserpulsen, Ulf Saalmann
A X Fr 11:30 (HS 133) Quantenkontrolle in intensiven phasenmodulierten Laserpulsen,
Matthias Wollenhaupt, Andreas Assion, Andreas Präkelt, Cristian Sarpe-Tudoran,
Dirk Liese, Oksana Graefe, Christian Horn, Marc Winter, Thomas Baumert
A XI Fr 12:00 (HS 133) Status of PHELIX laser and first experiments, S. Borneis, R. Bock, E. Brambrink,
H. Brand, J. Caird, E. M. Campbell, E. Gaul, W. Geithner, S. Goette, C.
Haefner, T. Hahn, H. M. Heuck, D.H.H. Hoffmann, D. Javarkova, H.-J. Kluge, T.
Kuehl, S. Kunzer, T. Merz, P. Neumayer, M. D. Perry, D. Reemts, M. Roth, S. Samek,
G. Schaumann, F. Schrader, W. Seelig, A. Tauschwitz, R. Thiel, D. Ursescu,
P. Wiewior, U. Wittrock
A XII Fr 12:30 (HS 133) Femto-Sekunden-Kohärenzanalyse der Zwei-Photonen-Strahlung des metastabilen
Wasserstoffs, Hans Kleinpoppen
Fachsitzungen
A 1 Elektronenstreuung und Rekombination Mo 11:00–12:45 HS 132 A 1.1–1.7
A 3 Kalte Atome in Fallen Mo 14:00–15:15 HS 132 A 3.1–3.5
A 5 Neue Aspekte der Atomphysik I Mo 16:30–18:00 HS 132 A 5.1–5.6
A 7 Cluster Di 11:00–12:15 HS 132 A 7.1–7.5
A 9 Poster 1 Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 A 9.1–9.31
A 10 Atomspektroskopie I Di 14:30–16:15 HS 133 A 10.1–10.7
5

A 11 Photoionisation I Di 16:30–18:15 HS 132 A 11.1–11.7
A 12 Atomspektroskopie II Di 16:30–18:15 HS 133 A 12.1–12.6
A 13 Ion-Atom/Molekuel/Ion-Stoesse Do 11:00–12:30 HS 132 A 13.1–13.6
A 15 Poster 2 Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 A 15.1–15.36
A 16 Multiphotonionisation I Do 14:00–16:00 HS 133 A 16.1–16.7
A 17 Fallen und Kuehlung Do 16:30–18:30 HS 132 A 17.1–17.8
A 18 Multiphotonionisation II Do 16:30–18:15 HS 133 A 18.1–18.7
Mitgliederversammlung des Fachverbands Atomphysik
Di 14:00–14:30 HS 133
Mitgliederversammlung des Fachverbandes Atomphysik
1.Bericht des Fachverbandleiters
2.DPG-Tagungen 2005-7
3.ECAMP in Rennes, Juli 2004
Verschiedenes
Anregungen fuer weitere Topics bitte an den Fachverbandleiter
6

Hauptvortrag A I Di 11:00 HS 133
Multiphotonen-Ionisation von Atomen und Molekülen mit
VUV-FEL Strahlung — •R. Moshammer — Max-Planck-Institut
für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg
Die unmittelbar bevorstehende Inbetriebnahme des freien Elektronen
Lasers (FEL) bei DESY in Hamburg zur Erzeugung extrem intensiver
und kohärenter Strahlung im VUV-Bereich wird ein gänzlich neues
Fenster zur Untersuchung nicht-linearer Licht-Atom Wechselwirkungen
eröffnen. Während Ionisations- und Anregungsreaktionen von Atomen
(und Molekülen) durch Absorption eines Photons bereits seit langem
Gegenstand intensiver Forschung an Synchrotrons sind, können echte
Multiphotonen-Prozesse erst seit Kurzem durch den Einsatz von Kurzpulslasern
bei Wellenlängen im Sichtbaren untersucht werden. Der atomphysikalisch
besonders interessante Bereich von Photonenenergien zwischen
einigen eV bis hin zu keV war bisher nicht zugänglich. Diese Lücke
wird durch den VUV-FEL geschlossen werden. Dann wird es unter anderem
möglich sein z.B. die Ionisation mehrerer Elektronen durch gleichzeitige
Absorption von genau zwei Photonen zu studieren. Im Vortrag
werden die am FEL geplanten Experimente vorgestellt sowie mögliche
Reaktions-Mechanismen diskutiert.
Hauptvortrag A II Di 11:30 HS 133
High Resolution Imaging of Microscopic, non-Translation Periodic
Objects using Coherent X-rays — •Edgar Weckert —
HASYLAB at DESY, 22603 Hamburg
Imaging in the nano or micro world is one of the most essential diagnostics
tool needed for any science dealing with objects in that size
regime. For samples smaller than 1 µm, with some limitations, electron
microscopy is in general the probe of choice if also the interior of these
objects should be investigated at very high resolution. X-ray micro tomography
is able to investigate much larger samples down to a spatial
resolution slightly better than 1 µm. Further developments in that field
are expected but from a theoretical point of view this method will be
limited to about 10-20 nm resolution at best due to the need of X-ray
optics, which is limited in numerical aperture. A further increase in resolution
will only be possible by imaging techniques not using any optics
on the detection side, called lensless imaging. Prerequisite to this technique
is the availability of coherent X-ray radiation which is already now
available at very small fluxes from the highest brilliant third-generation
synchrotron radiation sources and which will be the domain of the Xray
free electron laser. In contrary to crystals non-translation periodic
objects give rise to a continuous diffraction pattern if illuminated with
coherent X-rays. From such a diffraction pattern it is quite straight forward
to reconstruct the scattering density if sampled higher than the
Nyquist frequency. This technique is at present under development. The
achievable resolution will be limited by the total dose tolerated by the
sample. For such objects, if they can be produced in an identical configuration
and in large numbers, the short pulses of the XFEL open another
window for imaging. Since most radiation damage processes have little
chances to manifest themselves during the 100 fs pulse duration of a
XFEL each object can be exposed to a significantly higher dose during a
single focussed pulse. It is planned to reconstruct the total continuous 3D
diffraction pattern of such systems from the individual diffraction images
of a large number of identical objects exposed at different orientations.
Present theoretical studies try to explore the lower limit in sample size
(single cell, virus particle, ...) and upper limit in resolution that can be
achieved under such conditions.
Hauptvortrag A III Di 12:00 HS 133
Grundlagen und Anwendung von zeitaufgelöster Röntgenstreuung
— •S. Techert — Max-Planck Institut für Biophysikalische
Chemie, Abt. Spektroskopie und Photochemische Kinetik, 37070
Göttingen
Die Struktur kurzlebiger, elektronisch angeregter Moleküle wird mittels
zeitaufgelöster Röntgenstreuung untersucht, bei der die Strukturfaktoren
eines Systems als Funktion der Zeit bestimmt werden. Da diese Methode
Aussagen über strukturelle Änderungen gibt, ist sie komplementär
zu zeitaufgelösten optischen Methoden, wo die Energie eines Systems als
Funktion der Zeit untersucht wird. Wendet man sich reaktionsdynami-
Hauptvorträge
7
schen Prozessen zu, ist der Gegenstand von Untersuchungen die Charakterisierung
der Reaktionskoordinate, welche die Änderungen der Atompositionen
während einer Reaktion zusammenfasst. Aussagen über diese
lassen sich nur dann aus spektroskopischen Messungen gewinnen, wenn
die Potentialenergiehyperfläche des zu untersuchenden Systems bekannt
ist, die wiederum nur theoretisch simuliert werden kann. Durch zeitaufgelöste
Röntgenstreuung lassen sich Informationen über den Verlauf einer
Reaktion erhalten, die so aus spektroskopischen Experimenten alleine
nicht gewonnen werden können und demnach solche ergänzen.
Hauptvortrag A IV Di 12:30 HS 133
Generating hot solids at Gbar pressure with DESY XFEL
beams — •J. Meyer-ter-Vehn — Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Garching
Experimental configurations are discussed to study hot dense matter
physics and plasma soft X-ray lasers with very intense XFEL beams at
DESY in Hamburg. Already the 100 fs XUV pulses, becoming available
with photon energies of 20 - 200 eV in 2004/5, may reach intensities up
to 1018 W/cm 2 when focussed to spots of 1 µm diameter. They will generate
thin layers of uniform solid-density plasma with temperatures up to
1 keV and Gbar pressures and allow to investigate the phase diagram of
hot dense matter in a wide density and temperature range, not accessible
so far for high-precision measurements. In addition to target heating,
scattered photons will provide detailed information on the structure of
the generated plasma. During the 100 fs interaction time, the target material
will be in an extreme state of non-equilibrium. Here we present
theoretical investigations showing that the XUV pulses can be used as
pumps to demonstrate He-α laser schemes for the first time.
Hauptvortrag A V Do 11:00 HS 133
Photoionisation als Struktursonde von delokalisierten Elektronen
in Fullerenen — •B. Langer — Max-Born-Institut für Nichtlineare
Optik und Kurzzeitspektroskopie, Max-Born-Str. 2A, D-12489
Berlin
Die Örtliche Verteilung von delokalisierten Elektronen ist im
allgemeinen einer experimentellen Bestimmung nur schwer zugänglich.
Erst in jüngster Zeit hat sich gezeigt, daß für eine bestimmte Klasse
von Clustern, aber insbesondere für Fullerne, eine derartige Analyse
möglich ist. Die spezifische Potentialstruktur dieser Fullerene gibt Anlaß
zu charakteristischen Oszillationen in den partiellen Photoionisations–
Wirkungsquerschnitten der äußeren Valenzschalen, die Informationen
über die Verteilung der delokalisierten Elektronen im reziproken
Fourier–Raum enthalten. Dies wurde kürzlich für C60 [1] gezeigt. Eine
analoge Untersuchung an C70 wurde mit dem Ziel durchgeführt, zu
prüfen, inwieweit diese Methode auf dieses nicht vollkommen sphärische
Molekül übertragbar ist. Die Messungen zeigen, daß die Methode in
der Tat auf eine weitere Gruppe von Fullerenen anwendbar ist, wobei
gerade die spezifischen Unterschiede zwischen C60 und C70 in den
charakteristischen Oszillationen zutage treten.
[1] A. Rüdel, R. Hentges, U. Becker, H. S. Chakraborty, M. E. Madjet,
and J. M. Rost, Phys. Rev. Lett., 89, 125503 (2002) and references therein.
Hauptvortrag A VI Do 11:30 HS 133
Photorekombination der schwersten Wenigelektronensysteme –
Präzisionspektroskopie im ” Dunkeln“ — •Carsten Brandau —
Justus-Liebig-Universität, D-35392 Giessen
In diesem Beitrag werden Ergebnisse zur dielektronischen Rekombination
(DR) Li-artiger (Au 76+ , Pb 79+ und U 89+ ) und H-artiger (Xe 53+ )
Ionen vorgestellt, die am Elektronenkühler des Schwerionenspeicherrings
ESR der GSI gewonnen wurden. In den letzten Jahren wurde die Untersuchung
der atomaren Struktur sehr schwerer hochgeladener Ionen mit
Hilfe der DR zu einer leistungsfähigen Alternative zur optischen Spektroskopie
entwickelt. Unter Variation der Relativenergie zwischen Elektronen
und Ionen weist man nicht Photonen, sondern die durch resonanten
Elektroneneinfang umgeladenen Ionen nach. Die Bestimmung von
DR-Ratenkoeffizienten auf einer absoluten Skala ermöglicht dabei einen
tiefen Einblick in die Reaktionsdynamik. Bedingt durch die exzellente
Energieauflösung bis hinunter zur natürlichen Linienbreite erreicht man

mit Hilfe der DR für die untersuchten Systeme eine Präzision, die es erlaubt,
QED in starken Feldern auf einem Niveau von besser als 0,2% der
radiativen Korrekturen zu überprüfen. Darüber hinaus weisen die Messungen
eine hohe Sensitivität auf den Kernladungsradius auf [1,2]. Erstmals
erschloss sich durch Experimente mit einem stochastisch gekühlten
Xe 53+ -Ionenstrahl auch der Bereich hoher Relativenergien (≈ 20 keV),
bei denen die Rekombination über eine dielektronische Anregung der K-
Schale verläuft.
[1] C. Brandau et al., Phys. Rev. Lett. 89 (2002) 053201.
[2] C. Brandau et al., Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 073202.
Hauptvortrag A VII Do 12:00 HS 133
Dynamik ultrakalter Rydberggase und Plasmen — •Thomas
Pattard — MPI für Physik komplexer Systeme, Nöthnitzer Str. 38,
01187 Dresden
Die experimentellen Techniken zum Kühlen und Einfangen neutraler
Atome sowie deren gezielter Manipulation haben in den letzten Jahren gewaltige
Fortschritte gemacht und damit der Atomphysik einen ganz neuen
Bereich eröffnet. Dabei hat sich neben einer Vielzahl anderer Fragen
das Feld der ultrakalten Rydberggase und Plasmen als spannendes Gebiet
herauskristallisiert. Experimente zeigen hier eine reichhaltige Physik,
von der Erzeugung sogenannter stark gekoppelter Plasmen über Fragestellungen
der Vielteilchenphysik bis hin zur technologischen Relevanz im
Zusammenhang mit der Produktion von Antiwasserstoff. Im Vortrag werden
einige Schlüsselexperimente vorgestellt sowie der gegenwärtige Stand
unseres theoretischen Verständnisses diskutiert. Ein von uns entwickeltes
Hybrid-Verfahren erlaubt es, einerseits über ein “mean-field”-Niveau hinauszugehen
und Korrelationseffekte adäquat zu behandeln, andererseits
aktuelle Experimente über die für atomphysikalische Prozesse extrem
langen Zeiten von hunderten von Mikrosekunden zu simulieren. Es zeigt
sich, dass die Dynamik der kalten Rydberggase und Plasmen auf diese Art
weitestgehend beschrieben werden kann und wir die wesentlichen Aspekte
der entsprechenden physikalischen Mechanismen verstehen. Dennoch
verspricht auch die Zukunft Überraschungen und spannende Experimente
auf diesem Gebiet, z.B. die Coulomb-Kristallisation frei expandierender
lasergekühlter Plasmen [1].
[1] T. Pohl, T. Pattard und J. M. Rost, physics/0311131 (2003)
Hauptvortrag A VIII Do 12:30 HS 133
Hoch ionisiert und was nun? - Von elektronischen Kurzzeitprozessen
bis zu Strahlenschäden durch schnelle Schwerionen
— •Gregor Schiwietz — Hahn-Meitner-Institut Berlin, Abt. SF4,
Glienicker Str. 100, 14109 Berlin
Innerhalb von Festkörpern können elektronische Anregungen durch
schnelle Schwerionen zu permanenten Materialänderungen, so genannten
Ionenspuren, führen. Dies sind zylinderförmige chemische oder strukturelle
Defekte deren Aspektverhältnisse 1:1000 überschreiten können.
Im Vortrag wird dargelegt, wie man durch Auger-Elektronenund
Sekundärionen-Spektroskopie unter Ultrahochvakuum-Bedingungen
Schnappschüsse der Zeitenwicklung solcher Ionenspuren aufnimmt. Dabei
lassen sich die Versuchsbedingungen so wählen, dass Ionen als
wohldefinierte starke Anregungsquellen, vergleichbar mit fokussierten
XFEL-Pulsen oder auch mit Ionen unter Einzelstoßbedingungen, extrem
nichtlineare Anregungen im Festkörper bewirken. Dies kann bis zur
vollständigen Ionisation aller Atome entlang des Projektilpfades reichen
und führt zur Ausbildung eines heißen Plasmas in der Ionenspur. Die
entsprechenden Neutralisations- und Rekombinationsschritte im Elektronensystem
sind stark von der Festkörperstruktur abhängig und legen die
atomaren Umordnungsmechanismen fest.
Hauptvortrag A IX Fr 11:00 HS 133
Edelgascluster in kurzen intensiven Laserpulsen — •Ulf Saalmann
— Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, Nöthnitzer
Str.38, 01187 Dresden
Edelgascluster zeigen in Experimenten eine außerordentlich effektive
Absorption von Energie aus kurzen intensiven Laserpulsen im Bereich
optischer Wellenlängen. Wir diskutieren die Mechanismen dieser Absorption
auf Grundlage mikroskopischer Untersuchungen der Dynamik
von Elektronen und Ionen in Clustern mit bis zu 1000Atomen. Die beobachtete
kollektive Dynamik der Elektronen im expandierenden Cluster
ermöglicht eine resonante Absorption. Sie kann durch das einfache
Modell eines gedämpften und getriebenen harmonischen Oszillators charakterisiert
werden und erlaubt die Abgrenzung zur Ionisationsynamik
in sehr kleinen oder sehr großen Clustern [U.Saalmann and J.-M.Rost,
8
Phys.Rev.Lett. 89 (2002)143401].
Desweiteren geben wir einen Ausblick auf das Verhalten von Clustern
in intensiven Lasern im Röntgenbereich (Xfels). Überraschenderweise
zeigen kleine Cluster hier eine geringere Ionisationsrate als einzelne Atome
[U.Saalmann and J.-M.Rost, Phys.Rev.Lett. 91 (2003)223401].
Hauptvortrag A X Fr 11:30 HS 133
Quantenkontrolle in intensiven phasenmodulierten Laserpulsen
— •Matthias Wollenhaupt, Andreas Assion, Andreas
Präkelt, Cristian Sarpe-Tudoran, Dirk Liese, Oksana Graefe,
Christian Horn, Marc Winter und Thomas Baumert —
University of Kassel, Institute of Physics and Center for Interdisciplinary
Nanostructure Science and Technology (CINSaT), Heinrich-Plett-Str.
40, D-34132 Kassel, Germany
Die Mechanismen der Quantenkontrolle in intensiven phasenmodulierten
Femtosekunden-Laserpulsen werden mit Hilfe der Zweiphotonenionisation
resonant angeregter K (4p ← 4s) Atome und Nachweis zeitaufgelöster
Photoelektronenspektren untersucht. Elektronen im intensiven
phasenmodulierten Laserfeld zeigen eine ungewöhnliche Dynamik, beispielsweise
die selektive Besetzung einzelner ”dressed states” oder ”Immunität”
der Besetzung gegenüber der Wechselwirkung mit intensiven
(10 12 W/cm 2 ) resonanten Laserpulsen. Derartige Effekte beruhen auf
dem subtilen Wechselspiel der quantenmechanischen und optischen Phase.
Da die quantenmechanische Phase angeregter Zustände einen charakteristischen
Fingerabdruck im Photoelektronenspektrum hinterlässt,
wird einerseits die quantenmechanische Phase als Funktion der Pulsform
beobachtet (open loop) und andererseits als Rückkopplungssignal
für die Steuerung durch geformte Laserpulse verwendet (closed loop).
Anschauliche physikalische Interpretationen der Ergebnisse (Quanteninterferenzen,
”dressed states”, Bloch Vektor) werden gegeben und die Allgemeingültigkeit
der Quantenkontrollmechanismen diskutiert.
Hauptvortrag A XI Fr 12:00 HS 133
Status of PHELIX laser and first experiments — •S. Borneis 1 ,
R. Bock 1 , E. Brambrink 1,2 , H. Brand 1 , J. Caird 3 , E. M. Campbell
4 , E. Gaul 5 , W. Geithner 1 , S. Goette 1 , C. Haefner 1 , T.
Hahn 1 , H. M. Heuck 1,6 , D.H.H. Hoffmann 1,2 , D. Javarkova 1 , H.-
J. Kluge 1 , T. Kuehl 1 , S. Kunzer 1,7 , T. Merz 1,2 , P. Neumayer 1 ,
M. D. Perry 4 , D. Reemts 1 , M. Roth 1,2 , S. Samek 1,8 , G. Schaumann
1,2 , F. Schrader 1 , W. Seelig 2 , A. Tauschwitz 1 , R. Thiel 1 ,
D. Ursescu 1 , P. Wiewior 1,9 , and U. Wittrock 6 — 1 Gesellschaft
fuer Schwerionenforschung (GSI), Darmstadt — 2 Technical University of
Darmstadt — 3 Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore,
USA — 4 General Atomics, San Diego, USA — 5 University of
Texas, Austin, USA — 6 FH Muenster — 7 FH Darmstadt — 8 University
of Krakow, Poland — 9 Julius-Maximilians University of Wuerzburg
GSI Darmstadt currently builds a 1 Kilojoule/1 Petawatt laser system
- PHELIX - in close collaboration with the Lawrence Livermore National
Laboratory (LLNL) and the CEA in France. With PHELIX GSI will
offer to the science community the world-wide unique combination of a
high-current, high-energy (GeV/u) heavy-ion beam with an intense laser
beam. This will open the door to a variety of fundamental science issues
in the field of atomic physics, plasma physics and nuclear physics. We
will report the current status of the project as well as the laser architecture
that is based on 31.5 cm diameter Nova and Phebus amplifiers.
First experiments will also be briefly reviewed.
Hauptvortrag A XII Fr 12:30 HS 133
Femto-Sekunden-Kohärenzanalyse der Zwei-Photonen-
Strahlung des metastabilen Wasserstoffs — •Hans Kleinpoppen
— Atomic Physics Laboratory, University of Stirling, Stirling, Scotland
und Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg 4–6,
D-14195 Berlin, Germany
Es wird über Resultate neuer Methoden zur experimentellen Analyse
des EPR-Paradoxon und der Polarisations-Kohärenz der Zwei-Photonen-
Strahlung des metastabilen, atomaren Wasserstoffs als EPR-Quelle mit
50%tiger Verletzung der Bell’schen Ungleichung berichtet.
Das zeitliche Intervall ∆t, innerhalb dessen die Zwei-Photonen-
Emission erfolgt, ist endlich (nicht simultan!), z.B. ∆t = 1.3 · 10 −15 s.
Die zu dieser Zeit korrespondierende Kohärenzlänge des Wellenpakets
der Zwei-Photonen-Strahlung ist ℓcoh = c · ∆t = 400 nm; dies
entspricht ca. einem Faktor 1.6 der Wellenlänge für das Maximum
der kontinuierlichen Zwei-Photonen-Wellenlängenverteilung. Eine neue
Theorie der Zwei-Photonen-Strahlung des metastabilen Wasserstoffs

sagt eine Kohärenzlänge von ≈ 100 nm in guter Übereinstimmung mit
der Größenordnung des gemessenen Wertes voraus.
9

Fachsitzungen
– Gruppenberichte, Kurzvorträge und Posterbeiträge –
A 1 Elektronenstreuung und Rekombination
Zeit: Montag 11:00–12:45 Raum: HS 132
A 1.1 Mo 11:00 HS 132
Dynamic Screening der 3C-Wellenfunktion bei (e,3e) an Helium
— •Jens Robin Götz 1 , Michael Walter 2 und John Briggs 1 —
1 Physikalisches Institut der Universität Freiburg, Hermann-Herder-Str.
3, D - 79104 Freiburg — 2 University of Jyväskylä, PL 35 (YFL), Finland
Durch die Verwendung von dynamic screening bei einer 3C-
Wellenfunktion für die Beschreibung des Endzustands von (e,3e) an
Helium werden Drei-Teilchen-Effekte berücksichtigt, die besonders im
Bereich der Ionisationsschwelle nicht vernachlässigt werden können.
Die so erhaltenen theoretischen Vorhersagen stimmen im Rahmen der
ersten Bornschen Näherung, bei der die Wechselwirkungen zwischen
dem ursprünglichen Projektil im Endkanal mit dem restlichen System
vernachlässigt werden, sehr gut mit dem Experiment (Dorn et al 2001
Phys. Rev. Lett. 86 3755-58) überein.
Es wird ferner untersucht, ab welcher Energie der Sekundärelektronen
die Auswirkung des dynamic screening verschwindet.
A 1.2 Mo 11:15 HS 132
Hochauflösende Messungen von DR an leichten helium- und
lithiumähnlichen Ionen — •M. Lestinsky 1 , S. Böhm 2 , S. Kieslich
2 , A. Müller 2 , R.A. Phaneuf 2 , S. Schippers 2 , M. Schnell 1 ,
D. Schwalm 1 , F. Sprenger 1 und A. Wolf 1 — 1 Max–Planck–Institut
für Kernphysik, Heidelberg — 2 Institut für Kernphysik, Justus-Liebig-
Universität, Gießen
Dielektronische Rekombination von Elektronen mit He- und Li-ähnlichen
B 3+ und B 2+ wurde mit dem neuen Elektronentarget am Heidelberger
TSR bei Stoßenergien zwischen 0 und 250eV untersucht. Zum ersten
Mal ist es damit möglich in einem Schwerionenspeicherring Elektron–
Ion–Stoßexperimente durchzuführen, während gleichzeitig der bis dato
dazu verwendete Elektronenkühler zur ausschließlichen Kühlung eingesetzt
wurde. In den ersten Experimenten mit dem Target zeigte sich bei
Stoßenergien um 120eV im Schwerpunktsystem eine Energieauflösung
von ungefähr 0.24eV. Bei diesen höheren Relativenergien werden die Resonanzbreiten
ausschließlich von der longitudinalen Temperaturkomponente
der Elektronen bestimmt. Im direkten Vergleich mit bisherigen am
Elektronenkühler durchgeführte Messungen wurde damit bei einer daraus
resultierenden longitudinalen Elektronentemperatur von 30µeV ein
Faktor drei in der Verbesserung der Elektronentemperatur erzielt.
A 1.3 Mo 11:30 HS 132
Die Elektronenwechselwirkung und Isotopieeffekte bei der
dielektronischen Rekombination in schwere Ionen — •Zoltán
Harman 1 , Roxana S¸chiopu 2 , Norbert Grün 1 und Werner
Scheid 1 — 1 Institut für Theoretische Physik, Justus-Liebig-Universität
Giessen — 2 Institut für Physik, Theoretische Elementarteilchen-Physik,
Johannes-Gutenberg-Universität Mainz
Wir untersuchen die Elektronenwechselwirkung bei dem resonanten
Einfang von Elektronen in wasserstoffartige schwere Ionen. Die vom Austausch
eines transversalen Photons stammende generalisierte Breitwechselwirkung
beschreibt Retardierungseffekte und die magnetische Wechselwirkung
zweier Dirac-Teilchen. Sie hat bei relativistischen Energien, besonders
im Bereich der KLL-Resonanzen von sehr schweren Ionen, einen
größeren Einfluß auf die Übergangsraten. Als weiteren Beitrag untersuchen
wir die Wirkung des Zweiphotonen-Austauschs auf den Querschnitt
der Rekombination.
Außerdem präsentieren wir Rechnungen zur Isotopieverschiebung der
dielektronischen Resonanzlinien beim Einfang in wasserstoff-, heliumund
lithiumähnliche Ionen. Wir zeigen, daß die Ladungsverteilung des
Atomkerns die energetische Lage der Resonanzen in Abhängigkeit von
der Kernladung, der Kernmasse und dem Rekombinationstyp beeinflußt.
10
A 1.4 Mo 11:45 HS 132
Hyperfein-Abregung des 4s4p 3 P0-Zustands von zinkähnlichem
Platin beobachtet mittels dielektronischer Rekombination —
•S. Schippers 1 , C. Brandau 1 , S. Böhm 1 , M. Grieser 2 , G. Gwinner
2 , S. Kieslich 1 , H. Knopp 1 , A. Müller 1 , R. Repnow 2 , D.
Schwalm 2 und A. Wolf 2 — 1 Justus-Liebig-Universität, 35392 Gießen
— 2 Max-Planck-Institut für Kernphysik, 69029 Heidelberg, Germany
Am Heidelberger Schwerionenspeicherring TSR wurde der Ratenkoeffizient
der dielektronischen Rekombination (DR) zinkähnlicher Pt 48+ -
Ionen bei kleinen Elektron-Ion-Relativenergien gemessen. Dabei wurde
untersucht, inwieweit die DR-Resonanzstruktur vom magnetischen
Moment des Kerns abhängt. Deutliche Unterschiede in der DR-
Resonanzstruktur wurden zwischen den Isotopen 194 Pt and 198 Pt einerseits
und dem Isotop 195 Pt andererseits beobachtet. Diese Differenzen lassen
sich durch die Präsenz einer langlebigen metastabilen 4s4p 3 P0 Komponente
der gespeicherten 194 Pt 48+ und 198 Pt 48+ -Ionenstrahlen erklären.
Bei 195 Pt, das im Gegensatz zu den Isotopen 194 Pt und 198 Pt über ein
magnetisches Moment verfügt, wird der Zerfall der metastabilen 4s4p 3 P0
Komponente im Ionenstrahl durch die Hyperfein-Wechselwirkung verursacht.
Daher ” fehlen“ im DR-Spektrum von 195 Pt 48+ die DR-Resonanzen,
die mit 4s4p 3 P0 → 4p 2 - Anregungen assoziiert sind und die in den DR-
Spektren der Isotope ohne magnetisches Kernmoment beobachtet werden.
A 1.5 Mo 12:00 HS 132
Chaotic Scattering of Cold Atoms in Optical Lattices — •S.
Mossmann, C. Schumann, and H. J. Korsch — Fachbereich Physik,
TU Kaiserslautern
Cold Atoms in a standing laserfield provide an opportunity for an
experimental realisation of Quantum Chaos. Under the influence of a
constant and time-periodic force, the system becomes classically chaotic.
Signatures of this behavior will be analysed by comparing the survival
probabilities with the results of Random Matrix Theory. The survival
probability depends extremely sensitively on the symmetries of the system
and exhibit a fractal structure with respect to the ratio of driving
frequency and intrinsic Bloch frequency.
A 1.6 Mo 12:15 HS 132
Ausbreitung Gaußscher Wellenpakete im regularisierten
Coulomb-Potential — •Tomaˇz Fabčič, Jörg Main und Günter
Wunner — Institut für Theoretische Physik 1, Universität Stuttgart,
D-70550 Stuttgart
Die zeitliche Ausbreitung Gaußscher Wellenpakete in quantenmechanischen
Systemen wird untersucht. Dies hat den Vorteil, daß nur wenige
Parameter zur Beschreibung der Wellenfunktion nötig sind, für die
man Differentialgleichungen erster Ordnung erhält. Dies ist insbesondere
in Systemen mit vielen Freiheitsgraden von Vorteil. Die Beschreibung
der tatsächlichen Wellenfunktion durch Gaußsche Wellenpakete ist für
harmonische, d.h. auch für lineare und konstante Potentiale exakt. Die
Näherung ist gut für glatte Potentiale, die sich im Bereich des Wellenpakets
gut durch eine Parabel annähern lassen. Für das Coulomb-Potential
ist dies nicht der Fall. Eine Regularisierung durch semiparabolische Koordinaten
und Zeittransformation ermöglicht für das Coulomb-Potential
eine Näherung der Wellenfunktion durch Gaußsche Wellenpakete. Die
Methode erlaubt die Berechnung der Zeitentwicklung Gaußscher Wellenpakete
auch für Atome in äußeren Feldern.
A 1.7 Mo 12:30 HS 132
Semiklassisches Photoabsorptsionsspektrum des Wasserstoffatoms
im Magnetfeld: Suche der geschlossenen Bahnen mittels
eines Multishooting-Algorithmus — •Ralf Habel, Jörg Main
und Günter Wunner — Institut für Theoretische Physik 1, Universität
Stuttgart, D-70550 Stuttgart
Mit der Closed-Orbit-Theorie ist es möglich, Photoabsorptionsspektren

und Energieeigenwerte semiklassisch aus den Bahndaten der im Kern
geschlossenen klassischen Bahnen zu gewinnen. In Systemen mit weichen
Potenzialen wie zum Beispiel dem Wasserstoffatom im Magnetfeld
stossen einfache shooting- oder biscetion-Methoden bei der Bahnsuche
jedoch schnell an Grenzen. Mittels eines Multishooting Verfahrens, in
Kombination mit ihrer symbolischen Dynamik, lässt sich die Bahnsuche
A 3 Kalte Atome in Fallen
systematisieren. Damit lassen sich extrem lange und instabile Bahnen berechnen.
Es wurden auf diese Weise ca. 16 Millionen Bahnen für das diamagnetische
Wasserstoffatom bestimmt! Sie bilden die Grundlage für die
semiklassische Berechnung des Photoabsorbtionsspektrums und, mittels
Harmonischer Inversion, individueller Energieeigenwerte und Übergangsdipolmatrixelemente.
Zeit: Montag 14:00–15:15 Raum: HS 132
A 3.1 Mo 14:00 HS 132
Atomic Scattering on Bose-Einstein Condensates — •Joachim
Brand, Ivo Häring, and Jan Michael Rost — Max-Planck-Institut
für Physik komplexer Systeme
A relation between the number of bound collective excitations of an
atomic Bose-Einstein condensate and the phase shift of elastically scattered
atoms is derived. Within the Bogoliubov model of a weakly interacting
Bose gas this relation is exact and generalises Levinson’s theorem.
Specific features of the Bogoliubov model such as complex-energy modes,
continuum bound states, and Fano resonances are discussed and a numerical
example is given.
A 3.2 Mo 14:15 HS 132
Kohaerenete Kontrolle fuer ein Modellpotential und das Helium
Atom — •Imre F. Barna, Andreas Becker und Jan-Michael
Rost — Max-Planck-Institute fuer Physik komplexer Systeme
Mit dem genetischen Algoritmus berechnen wir optimierte phasenmodulierte
kurze XUV Laserpulse fuer die Anregung und Ionisation und
gewinnen bis zu zwei Groessenordnungen in den Uebergangswahrscheinlichkeiten.
Wir untersuchen ein Kastenpotentialmodell mit wenig gebundenen
Zustaenden um den berechneten Kontrollmechanismus des Heliumatoms
zu verstehen. Das Laserfeld wird klassisch behandelt und die
Elektronendynamik durch die zeitabhaengige Schroedingergleichung ermittelt.
A 3.3 Mo 14:30 HS 132
The Temperature of a single Ion in a Penning trap — •Slobodan
Djekic, Joseba Alonso, Fernando Galve, Stefan Stahl, Tristan
Valenzuela, José Verdú, Manuel Vogel, and Günther
Werth — Institut f ür Physik, Universität Mainz, Germany
We have developed several independent methods to determine the temperature
of single ion stored in a Penning trap and applied them to a
single 12 C 5+ ion that has been stored for several weeks. The ion’s trapping
motions are monitored by their induced image currents upon the
trap electrodes and the attached resonance circuits. A Fourier transform
analyis of the detection signal in the resonance circuits then yields information
both on the motional frequencies and relative amplitudes and
A 5 Neue Aspekte der Atomphysik I
their response to external excitation. The results of the different methods
agree within their uncertainties and represent an example for a system
where a temperature can be assigned to a single particle in a thermal
equilibrium with its surrounding by use of the ergodic principle.
A 3.4 Mo 14:45 HS 132
Ultracold Fermi and Bose gases in exotic optical lattices.
— •Mikhail Baranov 1 , Hans-Ulrich Everts 1 , Henning
Fehrmann 1 , Luis Santos 1 , Ignacio Cirac 2,3 , and Maciek
Lewenstein 1,3 — 1 Institüt für Theoretische Physik, Universität
Hannover, 30167 Hannover, Germany — 2 Max Plank Institüt für
Quantenoptic, 85748 Garching, Germany — 3 Institut de Ciéncies
Fotóniques, Barcelona 08034, Spain
We study the phase diagram of ultracold quantum degenerate Fermi
and Bose gases and thier mixtures in frustrated optical lattices, i.e.
Kagome lattice and its trimerized modification. Placed in such a lattice,
quantum gases demonstrate very reach phase diagrams, and can be
used as a tool for modelling the behaviour of quantum fructrated antiferromagnets.
A 3.5 Mo 15:00 HS 132
N-component Bose-Einstein condensate in an optical lattice —
•Christopher Moseley and Klaus Ziegler — Lehrstuhl für theoretische
Physik II, Institut für Physik, Universität Augsburg, Universitätsstr.
1, 86135 Augsburg
We consider an N-component system of hard-core bosons in an optical
lattice. On each lattice site a boson can occupy one of the N different
states. Tunneling is possible between neighbouring lattice sites as well as
between the states. In our model, the limit N → ∞ can be solved exactly.
This case represents a Bose-Einstein condensate where interactions play
a minor role due to the large number of possible states.The influence of
the hard-core interaction in a system with finite N can be investigated
by means of a 1/N-expansion. This approach allows the determination
of several physical quantities like the density of the condensate, the condensate
fraction and the dispersion relation and density of states of quasi
particles. The zero temperature phase diagram is investigated.
Zeit: Montag 16:30–18:00 Raum: HS 132
A 5.1 Mo 16:30 HS 132
Attosecond entanglement of protons and electrons in condensed
matter - Compton scattering results and theoretical considerations
— •C. Aris C.-Dreismann 1 and Tyno Abdul-Redah 1,2
— 1 Inst. f. Chemie, Stranski Lab., TU Berlin, D-10623 Berlin — 2 ISIS
Facility, R.A.L., Oxfordshire, OX11 0QX, U.K.
Several experiments on liquid and solid samples containing protons
show a striking shortfall in the intensity of epithermal neutrons scattered
by the protons [1-3]. E.g., neutrons colliding with water for just
attoseconds (as) will see a ratio of H to O of roughly 1.5 to 1, instead of
2 to 1 [1,3]. Due to the large energy and momentum transfers applied in
these neutron Compton scattering (NCS) experiments, the duration of
a neutron-proton scattering event is about 50-500 as. Very recently [2,3]
this effect has been confirmed using electron-proton Compton scattering
(ECS) from a solid polymer [2,3]. Recall that electrons and neutrons interact
with protons via fundamentally different forces – electromagnetic
and strong. Theoretical considerations support the presence of attosecond
quantum entanglement in the dynamics of the protons and the surrounding
electrons. Note also that the time window of NCS and ECS is equal
to the characteristic time of ’electron motion’, so that the widely used
11
Born-Oppenheimer approximation is not applicable here.
[1] C. A. Chatzidimitriou-Dreismann et al., Phys. Rev. Lett. 79, 2839
(1997). [2] C. A. Chatzidimitriou-Dreismann et al. Phys. Rev. Lett. 91,
057403 (2003). [3] Cf.: Physics Today, sect. ’Physics Update’, p. 9, Sept.
2003; Scientific American, sect. ’News Scan’, p. 20, Oct. 2003
A 5.2 Mo 16:45 HS 132
Quantenreflexionsphasen von Casimir-van der Waals-
Potentialen — •Alexander Jurisch und Harald Friedrich —
Physik-Department, Technische Universität München, 85747 Garching
bei München
Wir untersuchen die Phase der Reflexionsamplitude für Quantenreflexion
von Atomen an attraktiven Potentialschwänzen vom Casimir-van
der Waals-Typ. Die Kenntnis dieser Phasen erlaubt es die vom Potential
induzierte Orts- und Zeitverschiebung der Atome relativ zu freien
Atomen zu berechnen. Aus dem Schwellenverhalten der Quantenreflexionsphase
kann eine effektive Streulänge berechnet werden, deren Verhalten
Aufschluß über die relative Dominanz der inneren Längenskalen des
Casimir-van der Waals-Potentials gibt.

A 5.3 Mo 17:00 HS 132
Ein neues Quanteninterferenz-Magnetometer in Rubidium —
•Roland Lammegger , Arno Huss, Stefan Hatzl und Laurentius
Windholz — Petersgasse 16 8010 Graz
Wir stellen ein auf optischer Anregung basierendes skalares und vektorielles
Magnetometer vor. Das Meßprinzip basiert auf einem Quanteninterferenzeffekt,
bei dem Atome unter Einhaltung der Zwei-Photonen
Resonanz in einen Dunkelzustand präpariert werden. Dieser Effekt ist
als Elektromagnetisch Induzierte Transparenz (EIT) bekannt. Das Anregungsschema
wird dabei durch Λ-artige Dreiniveausysteme innerhalb der
magnetischen Subniveaus der Rb 87 D1-Linie realisiert. Änderungen des
magnetischen Feldes führen über Zeemannverschiebungen der beteiligten
Niveaus zu einer Verstimmung von der Resonanz. Durch Verwendung
von Puffergas können Linienbreiten im kHz-Bereich erzielt werden. Bei
der experimentellen Realisierung wird eine sog. Hanle-Effekt Anordnung
mit nur einer einzigen Laseranregungsfrequenz gewählt. Eine Messung
von Lage und Breite der EIT Resonanzen ermöglicht die vollständige
Bestimmung des magnetischen Feldes bei einer mGauß Auflösung und
einem absoluten Meßbereich von mehreren Gauß.
Unterstützt durch das EU Projekt ” New Magnetometer“ (GRD1-2001-
40031).
A 5.4 Mo 17:15 HS 132
Elektronenpromotion bei der streifenden Streuung schneller
Neon-Atome an einer Al(111) Oberfläche — •Sven Lederer,
Yuri Matulevich und Helmut Winter — Institut für Physik, Humboldt
Universität zu Berlin, Brook-Taylor-Str. 6, D-12489 Berlin
Der Energieverlust von Neon-Atomen mit keV-Energien bei der streifenden
Streuung an einer Al(111)-Oberfläche wurde koinzident mit der
Zahl der emittierten Elektronen untersucht. Dabei ergibt sich für koinzidente
Ereignisse, die mit der Emission von einem (zwei) Elektron(en)
verbunden sind, ein diskreter zusätzlicher Energieverlust von ca. 35 eV
(ca. 80 eV) gegenüber elastisch gestreuten Projektilen. Auf Basis von
Computersimulationen zu Trajektorien der Projektile wird dieser Energieverlust
der Formierung von Ne + - und Ne 2+ -Ionen durch einen Promotionsmechanismus
zugeschrieben, der zur Einfach-/Zweifach-Ionisation in
Stößen von Ne- mit Al-Atomen des Targets führt. Dieser Prozess findet
bei internuklearen Abständen der Stoßpartner ≤ 1.2 a.u. statt, was den
erhöhten elastischen Energieübertrag auf das Target für Ereignisse mit
Elektronenemission erklärt.
A 5.5 Mo 17:30 HS 132
Towards high repetition rate transient collisionally pumped
x-ray laser — •Daniel Ursescu 1,2 , Paul Neumayer 1,3 , Thomas
Kuehl 1,2 , Stefan Borneis 1 , Erhard Gaul 1 , Wolfgang Geithner
1 , Constantin Haefner 1 , Piotr Wiewior 1,4 , Kevin Cassou 5 ,
David Ros 5 , Annie Klisnick 5 , and Peter Nickles 6 — 1 PHELIX
Project, GSI-Darmstadt, Germany — 2 EXAKT, Johannes Gutenberg
Universitaet Mainz, Germany — 3 Technische Universitaet Darmstadt,
Germany — 4 Universitaet Wuerzburg, Germany — 5 LIXAM, Universite
Paris-Sud, France — 6 Max Born Institut Berlin, Germany
A 7 Cluster
Brighter XUV sources are quickly improving. X-ray lasers offer several
orders of magnitude higher peak brilliance than third generation synchrotron
or other incoherent sources at a narrow emission bandwidth. We
present here the set-up of the transient collisionally excited X-ray laser
which delivered first pulses at 22 nm wavelength, aswell as the multi Terawatt
infrared laser for pumping the X-ray laser. Using the experimental
results we can identify corrections to be made in a simple-man’s model
of the X-ray laser plasma. Taking into account the rapid development
of high power/high energy laser systems our experimental results and
analysis might provide usefull input for the development towards high
repetition rate X-ray laser systems.
A 5.6 Mo 17:45 HS 132
Gas phase chemical investigation of new elements produced in
Ca-48 induced nuclear fusion reactions: status and perspectives
— •Robert Eichler — Labor fuer Radio-und Umweltchemie Paul
Scherrer Institut, CH-5232 Villigen, PSI
Recently, at FLNR Dubna, Russia numerous new isotopes of transactinide
elements have been discovered in Ca-48 induced nuclear reactions
with actinide targets. Their unambiguous identification is complicated,
since all measured correlated decay chains end up in an unknown region
of nuclei. We present results from gas phase chemical experiments to characterize
element 112. The isotope with the mass number 283 is produced
in the reaction of Ca-48 and U-238 and decays with a half-live of about
5 min by spontaneous fission (SF). The volatile reaction products are
investigated using the IVO (In-situ Volatilisation and On-line Detection)
technique, aiming to measure adsorption properties of element 112 with a
gold surface. Simultaneously, the elements mercury and radon have been
investigated. This procedure allows for a distinction of the behaviour of
element 112 between noble gas and metal. The predictions regarding its
chemical beahavior are complicated, because of the expected strong relativistic
effects in the electron structure of the element, caused by the
high nuclear charge. We observed SF decay events, which we tentatively
attribute to 112-283. A thermochemical analysis of the chromatographic
results allowed for estimation of first thermodynamic data for element
112. Status of the data analysis and prospects for future experiments
will be presented.
Zeit: Dienstag 11:00–12:15 Raum: HS 132
A 7.1 Di 11:00 HS 132
Kollektive Dynamik in Metallclustern bei Pump-Probe-
Anregung — •Thomas Fennel, Tilo Döppner, Josef
Tiggesbäumker und Karl-Heinz Meiwes-Broer — Universität
Rostock, Universitätsplatz 3, 18051 Rostock
Die Femtosekunden-Dynamik der Anregung von Metallclustern
durch intensives Laserlicht im optischen Bereich wurde kürzlich unter
Anwendung der Pump-Probe-Technik an Blei- und Silberclustern
untersucht [1]. Es konnte gezeigt werden, dass durch den Einsatz
von zwei Pulsen zunächst eine Aktivierung der Expansion und nach
einer optimalen Zeitverzögerung eine besonders effektive Aufladung
für emittierte Ionen auftritt. Die starke Energieeinkopplung wird
durch die kollektive Anregung der Elektronen erreicht. Motiviert durch
diese Experimente werden Ergebnisse zeitaufgelöster Simulationsrechnungen
der Coulombexplosion einfacher Metallcluster (NaN) für
Pump-Probe-Szenarien vorgestellt. Hierbei werden die Elektronen- und
Ionendynamik in einem 3-dimensional aufgelösten Modell mit Techniken
der Dichtefunktionaltheorie (Vlasov-LDA) behandelt [2].
12
Die Analyse ist in der Lage, Vorhersagen zur Dynamik der Anregungsund
Zerfallsprozesse zu machen, die im Experiment direkt überprüft
werden können.
[1] T. Döppner, S. Teuber, Th. Diederich, Th. Fennel, P. Radcliffe, J.
Tiggesbäumker and K.-H. Meiwes-Broer,Eur. Phys. J. D 24, 157 (2003)
[2] T. Fennel, G.-F. Bertsch and K.-H. Meiwes-Broer, submitted to Eur.
Phys. J. D
A 7.2 Di 11:15 HS 132
Electron Emission from Metal Clusters after Excitation with
Intense Laser Fields — •Paul Radcliffe, Tilo Döppner, Josef
Tiggesbäumker, and Karl-Heinz Meiwes-Broer — Fachbereich
Physik, Universität Platz 3, Universität Rostock, 18051 Rostock
Neutral clusters of metal atoms (CuN, AgN, and PbN, N ∼ 1–1000) are
exposed to intense, femtosecond laser pulses. From previous experiments,
we find that the ionization dynamics of the Coulomb explosion show a
strong time dependence [1,2]. Initially, the rising edge of the laser pulse

ejects electrons via barrier supression. The cluster expands, in turn the
plasmon energy sinks, and after several hundred femtoseconds it reaches
the laser energy and enhanced ionization follows.
Since the collective electron response is probed, measuring the electron
emission allows a direct study of the plasmon dynamics. In a first attempt
we measured the total electron emission. The yield in all cases is found to
be unexpectedly asymmetric, when pulses of different widths are used for
excitation. The total sum exhibits a resonance when the pulse duration
is about 1ps.
[1] L. Köller et al., Phys. Rev. Lett. 82 (19), 3783-86 (1999).
[2] T. Döppner et al., Eur. Phys. J. D. 24, 157-160 (2003).
A 7.3 Di 11:30 HS 132
Edelgascluster in FEL-Pulsen — •Christian Siedschlag 1 und
Jan-Michael Rost 2 — 1 AMOLF Amsterdam, The Netherlands —
2 MPIPKS Dresden
Wir stellen ein gemischt quanten-klassisches, mikroskopisches Modell
zur Wechselwirkung von Edelgasclustern mit FEL-Strahlung vor. Durch
den Einfluss der Clusterumgebung kann bereits bei einer Intensitaet von
10 13 W/cm 2 eine betraechtliche Anzahl an Elektronen durch modifizierte
Ein-Photon-Prozesse aus den Atomruempfen befreit werden, so dass die
Heizrate durch inverse Bremsstrahlung im so entstehenden Nanoplasma
hoeher ist, als man zunaechst auf der Basis rein atomarer Ueberlegungen
erwarten wuerde. Zusaetzlich sorgt die sphaerische Struktur der betrachteten
Cluster fuer eine inhomogene Ladungsverteilung im Cluster; aus
der Kombination dieser beiden Effekte koennen die kuerzlich beobachteten
hohen atomaren Ladungszustaende nach der Clusterfragmentation
erklaert werden.
A 7.4 Di 11:45 HS 132
Structure and dynamics of impurity doped metal clusters —
•Jamal Berakdar — Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik,
Weinberg 2, D-06120 Halle, Germany
A 9 Poster 1
The electronic properties of large metal spherical clusters are investigated
using a finite temperature Green’s function approach. On the
basis of first-order perturbation theory the impact of many-body effects
is discussed. In particular, for impurity doped clusters oscillations in the
electronic charge density ( Friedel oscillations) occur which have a distinctively
different behaviour than those found in extended systems (e.g.
in metal surfaces). Finite size effects are discussed and their influence on
fluctuation-mediated interactions is illustrated.
A 7.5 Di 12:00 HS 132
Wechselwirkung von intensiver VUV Strahlung des TTF Freier-
Elektronen Lasers mit Edelgasclustern — •Christoph Bostedt 1 ,
A.R.B. de Castro 2 , P. Gürtler 1 , T. Laarmann 1 , W. Laasch 1 ,
J. Schulz 1 , H. Wabnitz 1 und T. Möller 1 — 1 Hasylab at DESY,
Notkestr. 85, 22603 Hamburg — 2 LNLS, 13084-971 Campinas SP, Brasil
Der Freie-Elektronen Laser (FEL) an der TESLA Test Facility am
DESY in Hamburg produziert vakuum-ultraviolette Strahlung bis 100
nm und Pulslängen von 50 – 100 fs mit bisher ungekannter Intensität
im Gigawatt Bereich. Zur Untersuchung der Wechselwirkung zwischen
der FEL Strahlung und Materie wurden Ionisationsexperimente an freien
Edelgasclustern durchgeführt. Bei Xe Clustern mit 2500 Atomen wurde
überraschend hohe Absorption von durchschnittlich 600 eV bzw. 50
Photonen pro Atom gemessen. Nach Anregung zerfallen die Cluster komplett
durch Coulomb Explosion in mehrfach geladene Ionen mit Ladungszuständen
bis zu Xe 8+ und kinetischen Energien bis zu 3 keV. Untersuchungen
über resonante und nicht-resonante Anregung in Ar800 Clustern
zeigen, dass bei Peak-Intensitäten der FEL Strahlung von über 10 12
W/cm 2 die spezifische elektronische Struktur der Cluster keinen Einfluss
auf die Dynamik der Coulomb Explosion hat. Diese experimentellen Ergebnisse
werden im Rahmen neuer theoretischer Vorhersagen diskutiert.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
A 9.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Ionisationsdynamik in atomaren Stößen — •Daniel Fischer 1 ,
Robert Moshammer 1 , Michael Schulz 2 , Alexander Dorn 1 ,
Thomas Ferger 1 , Alexander Voitkiv 1 , Don Madison 2 und
Joachim Ullrich 1 — 1 Max-Planck-Institut für Kernphysik, 69117
Heidelberg — 2 University of Missouri-Rolla, Rolla, Missouri 65409-0640,
USA
Mit Hilfe sogenannter ,,Reaktionsmikroskope“ gelingt es die Impulsvektoren
aller bei einer atomaren Stoßreaktion auslaufenden Teilchen
kinematisch vollständig zu vermessen. Damit ist es möglich, dynamische
Mechanismen bei der Ionisation im Ion-Atom-Stoß zu identifizieren,
die in bisherigen Untersuchungen nicht aufgedeckt werden konnten.
So wurden z.B. bei der einfachen Ionisation von Helium bei sehr
hohen Projektilgeschwindigkeiten, also im Gültigkeitsbereich der Ersten
Bornschen Näherung, Effekte beobachtet, die selbst mit den besten
zur Verfügung stehenden Rechnungen nicht beschrieben werden können.
Voll differentielle Untersuchungen der Doppelionisation in Stößen mit
schnellen Protonen offenbaren nichtlineare Effekte der Projektil-Target-
Wechselwirkung, und eine sich daraus ergebende Abhängigkeit vom Vorzeichen
der Projektilladung, die nur schwer mit dem sehr allgemeinen
Ansatz einer Bornschen Reihe in Einklang zu bringen sind. In diesem
Poster soll ein Überblick über die neuesten Ergebnisse dieser Untersuchungen
gegeben werden.
A 9.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Anfangs- und Endzustandskorrelationen in der Doppelionisation
von Helium durch schnelle Ionenstöße — •Tom Kirchner 1
und Laszlo Gulyás 2 — 1 Institut für Theoretische Physik, TU Clausthal,
Leibnizstraße 10, 38678 Clausthal-Zellerfeld — 2 Institute of Nuclear
Research of the Hungarian Academy of Sciences, H-4001 Debrecen, Hungary
Seit langem wird diskutiert, ob und wie man Effekte der Elektronenkorrelation
in Doppelionisationsspektren sichtbar machen und ggf.
nach verschiedenen Anteilen unterscheiden kann. In diesem Beitrag analysieren
wir doppelionisierende Ionenstöße an Helium-Atomen im Rahmen
einer Zweiteilchenbeschreibung, die Korrelationseffekte im Anfangs-
13
und im Endzustand, aber nicht während der Zeitentwicklung des Systems
einschließt. Die Rechnungen beruhen auf der für Elektronenspektren
sehr erfolgreichen Continuum Distorted-Wave with Eikonal Initial-State
Näherung.
Ähnlich wie in früheren Rechnungen auf der Grundlage der Bornschen
Näherung erweisen sich die Endzustandskorrelationen, namentlich die
Coulomb-Abstoßung der Elektronen im Kontinuum, als dominant. Jedoch
zeigen sich unter bestimmten kinematischen Bedingungen in den
vierfachdifferentiellen Elektronenspektren auch Strukturen, die sich auf
Korrelationen im atomaren Anfangszustand zurückführen lassen. Diese
Strukturen sollten experimentell nachweisbar sind.
A 9.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
Konsistente gekoppelte Einteilchen-Beschreibung von Elektronenverlust-Prozessen
in He + -Ne und He + -Ar Stößen — •Tom
Kirchner 1 , Marko Horbatsch 2 und Hans Jürgen Lüdde 3 —
1 Institut für Theoretische Physik, TU Clausthal, Leibnizstraße 10, 38678
Clausthal-Zellerfeld — 2 Department of Physics and Astronomy, York
University, Toronto, Ontario, Canada M3J 1P3 — 3 Institut für Theoretische
Physik, Johann Wolfgang Goethe-Universität, Robert-Mayer-Straße
8, 60054 Frankfurt
Ion-Atom-Stöße mit aktiven Projektil- und Targetelektronen stellen
aufgrund ihres Zweizentren-Mehrelektronencharakters anspruchsvolle
theoretische Probleme dar, die bisher kaum mittels nichtperturbativer,
quantenmechanischer Methoden untersucht worden sind. Wir stellen
ein neues Modell vor, das auf der Kombination effektiver Einteilchenbeschreibungen
für die Zeitentwicklung von Projektil- und Targetelektronen
beruht. Wie sich zeigt, ist es wesentlich, dass in der Kombination
der zunächst unabhängigen Rechnungen die Nichtorthogonalität
der propagierten Orbitale berücksichtigt wird. Unsere Resultate für
Rückstoßionenproduktion und Ionisation in He + -Ne und He + -Ar Stößen
stimmen sehr gut mit experimentellen Daten überein.

A 9.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
Transferionisation in schnellen Ion-Atom-Stößen — •Markus
Schöffler, Jasmin Titze, Lothar Schmidt, Ottmar Jagutzki,
Reinhard Dörner und Horst Schmidt-Böcking — Institut
für Kernphysik der Johann Wolfgang Goethe-Universität, Frankfurt am
Main
Der kinematische Einfang in schnellen Ion-Atom-Stößen ist sensitiv
auf die hohen Impulskomponenten der Grundzustandswellenfunktion.
“Shake off“ Elektronen, emittiert nach einem Elektroneneinfang tragen
Informationen der Elektron-Elektron-Korrelation und können hohe
Impulse besitzen. Mit einem Abbildungssystem nach dem COLTRIMS-
Prinzip, dass uns die gleichzeitige Detektion von Elektronen bis 500 eV
und Ionen bis 10 a. u. Impuls mit 4π Raumwinkel erlaubt, konnten wir
verschiedene Mechanismen der Transferionisation trennen.
Erste Ergebnisse für Protonen, He + und He 2+ bei 100 keV/u, 300
keV/u und 630 keV/u Projektilenergien werden vorgestellt.
A 9.5 Di 14:00 Schellingstr. 3
Mechanismen der Transferionisation in He 2+ -He-Stößen von
15 bis 630 keV/u — •Markus Schöffler, Jasmin Titze, Lothar
Schmidt, Ottmar Jagutzki, Reinhard Dörner und Horst
Schmidt-Böcking — Institut für Kernphysik der Johann Wolfgang
Goethe-Universität, Frankfurt am Main
Totale Wirkungsquerschnitte für die Transferionisation (He 2+ + He →
He + + He 2+ + e − ) sind schon relativ lange und gut bekannt und dies
auch über einen weiten Energiebereich. Je nach Projektilgeschwindigkeit
sind die dominierenden Mechanismen höchst verschiedene. Bei niedrigen
Energien dominiert die Ionisation im Zweizentrenpotenzial (Sattelpunktsionisation),
während bei höheren Energien der binäre Stoß bzw.
der “Shake off“ zur Emission des zweiten Elektrons führt. Mittels COL-
TRIMS wurden vollständig differenzielle Wirkungsquerschnitte gemessen
und analysiert. Erste Ergebnisse werden vorgestellt.
A 9.6 Di 14:00 Schellingstr. 3
Interferenzen beim dissoziativen Elektronentransfer in Proton-
D2-Stößen — •Jasmin Titze, M. Schöffler, A. Czasch, M. Hattaß,
T. Jahnke, M. Odenweller, S. Schößler, C. Wimmer,
L. Ph. H. Schmidt, O. Jagutzki, H. Schmidt-Böcking und R.
Dörner — Institut für Kernphysik der J. W. Goethe-Universität Frankfurt
am Main
Die zwei identischen Streuzentren im D2-Molekül lassen Interferenzen
beim Elektronentransfer erwarten. Moleküle [1], die senkrecht zur Strahlrichtung
ausgerichtet sind, können als Doppelspalt interpretiert werden.
Wir haben die Reaktion p + D2 → H + D + D + mit einem Abbildungssystem
nach dem COLTRIMS-Prinzip (Cold Target Recoil Ion Momentum
Spectroscopy) vermessen. Die Selektion der dissoziativen Kanäle ist
notwendig, da nur hier die Richtung der Molekülachse aus dem Impuls
des detektierten Fragments ermittelt werden kann. Zur Verbesserung der
Streuwinkelauflösung wurden in der Kollimationstrecke eine elektrostatische
Quadrupollinse eingebaut, die den Durchmesser des Protonenstrahl
auf dem Projektildetektor um einen Faktor 2,5 reduziert. Es werden Aufbau
und erste Ergebnisse gezeigt.
[1] N. C. Deb, A. Jain, J.H. McGuire, Phys. Rev. A 38, 3769, 1988
A 9.7 Di 14:00 Schellingstr. 3
Zur Orthogonalität der Wolkow-Zustände — •Stephan Zakowicz
— Institut für Theoretische Physik, Justus-Liebig-Universität Giessen,
Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen
Die Wolkow-Lösungen [1,2] erfüllen die Dirac-Gleichung für ein geladenes
Spin-1/2-Teilchen im Feld einer klassischen ebenen elektromagnetischen
Welle. Wir nehmen an, daß die Form der elektromagnetischen
Welle durch ein stetiges und beschränktes Vektorpotential beschrieben
wird. Ähnlich wie bei der freien Dirac-Gleichung lassen sich zeitabhängige
Wellenpakete ψ(r, t) im Ortsraum aus den nicht normierbaren Wolkow-
Lösungen mit Hilfe gewisser Amplituden-Funktionen φ(p) im Impulsraum
konstruieren. Wir beginnen mit einer beliebig oft differenzierbaren
Funktion φ(p), die im Unendlichen schneller abfällt als jedes Polynom,
und zeigen, daß das resultierende Wellenpaket ψ(r, t) eine stetige Funktion
des Ortes r ist und ebenfalls im Unendlichen schneller als jedes Polynom
abfällt. Dabei sind Skalarprodukte solcher Funktionen im Impulsund
im Ortsraum gleich: 〈ψ1(t), ψ2(t)〉 = 〈φ1, φ2〉 (*). Mit Methoden der
Funktionalanalysis können dann für beliebige quadratintegrable Funktionen
φ(p) Wellenpakete konstruiert werden, die ebenso quadratintegrabel
sind und die Eigenschaft (*) besitzen. Dies ist eine Umformulierung der
14
Tatsache, daß die Wolkow-Lösungen ” auf δ-Funktion normiert“ und ” orthogonal“
sind.
[1] D. M. Wolkow, Z. Phys. 94, 250 (1935)
[2] J. San Roman, L. Roso, H. R. Reiss, J. Phys. B: At. Mol. Opt.
Phys. 33, 1869 (2000)
A 9.8 Di 14:00 Schellingstr. 3
Elektronentransfer in ausgerichtete zweiatomige Molekülionen
bei langsamen Stößen mit Helium — •Ch. Wimmer 1 , F. Afaneh
2 , O. Jagutzki 1 , M. Trummel 1 , K. E. Stiebing 1 , L. Ph. H.
Schmidt 1 , H. Schmidt-Böcking 1 und R. Dörner 1 — 1 Institut für
Kernphysik, J. W. Goethe-Universität Frankfurt, August-Euler-Straße 6,
D-60486 Frankfurt am Main — 2 Physics Department, Hashemite University,
Zarqa 13115, Jordan
Für den Elektronentransfer bei Stößen von Ionen mit ausgerichteten
Wasserstoffmolekülen erwartet man aufgrund der zwei identischen
Streuzentren Interferenzstrukturen in der Streuwinkelverteilung [1]. Um
bei der Messung entsprechender Impulsverteilungen die Vorteile der
COLTRIMS-Methode nutzen zu können, haben wir die Rolle von Target
und Projektil vertauscht und die Reaktion AB + + He → A + B + He +
kinematisch vollständig vermessen. Als molekulare Projektile AB + wurde
neben H + 2 auch D + 2 , HD + und HeH + verwendet. Die direkte Besetzung
dissoziativer Zustände im molekularen Zwischenzustand AB, welche die
Bestimmung der Molekülachse aus dem Aufbruchsimpulsen ermöglicht,
kann über die Energiebilanz des Stoßes sichergestellt werden. Man findet
beim Wasserstoff eine im Vergleich zum HeH [2] sehr viel stärkere
Abhängigkeit von der Molekülorientierung, welche auf die Ununterscheidbarkeit
der beiden Streuzentren zurückgeführt werden kann. Es wurde untersucht,
ob die Verwendung unterschiedlicher Wasserstoff-Isotope diese
Struktur wesentlich ändert.
[1] S. E. Corchs et al., Phys. Rev. A 47, 3937 (1993)
[2] W. Wu et al., Phys. Rev. A 57, R5 (1998)
A 9.9 Di 14:00 Schellingstr. 3
Messung des relativistischen Dopplereffektes durch Laserspektroskopie
am Schwerionenspeicherring — •Sascha Reinhardt 1 ,
G. Huber 2 , S. Karpuk 2 , G. Saathoff 1 , D. Schwalm 1 , A. Wolf 1
und G. Gwinner 1 — 1 Max-Planck-Institut für Kernphysik, 69029 Heidelberg
— 2 Institut für Physik, Universität Mainz, 55099 Mainz
Am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg wird derzeit
ein Experiment zum Test des relativistischen Dopplereffektes und damit
der Zeitdilatation durchgeführt. Dazu werden mittels Laserspektroskopie
die Doppler-verschobenen Frequenzen eines Übergangs in 7 Li + -Ionen, die
bei etwa 7% der Lichtgeschwindigkeit in einem Speicherring gespeichert
werden, in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gemessen. Momentan kann
so die relativistische Dopplerformel mit einer Frequenzgenauigkeit von
∆ν/ν = 1 × 10 −9 bestätigt und eine obere Grenze von 2, 2 × 10 −7 für
Abweichungen von der Zeitdilatation abgeleitet werden [1]. Ein Schwerpunkt
des Experiments ist die optische Frequenzmessung mit Laserwellenlängennormalen,
die durch jodstabilisierte Laser realisiert werden. Es
werden das hierfür entwickelte und für den Speicherringbetrieb ” strahlzeittaugliche“
Lasersystem vorgestellt und die spezifischen Probleme der
Laserspektroskopie an schnellen gespeicherten Ionenstrahlen beleuchtet.
[1] G. Saathoff et al., Phys. Rev. Lett. 91, 190403 (2003)
A 9.10 Di 14:00 Schellingstr. 3
Messungen der KLL-DR mit einem stochastisch gekühlten
Xe 53+ Ionenstrahl — •Carsten Brandau 1 , Sebastian Böhm 1 ,
Christophor Kozhuharov 2 , Alfred Müller 1 , Stefan Schippers
1 , Wei Shi 1 , Karl Beckert 2 , Peter Beller 2 , Fritz Bosch 1 ,
Bernhard Franzke 2 , Norbert Grün 3 , Zoltan Harman 3 , Jörg
Jacobi 1 , Stefan Kieslich 1 , Holger Knopp 1 , Paul H. Mokler 2 ,
Fritz Nolden 2 , Werner Scheid 3 , Markus Steck 2 und Zbigniew
Stachura 4 — 1 Institut für Kernphysik, Justus-Liebig-Universität,
D-35392 Giessen — 2 Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI),
D-64291 Darmstadt — 3 Institut für Theoretische Physik, Justus-Liebig-
Universität, D-35392 Giessen — 4 Instytut Fizyki J¸adrowej, 31-342
Kraków, Poland
Dielektronische Rekombination (DR) wasserstoffartiger Xe 53+ Ionen
wurde am Schwerionenspeicherring ESR der GSI untersucht. Messungen
der DR, bei denen der Elektronenkühler sowohl in seiner eigentlichen
Funktion zur Strahlkühlung und gleichzeitig auch als Target verwendet
wird, sind wohl etabliert. Allerdings können mit einer solchen Messanordnung
lediglich relative Stossenergien von maximal ca. 1 keV erreicht
werden. Um in den Bereich hochenergetischer Stossprozesse wie z.B. der

KLL-DR schwerer wasserstoffartiger Ionen vorzudringen, –bei Xe 53+ beträgt
die Relativenergie ca. 21 keV–, wurde ein alternatives Messverfahren
implementiert. Dabei wird der Ionenstrahl ständig durch stochastische
Kühlung gekühlt, und der Elektronenkühler wird ausschliesslich als
Rekombinationstarget eingesetzt.
A 9.11 Di 14:00 Schellingstr. 3
Zwei-Elektronen-Photoemission von Cu(111) — •M. Hattass 1 ,
T. Jalowy 1 , A. Czasch 1 , S. Schößler 1 , T. Jahnke 1 , L. Ph.
Schmidt 1 , M. Odenweller 1 , B. Ulrich 1 , O. Jagutzki 1 , C. Winkler
2 , J. Kirschner 2 , R. Dörner 1 und H. Schmidt-Böcking 1 —
1 Institut für Kernphysik der J.W.Goethe Universität, August-Euler-
Str. 6, 60486 Frankfurt am Main — 2 Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik,
06120 Halle/Saale
Mit Hilfe einer neuartigen Spektrometer-Entwicklung für die Elektronenemission
von Oberflächen konnte die Zwei-Elektronen-Photoemission
von Cu(111) im Energiebereich von ¯hω = 40 − 100 eV mit hoher Koinzidenzausbeute
winkel- und energieaufgelöst vermessen werden. Für Elektronenpaare,
die nahe der Fermi-Kante emittiert wurde läßt sich deutlich
der Einfluß der Polarisation des Photons auf die Emissionscharakteristik
erkennen. Diese Charakteristik geht für die Emission aus tiefer gebundenen
Zuständen verloren, da hier nicht mehr eindeutig zwischen inelastischer
Streuung und direkter Emission unterschieden werden kann. Die
Winkelverteilung zeigt für die direkt emittierten Paare dabei eine starke
Abängigkeit der Emissionsrichtung eines Elektrons von der des jeweils
anderen. Dies kann im Rahmen einer elastischen Streuung der Elektronen
unter der Oberfläche als auch der internen Coulomb-Korrelation des
Paares interpretiert werden.
A 9.12 Di 14:00 Schellingstr. 3
Coulomb-Fragmentation von N2O in Stößen mit schnellen
hochgeladenen Xe-Ionen — •B. Siegmann 1 , U. Werner 1 und R.
Mann 2 — 1 Fakultät für Physik, Universität Bielefeld, 33615 Bielefeld
— 2 Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI), 64291 Darmstadt
Es wurde die Mehrfachionisation und Fragmentation von N2O in
Stößen mit 5.9MeV/u Xe 18+ und Xe 43+ -Ionen untersucht. Hierzu wurde
ein orts- und zeitauflösender Multihit-Detektor verwendet. Werden alle
aus einer Dissoziation stammenden Fragmentionen koinzident nachgewiesen,
so können aus den gemessenen Flugzeiten und Auftrefforten auf dem
Detektor die vektoriellen Impulse der Fragmente bestimmt werden. Die
Fragmentationsdynamik kann so im Rahmen der freiwerdenden kinetischen
Energie und verschiedener Winkelkorrelationen analysiert werden.
Die gemessenen Energiespektren vollständig nachgewiesener 2-Teilchen-
(z.B. N + +NO + ) und 3-Teilchen-Ereignisse (z.B. N + +N + +O + ) können
nicht im Rahmen des Coulomb-Explosions (CE) Modells erklärt werden.
Für die gemessenen Winkelkorrelationen liefert das CE-Modell deutlich
bessere Vorhersagen.
A 9.13 Di 14:00 Schellingstr. 3
Use of Racah’s algebra in atomic and molecular physics — •S.
Fritzsche 1 , B. Fricke 1 , G. Gaigalas 2 , A. Surzhykov 1 , and M.
Tomaselli 3 — 1 Universität Kassel, Institut für Physik, D–34132 Kassel,
Germany — 2 Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Vilnius,
Lithuania — 3 Universität Darmstadt, D–64289 Darmstadt
During recent years, much attention in developing general–purpose,
computer–algebra systems was focused not only on symbolic algorithms
but, to a rather similar extent, also on fast numerical computations and
improved tools for visualization. Behind this development, of course, the
central idea is to provide the user with a single environment for the solution
of scientific or engineering tasks. — In a revised version of the
Racah program [1], here we follow this idea and now facilitate (within
the framework of Maple) a much extended access to a large set of standard
quantities and functions from the theory of angular momentum and
spherical tensor operators [2].
Applications of Racah are expected in a wide range of research areas,
including atomic and molecular structure, quantum optics, collision
theory or even solid–state physics. Apart from the Clebsch–Gordan coefficients
and Wigner n − j symbols, we support the Wigner rotation
matrices and D−functions, various (tensorial) types of the spherical harmonics
as well as the coefficients of fractional parentage and the reduced
matrix elements from the atomic or nuclear shell model.
[1] S. Fritzsche et al., Comput. Phys. Commun., 139, 314 (2001).
[2] S. Fritzsche et al., Comput. Phys. Commun. 153, 424 (2003).
15
A 9.14 Di 14:00 Schellingstr. 3
Application of the DIRAC package for studying the bound–
bound transitions in hydrogen–like ions — •Andrey Surzhykov,
Stephan Fritzsche, and Peter Koval — Universität Kassel, Institut
für Physik, D–34132 Kassel, Germany
During recent years, the Dirac package has proved to be an efficient
tool for studying the properties and dynamical behaviour of hydrogen–
like ions. For relativistic ion–atom collisions, for instance, this package
helped us in the detailed analysis the of x–ray radiation as emitted by
high–Z projectile ions [1,2]. Here, we present an extention of the Dirac
program for calculating the properties of the bound–bound transitions
in hydrogen–like systems. In particular, the new Maple procedures support
the symbolic as well as numerical computations of a whole variety
of transition properties including energy levels, decay rates, angular distributions,
polarization of characteristic radiation, and others.
[1] A. Surzhykov et al, Phys. Rev. Lett. 88 (2001) 153001.
[2] A. Surzhykov et al, Phys. Rev. A 68 (2003) 022710.
A 9.15 Di 14:00 Schellingstr. 3
Projectile ionization in ultra–relativistic heavy ion collisions —
•Andrey Surzhykov and Stephan Fritzsche — Universität Kassel,
Institut für Physik, D-34132 Kassel, Germany
Relativistic collisions of highly–charged ions with various atomic targets
have been studied intensively during the last decade, both by experiment
and theory. One of the dominant processes, which leads to the loss
of ions from the beam, is the projectile ionization by the Coulomb field of
target atoms. Therefore, a series of measurements have been performed
in recent years to explore the total as well as differential cross sections of
this process. However, while the behaviour of the total ionization cross
sections is now well understood theoretically [1] even for ulra–relativistic
energies, a quite remarkable discrepancy between experiment and theory
was reported for the energy–differential cross sections [2].
In this contribution, we present and discuss the projectile ionization
within the framework of the semi–classical approximation (SCA), based
on Dirac’s equation. Calculations have been performed, in particular,
for the single– and double–differential cross sections of the electron loss
from the hydrogen–like lead ions Pb 81+ in ultra–relativistic collisions with
neutral atomic targets. The results are compared with the previous theoretical
computations [2,3] as well as with available experimental data.
[1] A. Voitkiv, N. Grün and W. Scheid, Phys. Rev. A 61 (2000) 052704.
[2] A. Voitkiv and N. Grün, J. Phys. B 34 (2001) 267.
[3] K. Momberger et al, J. Phys. B 22 (1989) 3269.
A 9.16 Di 14:00 Schellingstr. 3
Indirekte Prozesse bei der Einfachionisation von Ti 3+ -Ionen
durch Elektronenstoß — •Tim van Zoest 1 , Holger Knopp 1 , Jörg
Jacobi 1 , Stefan Schippers 1 , Alfred Müller 1 und Ron Phaneuf
2 — 1 Institut für Kernphysik, Justus-Liebig-Universität Gießen —
2 Department of Physics, University of Nevada, Reno, USA
An einer Apparatur mit gekreuzten Elektronen- und Ionenstrahlen
wurden Wirkungsquerschnitte zur Elektronenstoßionisation der Einfachionisation
von Ti 3+ durch Elektronenstoß im Bereich von 40 eV bis
1000 eV gemessen. Der Wirkungsquerschnitt zeigt einen sehr steilen
Anstieg im Schwellenbereich, der durch indirekte Prozesse verursacht
wird. Der überwiegende Prozess ist die Anregung-Autoionisation (EA),
bei der das Ion erst in einen angeregten autoionisierten Zwischenzustand
versetzt wird und sich danach durch Emission eines Elektrons abregt.
Dieser Reaktionskanal übertrifft bei diesem System die direkte Ionisation
etwa um den Faktor 20. Damit ist der relative Beitrag indirekter
Prozesse zum totalen Wirkungsquerschnitt der Elektronenstoßionisation
von Ti 3+ noch höher als bei dem isoelektronischen Sc 2+ -Ion [1].
[1] Jacobi et al., Nucl. Instr. Methods B205 (2003) 410.
A 9.17 Di 14:00 Schellingstr. 3
Mehrfachionisation von Wismut-Ionen durch Elektronenstoß —
•Frank Scheuermann, Kurt Huber, Karl Kramer und Erhard
Salzborn — Institut für Kernphysik, Justus-Liebig-Universität Giessen,
35392 Giessen
Absolute Wirkungsquerschnitte σq,q+n für die Mehrfachionisation von
Bi q+ -Ionen durch Elektronenstoß wurden im Gießener crossed-beams Experiment
erstmalig gemessen. Dabei wurde die Reaktion e − + Bi q+ →
Bi (q+n)+ + (n + 1)e − für q = 1 − 10 und n = 2 − 7 untersucht; für
die höheren Ionisationsgrade jedoch nicht mehr über alle angegebenen

Ladungszustände q. Die Wirkungsquerschnitte werden mit zwei semiempirischen
Formeln verglichen. Während bei der Doppelionisation noch
eine gute bis akzeptable Übereinstimmung gefunden werden konnte, sind
bei der Vierfachionisation Abweichungen von bis zu zwei Größenordnungen
für die Formel von Fisher et al.[1] zu finden. Die Vorhersage der
semiempirische Formel von Bélenger et al.[2] stimmt auch bei höheren
Ionisationsgraden meist noch innerhalb ihres Fehlerfaktors mit den gemessenen
Werten überein.
[1] V. Fisher, Y. Ralchenko, A. Goldgirsh, D. Fisher, Y. Maron, J. Phys.
B28, 3027 (1995)
[2] C. Bélenger, P. Defrance, E. Salzborn, V.P. Shevelko, H. Tawara, D.B.
Uskov, J. Phys. B30, 2667 (1997)
A 9.18 Di 14:00 Schellingstr. 3
Dielektronische Rekombination lithiumähnlicher B 2+ Ionen —
•Sebastian Böhm 1 , Alfred Müller 1 , Wei Shi 1 , Ronald Phaneuf
2 , Mike Fogle 3 , Stojan Madzunkov 3 und H˚akan Danared
4 — 1 Institut für Kernphysik, Justus-Liebig-Universität, Gießen —
2 Department of Physics, University of Nevada, Reno — 3 Stockholm University,
SCFAB, Fysikum, Stockholm — 4 Manne Siegbahn Laboratory,
Stockholm
Im Rahmen systematischer Untersuchungen der dielektronischen Rekombination
(DR) lithiumähnlicher Ionen wurde die DR von B 2+ am
Schwerionenspeicherring CRYRING untersucht. Die mit der 2s → 2p Anregung
assoziierten 1s 2 2p nl Resonanzen wurden bis zur Seriengrenze bei
6 eV gemessen. Außerdem wurde die zur K-Schalen-Anregung gehörende
1s2s 2 2p-Resonanz bei ≈ 172 eV spektroskopiert. Letztere eignet sich
für einen Vergleich mit experimentellen Ergebnissen zur Photoionisation
(PI) einfach geladener B + Ionen, die an der Advanced Light Source in
Berkeley von Müller et al. erzielt wurden [1]. Bei der PI von B + wird die
1s2s 2 2p-Resonanz als Zwischenzustand angeregt, der über Autoionisation
in den B 2+ (1s 2 2s) Grundzustand zerfällt. Der Wirkungsquerschnitt
von PI und DR sind über das Prinzip des detaillierten Gleichgewichts
verknüpft [2], das hier für einen wechselseitigen Konsistenzcheck von PIund
DR-Messungen herangezogen werden kann.
[1] A. Müller et al., unveröffentlicht.
[2] S. Schippers et al., Phys. Rev. Lett. 89, 193002 (2002).
A 9.19 Di 14:00 Schellingstr. 3
Bildung und Zerfall hohler Ionen bei der Dreifachionisation
von B + durch Elektronenstoß — •Jörg Jacobi, Holger Knopp,
Stefan Schippers und Alfred Müller — Institut für Kernphysik,
Justus-Liebig-Universität, Gießen
Bei der Dreifachionisation von B + sind zwei unterschiedliche Reaktionskanäle
möglich. Der erste ist die direkte Ionisation der 3 äußersten
Elektronen. Der zweite Prozess läuft über die Bildung eines hohlen Ions
durch die gleichzeitige Entfernung von zwei K-Schalen-Elektronen ab.
Dieses hohle Ion zerfällt im folgenden durch Auger-Emission eines weiteren
Elektrons, so dass ein B 4+ -Ion entsteht. Die Wirkungsquerschnitte
sind aufgrund der Wechselwirkung von nur 3 Elektronen bei der indirekten
Ionisation größer als bei der direkten, wo 4 Elektronen miteinander
wechselwirken müssen, und steigen bis zu einem Wert von
7 × 10 −22 cm 2 an. Der Vergleich mit dem Wirkungsquerschnitt für K-
Schalen-Doppelionisation von B 3+ , der die gleiche Energieabhängigkeit
aufweist, zeigt, dass die Bildung eines hohlen Borions tatsächlich stattfindet.
Die Untersuchung der Elektronenstoßionisation von B + wurde
an einer Apparatur mit gekreuzten Ionen- und Elektronstrahlen durchgeführt.
Die Wirkungsquerschnitte der Dreifachionisation von B + wurden
in einem Energiebereich zwischen 400 eV und 1000 eV gemessen.
Die Einsatzschwelle für die Bildung von hohlen Ionen wurde im Bereich
von 507 eV beobachtet. Dies ist auch die Schwelle für die K-Schalen-
Doppelionisation.
A 9.20 Di 14:00 Schellingstr. 3
Dynamic Screening der 3C-Wellenfunktion bei (e,3e) an Helium
— •Jens Robin Götz 1 , Michael Walter 2 und John Briggs 1 —
1 Physikalisches Institut der Universität Freiburg, Hermann-Herder-Str.
3, D - 79104 Freiburg — 2 University of Jyväskylä, PL 35 (YFL), Finland
Durch die Verwendung von dynamic screening bei einer 3C-
Wellenfunktion für die Beschreibung des Endzustands von (e,3e) an
Helium werden Drei-Teilchen-Effekte berücksichtigt, die besonders im
Bereich der Ionisationsschwelle nicht vernachlässigt werden können.
Die so erhaltenen theoretischen Vorhersagen stimmen im Rahmen der
ersten Bornschen Näherung, bei der die Wechselwirkungen zwischen
dem ursprünglichen Projektil im Endkanal mit dem restlichen System
16
vernachlässigt werden, sehr gut mit dem Experiment (Dorn et al 2001
Phys. Rev. Lett. 86 3755-58) überein.
Es wird ferner untersucht, ab welcher Energie der Sekundärelektronen
die Auswirkung des dynamic screening verschwindet.
A 9.21 Di 14:00 Schellingstr. 3
Berechnung zustandsselektiver Einfang-Wirkungsquerschnitte
für p-Ar Stöße — •Tom Kirchner 1 , Marko Horbatsch 2 , Matthias
Keim 3 und Hans Jürgen Lüdde 3 — 1 Institut für Theoretische
Physik, TU Clausthal, Leibnizstraße 10, 38678 Clausthal-Zellerfeld —
2 Department of Physics and Astronomy, York University, Toronto, Ontario,
Canada M3J 1P3 — 3 Institut für Theoretische Physik, Johann
Wolfgang Goethe-Universität, Robert-Mayer-Straße 8, 60054 Frankfurt
Das Stoßsystem p-Ar wird im Rahmen eines unabhängigen Teilchenmodells
basierend auf den Konzepten der zeitabhängigen Dichtefunktionaltheorie
untersucht. In diesem Beitrag konzentrieren wir uns auf
schalen- und zustandsselektiven Einfang nach H(K, L, M) und vergleichen
unsere Ergebnisse mit Experimenten und einer kürzlich publizierten
Rechnung, die auf einer Modellpotential-Beschreibung des Argonatoms
und einer Zweizentren-Entwicklung der aktiven Orbitale beruht. Im Gegensatz
zu dieser Rechnung ist die von uns verwendete Basis Generator
Methode in der Lage, die Konkurrenz zwischen Einfang und Ionisation,
sowie die quasimolekulare Dynamik in langsamen Stößen zu beschreiben.
In der Tat finden wir eine wesentlich bessere Übereinstimmung mit den
experimentellen Daten.
A 9.22 Di 14:00 Schellingstr. 3
Umladung und Ionisation in Stößen zwischen mehrfach geladenen
Edelgasionen — •A. Diehl 1 , H. Bräuning 1 , R. Traßl 1 ,
A. Theiß 1 , H. Kern 1 , E. Salzborn 1 und L.P. Presnyakov 2 —
1 Institut für Kernphysik, Strahlenzentrum, Leihgesterner Weg 217, 35392
Gießen — 2 Lebedev Physical Institute, Leninsky Prospect 53, 117924
Moscow, Russia
Mit Hilfe eines Experiments mit gekreuzten Ionenstrahlen untersuchten
wir die Reaktionen zwischen zwei identischen, mehrfach geladenen
Edelgasionen X = Ar, Kr und Xe. Wir haben die totalen Wirkungsquerschnitte
für Ladungstransfer, X 2+ +X 2+ −→ X + +X 3+ , und Ionisation,
X 2+ +X 2+ −→ X 2+ +X 3+ +e − , für Schwerpunktsenergien von 10 bis 90
keV gemessen. Die Querschnitte steigen deutlich mit der Kollisionsenergie
an und liegen im Bereich von 10 −16 cm 2 . Ein Vergleich mit bereits vorhandenen
Daten für X q+ +X q+ , q=3, 4 wird hergestellt. Von besonderem
Interesse sind unsere Daten bei der Abschätzung von Teilchenverlusten
in Speicherringen durch ”intra–beam”– Stöße.
A 9.23 Di 14:00 Schellingstr. 3
K-shell photoionization of multiply charged boron and carbon
ions — •A. Müller 1 , S. Schippers 1 , R. A. Phaneuf 2 , A.
Aguilar 2,3 , S. Scully 2 , E. Emmons 2 , M. Gharaibeh 2,3 , A. S.
Schlachter 3 , J. D. Bozek 3 , C. Cisneros 4 , and B. M. McLaughlin
5 — 1 Justus-Liebig-Univ., Giessen — 2 Univ. of Nevada, Reno, USA —
3 Advanced Light Source - ALS, Berkeley, USA — 4 UNAM, Cuernavaca,
Mexico — 5 Queen’s Univ., Belfast, UK
K-shell photoexcitation of B 1+ , B 2+ , and C 3+ ions has been studied in
a photon-ion merged-beams experiment at the ALS. Absolute cross sections
and resonance strengths for photoionization were measured. Lifetimes
of the most strongly contributing intermediate highly excited states
could be determined from the natural widths of resonances by exploiting
the available experimental energy resolution of up to E/∆E=20 000 in
the present range of interest. The results compare well with R-matrix
calculations and with experimental data obtained for the time-reversed
processes of photorecombination of ions, such as e+B 3+ → B 2+ + hν. The
present work improves the accuracy of known level energies by about one
order of magnitude. On the basis of detailed balance it shows the consistency
of experimental data obtained by completely different techniques
at a synchrotron light source and at heavy-ion storage rings.
A 9.24 Di 14:00 Schellingstr. 3
Doppel hoch angeregte Zustände von Helium: Winkelaufgelöste
partielle Wirkungsquerschnitte — •A. Czasch 1 , M. Schöffler 1 ,
S. Schössler 1 , T. Jahnke 1 , M. Hattass 1 , Th. Weber 1 , M. Weckenbrock
1 , J. Titze 1 , C. Wimmer 1 , A. Staudte 1 , S. Kammer 1 ,
S. Voss 1 , R. Grisenti 1 , R. Dörner 1 , H. Schmidt-Böcking 1 , J.M.
Rost 2 , C. Liu 2 und T. Schneider 2 — 1 Institut für Kernphysik der
J.W.Goethe Universität, August-Euler-Str. 6, 60486 Frankfurt am Main
— 2 Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, 01187 Dresden

Die Einfachphotoionisation von Helium dicht unterhalb der Doppelionisationsschwelle
ist von besonderem Interesse, da in diesem Bereich
Signaturen von Quantenchaos (Ericson-Fluktuationen) erwartet werden.
Durch Absorbtion eines Photons kann Helium in einen doppelt angeregten
Zustand versetzt werden, der u.a. durch Elektronenemission zerfallen
kann. Wir haben die COLTRIMS-Technik modifiziert und erfolgreich
auf die Spektroskopie dieser niederenergetischen Elektronen angewendet.
Dabei wurden die kinetischen Energien und Emissionsrichtungen
mit einer Raumwinkelakzeptanz von 4π gemessen. Anhand der kinetischen
Energie kann auf die Hauptquantenzahl des zurückbleibenden
He + (n)-Zustandes rückgeschlossen werden. Dadurch ist die Messung partieller
Wirkungsquerschnitte möglich. Die Messungen wurden am Berliner
Synchrotron BESSY II durchgeführt. Sie decken einen Bereich der
Photonenergie von 78.15 eV bis 78.88 eV - d.h. bis dicht unterhalb der
Doppelionisationsschwelle bei 79.0 eV - ab. Dabei konnten die partiellen
Wirkungsquerschnitte bis n=15 und Winkelverteilungen bis n=11 mit
hoher Genauigkeit gemessen werden.
A 9.25 Di 14:00 Schellingstr. 3
Vollständig differentielle Wirkungsquerschnitte der Photodoppelionisation
von Helium 100 eV und 450 eV über der Doppelionisationsschwelle
— •Alexandra Knapp 1 , A. Kheifets 2 , I.
Bray 3 , Th. Weber 1 , A.L. Landers 4 , S. Schössler 1 , T. Jahnke 1 ,
J. Nickles 1 , S. Kammer 1 , O. Jagutzki 1 , L.Ph.H. Schmidt 1 , T.
Osipov 5 , J. Rösch 1,6 , M.H. Prior 6 , H. Schmidt-Böcking 1 , L. Cocke
5 und R. Dörner 1 — 1 Institut für Kernphysik, Universität Frankfurt,
Germany — 2 Research School of Physical Sciences and Engineering,
Australian National University Canberra, Australia — 3 Centre for Atomic,
Molecular and Surface Physics, Murdoch University, Australia —
4 Dept. of Physics, Western Michigan Univ., Kalamazoo, USA — 5 Dept.
of Physics, Kansas State Univ., Cardwell Hall, USA — 6 Lawrence Berkeley
National Lab., Berkeley, USA
Wir haben vollständig differentielle Wirkungsquerschnitte (FDCS) für
die Photodoppelionisation von Helium bei einer Energie von 100 eV
und 450 eV über der Doppelionisationsschwelle mit der COLTRIMS-
Technik gemessen. Das Poster geht sowohl auf die Gemeinsamkeiten als
auch auf die Unterschiede zwischen den FDCS für verschiedenen Energieaufteilungen
auf die beiden Elektronen bei den zwei verschiedenen
Überschussenergien ein. Auch wird unter anderem der Verlauf des Zirkularen
Dichroismus für die beiden Überschussenergien und die gerade und
ungerade Amplitude und deren relative Phase zueinander präsentiert.
A 9.26 Di 14:00 Schellingstr. 3
Charge state distributions after K-shell photoionization of K
and Ar atoms — •Ralf Schriel 1,2 , K. Cole 1,2 , M. Hertlein 1 , A.
Belkacem 1 , B. Feinberg 1 , J. Maddi 1 , M. Prior 1 , and R. Dörner 2
— 1 Lawrence Berekeley Labratory, Berkeley, CA 94720 USA — 2 Institut
für Kernphysik der Johann Wolfgang Goethe-Universtät, Frankfurt am
Main
We have investigated K-shell photoionization of Ar and K at the Advanced
Light Source to unravel the effect of the 4s electron of K on the
relaxation of the K-shell hole. We measured the charge state distribution
as a function of photon energy as it is varied across the respective K-edges
of both atoms. Both Ar and K exhibit a very similar mean charge state
after the interaction with the photons, with 4+ being the most probable
charge state. However our first analysis shows a markedly different
envelope of the charge state distribution. We will present the ratio of
probabilities Ar q+ /K q+ for each charge state q as a function of the x-ray
energy normalized to the K-edge energy of each atom.
A 9.27 Di 14:00 Schellingstr. 3
Fragment Distributions From the Photo-ionization and Dissociation
of Aligned H2 and D2 Molecules — •Lutz Foucar 1,2 ,
M. H. Prior 1 , M. Schöffler 2 , L. Ph. H. Schmidt 2 , R. Dörner 2 ,
H. Schmidt-Böcking 2 , A. Landers 3 , T. Osipov 3 , E. P. Benis 3 ,
and C. L. Cocke 3 — 1 Lawrence Berkeley Nat. Lab, California, USA
— 2 Institut für Kernphysik der J. W. Goethe-Universität Frankfurt am
Main — 3 Kansas State University, USA
The angular distributions of photoelectrons in the molecular frame
have been measured for processes leading to the single ionization and
dissociation of H2 and D2 molecules. Linearly polarized photons ranging
in energy from 27 to 60 eV were used at Beamline 9.3.2 of the LBNL
Advanced Light Source in conjunction with the ion-electron coincident
momentum spectroscopic technique (COLTRIMS) . Energy correlation
spectra, between the heavy fragments and the photoelectron, reveal dou-
17
bly excited and direct-ionization channels that lead to neutral atoms (H
or D) in ground or excited states. Coincident measurements of the momenta
of the heavy particles and the electron allow resolution of these
states. A large isotope effect is observed in the energy correlation between
the fragment kinetic energy release and the electron energy when exciting
the dominent Q1 autoionizing channel near 30 eV photon energy. At
36 eV photon energy, the electron angular distributions in the molecular
frame, for chosen alignments of the molecular axis with respect to
the light polarization axis, vary substantially for the different ionization
pathways (direct or autionizing) leading to the H or D(n=1) final state.
A 9.28 Di 14:00 Schellingstr. 3
Messungen der Isotopieverschiebung von 7,8,9 Li mittels Zwei
– Photonen – Spektroskopie — •Guido Ewald 1 , Bruce Bushaw
2 , Andreas Dax 3 , Agnieszka Gluzicka 4 , Reinhard Kirchner
1 , Wilfried Nörtershäuser 5 , Rodolfo Sanchez 1 , Gordan
W. F. Drake 6 , H.-Jürgen Kluge 1 , Thomas Kühl 1 und Claus
Zimmermann 5 — 1 GSI Darmstadt — 2 PNNL, Richland, USA — 3 PSI,
Villingen, Switzerland — 4 Department of Physics, Warsaw University,
Poland — 5 Physikalisches Institut, Universität Tübingen — 6 University
Windsor, Kanada
Der Ladungsradius der radioaktiven Lithiumisotope 8,9 Li wurde
über die Messung der Isotopieverschiebung im 2 2 S1/2 → 3 2 S1/2 Zwei–
Photonen–Übergang bestimmt. Voraussetzung dafür war die Berechnung
des Masseneffektes mit einer Genauigkeit von 5 × 10 −6 [1]. Die Differenz
des berechneten Wertes und dem Resultat der Messung entspricht dem
Feldeffekt, der proportional zum Ladungsradius ist. Um die notwendige
Genauigkeit von 200 kHz zu erreichen, wurde die Frequenz des 2 2 S1/2 →
3 2 S1/2 der verschiedenen Isopope relativ zu einer Jodreferenz gemessen.
Die aufgrund der kleinen Produktionsraten erforderliche Effizienz von ca.
10 −4 wurde durch zweifach-resonante Vier–Photonen– Laserionisation
mit nachfolgendem massenspektrometrischem Nachweis erreicht.
Dabei musste ein optischer Resonator eingesetzt werden, um eine
effiziente Anregung des Zweiphotonenüberganges zu gewährleisten. Die
Messungen fanden am Online Massenseparator der GSI in Darmstadt
statt.
[1] Yan and Drake, Phys. Rev. A 61 022504 (2000), Phys. Rev. A 66
042504 (2002)
A 9.29 Di 14:00 Schellingstr. 3
Optische Spektroskopie an Fermium (Z = 100) — •A. Dretzke
1 , R. Horn 1 , H. Backe 1 , K. Eberhardt 2 , S. Fritzsche 3 , R.G.
Haire 4 , T. Kolb 1 , W. Lauth 1 , M. Sewtz 1 , P. Thörle 2 und
N. Trautmann 2 — 1 Institut für Kernphysik, Universität Mainz —
2 Institut für Kernchemie, Universität Mainz — 3 Fachbereich Physik,
Universität Kassel — 4 Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, USA
Zur optischen Spektroskopie an Fermium (Z=100) wurden 1,9 ng
255 Fm mit einer Halbwertszeit von 20,1 h im Hochflussreaktor HFIR
am ORNL, Oak Ridge, erbrütet. Durch Widerstandsheizen bei 1000 ◦ C
wurde Fermium in das umgebende Puffergas atomar freigesetzt, mit einer
Excimer-Farbstofflaser Kombination resonant ionisiert, die Ionen mit
elektrischen Feldern auf eine Düse fokussiert und mit dem Puffergas ausgespült.
Hinter einer differentiellen Pumpstrecke wurden die Ionen massenselektiv
nachgewiesen. Mit einem schmalbandigen Laser der spektralen
Halbwertsbreite ∆ν=1,2 GHz wurden zunächst die in einem früheren
Experiment bei den Wellenzahlen (25099,8±0,2) und (25111,8±0,2) cm −1
gefundenen atomaren Resonanzen [1] mit verbesserter Auflösung ver-
messen. Ausgehend von der Klassifizierung der angeregten Niveaus als
5f127s7p 5Io 6 und 5Go 6 Terme und der bekannten Grundzustandskonfigu-
wurden die Hyperfeinkonstanten dieser Übergänge un-
ration 5f127s2 3He 6
tersucht. Mit breitbandigen Lasern wurde nach drei erwarteten optischen
Übergängen um 27500 cm−1 mit großen Einstein-Koeffizienten von ca.
3·108 /s gesucht und in einem Wellenzahlenbereich von 27100 bis 28400
cm−1 fünf weitere Linien gefunden. Gefördert durch BMBF (06MZ169I).
[1] M. Sewtz et al., Phys. Rev. Lett. 90, 163002 (2003).
A 9.30 Di 14:00 Schellingstr. 3
Photoionisation der B + -Valenzschale: Experiment und Theorie
— •S. Schippers 1 , A. Müller 1 , B. M. McLaughlin 2 , A. Aguilar 3 ,
C. Cisneros 4 , E. D. Emmons 3 , M. F. Gharaibeh 3 und R. A. Phaneuf
3 — 1 Justus-Liebig-Universität, 35392 Gießen — 2 Queen’s University,
Belfast BT7 1NN, UK — 3 University of Nevada, Reno, Nevada 89557,
USA — 4 UNAM, Cuernavaca 62131, Mexcio
An der Photon-Ion Apparatur [1] der Advanced Light Source in Berkeley
wurden absolute Wirkungsquerschnitte für die Photoionisation (PI)

der L-Schale berylliumähnlicher B + -Ionen im Photonenenergiebereich
22.4–31.3 eV gemessen [2]. Die experimentelle Energieunschärfe betrug
25 meV. Detaillierte Rechnungen im Rahmen der semi-relativistischen
Breit-Pauli R-Matrix-Theorie legen nahe, dass der Ionenstrahl im Experiment
einen 29%-igen Anteil metastabiler B + (1s 2 2s 2p 3 P)-Ionen beinhaltete.
Unter dieser Annahme sind Experiment und Theorie in sehr guter
Übereinstimmung. Der Wirkungsquerschnitt für PI von B + (1s 2 2s 2 1 S)-
Grundzustandsionen kann mit Hilfe einer aus der Quantendefekttheorie
hergeleiteten analytischen Formel parameterisisert werden.
[1] A. Covington et al., Phys. Rev. A 66, 062710 (2002)
[2] S. Schippers et al., J. Phys. B 36, 3371 (2003)
A 9.31 Di 14:00 Schellingstr. 3
Correlation effects of the 4s electron and the photoelectron in
potassium after inner shell excitation — •Kyra Cole 1,2 , M.
Hertlein 1 , A. Belkacem 1 , B. Feinberg 1 , J. Maddi 1,3 , M. Prior 1 ,
H. Adaniya 1,4 und R. Dörner 2 — 1 Lawrence Berekeley Labratory ,
Berkeley, CA 94720 USA — 2 Institut für Kernphysik Johann Wolfgang
Goethe Universtät , Frankfurt am Main — 3 University of California,
Berkeley — 4 University of California, Davis
A 10 Atomspektroskopie I
We use argon and potassium atoms as targets to study the interaction
with hard x-rays. Since potassium features only an additional valence
electron ([Ar]4s 1 electron configuration) with respect to argon, the ionization
dynamics of these two systems are comparable. We monitor the
modifications of the electron configurations in both atomic species by
measurements of ion yields of different charge states, following Auger
decay after k-shell excitation. In our setup, the atoms are excited with
0.5 to 0.7eV bandwidth x-rays in the energy range of 3.1 to 3.7keV. Our
apparatus consists of a time-of-flight spectrometer with pulsed-field ion
extraction that allows measurements with a high signal-to-noise ratio,
using ALS multibunch mode. For argon, our data gives clear evidence
that recapturing of low-energy photoelectrons following Auger decay takes
place. In contrast, our potassium data gives rise to a completely
different behavior, which is caused by correlation effects between the
4s valence electron and the ejected photoelectron. The averaged charge
states for argon and potassium are very similar far above the K-edge but
differ significantly close to the K-edge region.
Zeit: Dienstag 14:30–16:15 Raum: HS 133
A 10.1 Di 14:30 HS 133
Bestimmung von Spinzuständen einzelner Ionen durch
phasensensitive Messung der Speicherbewegungen in einer
Penningfalle — •Stefan Stahl 1 , Joseba Alonso 1,2 , Slobodan
Djekic 1 , Fernando Galve 1,2 , Wolfgang Quint 2 , Tristán
Valenzuela 1 , José Verdú 1 , Manuel Vogel 1 und Günther
Werth 1 — 1 Johannes-Gutenberg Universität Mainz, Staudingerweg 7,
55099 Mainz — 2 GSI Darmstadt, Plankstrasse 1, 64291 Darmstadt
Wir präsentieren erstmals eine Methode zur Bestimmung elektronischer
Spinzustände an gespeicherten Ionen in einer Penningfalle durch
phasensensitive Messung der Ionenbewegung. Hintergrund ist die hochpräzise
Bestimmung des magnetischen Moments des gebundenen Elektrons
an einem einzelnen wasserstoffartigen Ion mit Hilfe des kontinuierlichen
Stern-Gerlach-Effekts. Hierbei wird u.a. die Änderung des Spinzustandes
des gebundenen Elektrons im Ion durch die Differenz der Bewegungsfrequenzen
des Ions in der Falle unter Anwesenheit einer Magnetfeldinhomogenität
ermittelt. Typische Frequenzdifferenzen zwischen den
Spinzuständen liegen bereits für leichte wasserstoffartige Ionen wie 12 C 5+
oder 16 O 7+ im Sub-Hertz-Bereich bei Bewegungsfrequenzen im MHz-
Bereich. Ihre Auflösung ist daher eine experimentelle Herausforderung,
der nun mit der vorgestellten Methode entgegnet werden kann. Die erreichbaren
Sensitivitäten liegen zumindest eine Größenordnung über den
bislang erreichten und erlauben daher eine künftige Anwendung auch auf
schwerere Ionen wie z.B. 40 Ca 19+ oder 238 U 91+ .
A 10.2 Di 14:45 HS 133
Recent Improvements of Cs Fountain Clocks at BNM-SYRTE
— •Peter Rosenbusch 1 , Sebastian Bize 1 , Luigi Cacciapuoti 1 ,
Harold Marion 1 , Franck Pereira dos Santos 1 , Giorgio
Santarelli 1 , Celine Vian 1 , Shougang Zhang 1 , Andre Clairon
1 , Servaas Kokkelmans 2 , and Christophe Salomon 2 —
1 BNM-SYRTE, Observatoire de Paris, 61 Av. de l’Observatoire,
75014 Paris, France — 2 Laboratoire Kastler Brossel, Ecole Normale
Superieure, 24 rue Lhomond, 75231 Paris, France
To date atomic fountain clocks using laser cooled Cs atoms prove to
be the most accurate frequency standards. Among the three set-ups at
BNM-SYRTE, FO1 has recently undergone substantial changes. The cold
atom preparation has been entirely rebuilt. An optical molasses is directly
loaded from a slowed atomic beam making a magneto-optical trap
redundant. Furthermore, the lower density of the cold atom cloud reduces
inter-atomic collisions. We load typically 10 8 atoms at a temperature of
1 µK. By (111)-moving molasses the atoms are launched with ∼ 4 m/s
into the selection and interaction region. Selection of the F = 3 mF = 0
state can be carried out by adiabatic passage allowing the preparation of
100% or 50% of the atoms. This allows quantifying the collisional shift
to a precision of 10 −16 [1]. Preparation of some additional atoms in other
mF levels can lead to a strong dependence of the collisional shift on the
magnetic field even if the latter is only of the order of 1 mG. We present
measurements taken on FO2 demonstrating this Feshbach-resonance like
18
behaviour.
[1] F. Pereira Dos Santos et al, Phys. Rev. Lett. 89, 233004 (2002)
A 10.3 Di 15:00 HS 133
Messung des magnetischen Moments des gebundenen Elektrons
in 16 O 7+ durch Modenkopplung in einer Penningfalle —
•Tristán Valenzuela 1 , Joseba Alonso 1,2 , Slobodan Djekic 1 ,
Fernando Galve 1,2 , Wolfgang Quint 2 , Stefan Stahl 1 , José
Verdú 1 , Manuel Vogel 1 und Günther Werth 1 — 1 Institut für
Physik, Johannes-Gutenberg-Universität, 55099 Mainz — 2 GSI, Plankstraße
1, 64291 Darmstadt
Das magnetische Moment des gebundenen Elektrons in wasserstoffartigem
Sauerstoff 16 O 7+ wurde bereits zuvor mit Hilfe des kontinuierlichen
Stern-Gerlach-Effekts mit einer Genauigkeit von etwa 10 −9 zu
g=2.000047025 4 (15)(44) gemessen [1]. Mit Hilfe der aktiven Kopplung
von Bewegungsmoden eines einzelnen 16 O 7+ -Ions in einer Penningfalle ist
es möglich, eine analoge Messung bei deutlich geringeren Anregungsenergien
der Ionenbewegung und damit auch bei deutlich geringeren systematischen
Unsicherheiten der Fallenparameter durchzuführen. Der resultierende
Wert von g=2.000047021 1 (23)(44) ist mit dem zuvor unabhängig
gemessenen Wert verträglich und trotz deutlich geringerer Statistik von
vergleichbarer Genauigkeit Die vorgestellte Methode reduziert verschiedene
systematische Korrekturen erheblich und erlaubt potentiell eine Verringerung
der bisherigen Unsicherheiten um etwa eine Größenordnung.
[1] J.L. Verdu et al., zur Veröffentlichung eingereicht
A 10.4 Di 15:15 HS 133
Measurement of light shift ratios with a single trapped 138 Ba
ion, and prospects for a parity violation experiment — •Timo
Koerber — Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck
This thesis describes a new scheme for observing RF transitions between
spin states in a single, trapped Ba + ion. We prepare the ion in a
selected magnetic sublevel of either the 6S1/2 ground state or the 5D3/2
metastable state. The ion is exposed to an RF field, and a spin-sensitive
version of the electron shelving method detects the resulting spin state
[1]. This scheme is applied to a precision measurement of light shifts in
Ba + : Zeeman energies are altered by a circularly polarized, off-resonant
laser, and the resulting resonance shifts are measured simultaneously in
both the 6S1/2 and 5D3/2 state. With such a measurement we determine
the ratio of P-D to S-P matrix elements with a precision of < 0.5%. A
similar technique could be employed to measure parity violation with a
single ion [2]. The observable in such an measurement is a spin-dependent
light shift, induced by a parity-violating E1 transition between the S and
D states in Ba + . The experiment and its systematic problems are analyzed
in this thesis. We also propose an alternative scheme using odd
isotopes and the E2-forbidden F = 0 ↔ F = 1 transition, along with an
initial investigation of its systematic effects.
[1] T. W. Koerber et. al., PRL 88, 143002 (2003)
[2] N. Fortson, PRL 70, 2383 (1993)

A 10.5 Di 15:30 HS 133
Charge radii of exotic nuclei: nuclear results versus isotopic
shift calculation — •Marco Tomaselli 1 , Lon-chang Liu 2 ,
Thomas Kuehl 1 , Stephan Fritzsche 3 , and Daniel Ursescu 1
— 1 GSI Planckstr. 1 - D 64291 Darmstadt, Germany — 2 LANL Los
Alamos - NM 87545, USA — 3 Kassel University - D 34132 Kassel,
Germany
We study the charge radii of exotic nuclei through nuclear calculations
and isotopic-shift evaluations. The former ones are performed in
the framework of the DCM and the BDCM [1] for nuclei with odd
and even numbers of valence particles, respectively. These nuclear models
take fully into consideration the correlation between valence particles
as well as between valence and core particles. We will present the results
obtained for the lithium, berilium and uranium isotopes. To check the
reliability of the model, we have carried out isotopic-shift calculations
by applying the DCM to the electron subspace and calculating the fieldand
phase-shift, which characterize the isotopic-shift theory, in suitable
electronic transitions. Our calculated charge radii of the light isotopes
represent our prediction for the experiments presently being performed
at GSI [3].
[[] 1
] M. Tomaselli, Ann. Phys. (N.Y.) 205 (1991) 362;
M. Tomaselli, L.C. Liu, S. Fritzsche et al., GSI, preprint 2002-28.
[[] 2
] M. Tomaselli et al, Can. J. Phys. 80 (2002) 1347
[[] 3
] W. Nörtershäuser et al, Conference of the DPG 3 (2003)
A 10.6 Di 15:45 HS 133
Untersuchungen zur optischen nuklearen Spektroskopie in Th-
229 — •Ekkehard Peik und Christian Tamm — Physikalisch-
Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig
Der Kern Th-229 besitzt einen isomeren Zustand bei lediglich 3,5 eV
Anregungsenergie, der unter Emission magnetischer Dipolstrahlung und
A 11 Photoionisation I
mit einer Lebensdauer von etwa 10 4 s in den Grundzustand zerfällt.
Dieses außergewöhnliche System eröffnet die Möglichkeit einer optischen
nuklearen Spektroskopie. Doppelresonanz-Laserspektroskopie mit gespeicherten
und gekühlten Th 3+ Ionen könnte zur Realisierung einer optischen
Atom-Uhr höchster Genauigkeit dienen [1]. Die größte experimentelle
Herausforderung liegt zur Zeit im direkten Nachweis des optischen
Kernübergangs und einer präzisen Bestimmung seiner Wellenlänge. Wir
diskutieren verschiedene Ansätze, mit denen dieses Ziel erreicht werden
könnte und stellen Ergebnisse von Fluoreszenzuntersuchungen an Th-
Lösungen vor.
[1] E. Peik, Chr. Tamm, Europhys. Lett. 61, 181 (2003).
Gefördert von der DFG im SFB 407.
A 10.7 Di 16:00 HS 133
Anticrossing-Spektroskopie schneller Helium Atome nach Elektroneneinfang
— •Thorsten Ludwig und Gebhard von Oppen
— Institut fuer Atomare Physik und Fachdidaktik, TU-Berlin
Mit dieser Arbeit werden erstmals Anticrossing-Spektren von schnell
bewegten Heliumatomen nach He+-He St#oßen gezeigt. Die Atome entstehen
nach Umladung von He+-Ionen. Die Ionen werden auf 10 bis
50 keV beschleunigt und treffen auf einen gut kollimierten thermischen
Atomstrahl. Im Stoßvolumen werden Feldst#arken von F < 30 kV/cm erzeugt.
Bei den Feldst#arken der Singulett-Triplett-Anticrossings ergeben
sich resonanzartige Intensit#ats#anderungen, aus denen die Ladungsverteilung
der stoßangeregten He-Zust#ande bestimmt werden kann. In
fr#uheren Arbeiten wurden Anticrossing-Spektren der direkt angeregten
thermischen He-Target-Atome beobachtet. In dieser Arbeit konnten
zum ersten Mal Spektren der durch Elektroneneinfang entstehenden
schnellen Atome gemessen werden. Die registrierten Spektren zeigen
eindrucksvoll die ausgepr#agte Asymmetrie der Ladungsverteilung. Bei
den schnellen Atomen ist die Polarisierung entgegengesetzt zu derjenigen
der Projektilatome. Die hier entwickelte Experimentiertechnik bietet
gute M#oglichkeiten, Elektroneneinfang durch He+-Ionen an beliebigen
Targets zu untersuchen.
Zeit: Dienstag 16:30–18:15 Raum: HS 132
A 11.1 Di 16:30 HS 132
Theoretical and experimental investigation of even mp 5 1/2 nl′ autoionizing
resonances in the rare gas atoms Ne, Ar, Kr, and Xe
— •H. Hotop 1 , I.D. Petrov 2 , V.L. Sukhorukov 2 , T. Peters 1 ,
T. Halfmann 1 , U. Even 3 , and A. Wünnenberg 3 — 1 Fachbereich
Physik, Technische Universität, 67653 Kaiserslautern, FRG — 2 Rostov
State University of Transport Communications, 344038 Rostov-on-Don,
Russia — 3 School of Chemistry, Tel Aviv University, Tel Aviv 69978,
Israel
In a joint theoretical and experimental effort, we have investigated the
spectra of even autoionizing resonances mp 5 1/2 nl′ (l ′ = 1, 3) of the rare
gas atoms Rg = Ne, Ar, Kr, and Xe (m = 2-5). The calculations are based
on the Pauli-Fock approach and include core polarization and electron
correlation effects at a high level, as described in [1]. Two different experimental
setups, both involving a pulsed source of metastable rare gas
atoms Rg[mp 5 (m+1)s 3 P2,0] and a frequency-doubled pulsed dye laser of
narrow bandwidth in conjunction with a time-of-flight mass spectrometer
for ion detection, were used to study the even np’ (J = 1,2) and nf’(J =
2,3) autoionizing resonances by single photon excitation. The theoretical
predictions for the energies, widths and lineshapes of the resonances will
be compared with the experimental results.
This work has been supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft,
by the Israeli Science Fund and by the research center OTLAP at
TU Kaiserslautern.
[1] I. D. Petrov, V. L. Sukhorukov, H. Hotop, J. Phys. B 35 (2002) 323;
J. Phys. B 36 (2003) 119
A 11.2 Di 16:45 HS 132
Ionisation by very short intense laser pulses — •Darko Dimitrovski
and John S Briggs — Theoretische Quantendynamik, Universität
Freiburg
We investigate ionisation and excitation of H(1s) in the limit of very
short electric field pulses, analytically and numerically and both in the
limit of small and extremely large peak electric fields. A fully 3D numerical
code based on the discrete variable representation is used for
19
verification of the analytic results.
In the limit of small peak fields, and for a few-cycle laser pulse, the
total ionisation and excitation probabilities, as well as the momentum
distribution can be described well by first order time dependent perturbation
theory. The energy distribution as a result of such pulses shows a
peaked structure and depends on the shape of the carrier. Additionally,
a method for measuring the relative carrier-envelope phase is proposed.
For a half-cycle pulse, the results for the population probabilities depend
only on the momentum transferred by the field and not on the
pulse shape. For a one-cycle pulse and in the limit of very high momentum
transfer (when the atom is completely ionised after the first half
cycle) an asymptotic analytical expression for the ground state probability
is obtained. In this case the ground state probability depends on
both the momentum transferred by the field and the period of the pulse
but not on the pulse shape.
A 11.3 Di 17:00 HS 132
Neue Methode zur Bestimmung des β-Parameters der Photoionisation
— •Tobias Richter 1 , Kai Godehusen 2 , Philippe
Wernet 2 , Michael Martins 3 und Peter Zimmermann 1 —
1 Institut für Atomare Physik, Technische Universität Berlin — 2 Berliner
Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung —
3 Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg
Spezielle Undulatoren neuen Typs können, neben variabler elliptisch
polarisierter Synchrotronstrahlung, auch linear polarisierte Strahlung
mit beliebigen Polarisationswinkeln erzeugen. Dies ermöglicht es mit einer
Standardapparatur zur Messung von integralen Photoionisationswirkungsquerschnitten
auch winkelaufgelöste Wirkungsquerschnitte und damit
den Anisotropieparameter β zu bestimmen. Durch den neuen Aufbau
entfallen einige Probleme herkömmlicher Methoden zur Messung des
β-Parameters, so dass Daten von hoher Auflösung und Genauigkeit gewonnen
werden können.
Vorgestellt werden erste Messungen an freien Metallatomen der 3d-
Gruppe. Es erweist sich, dass die neuen experimentellen Daten höhere
Anforderungen an die theoretischen Modellrechnungen stellen, als dies

ei Messungen ohne Winkelauflösung der Fall ist.
A 11.4 Di 17:15 HS 132
Ionisation und Fragmentation von C60 hervorgerufen durch
energiereiche Photonen — •Axel Reinköster, Sanja Korica,
Georg Prümper, Jens Viefhaus und Uwe Becker — Fritz-Haber-
Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg 4–6, D-14195 Berlin,
GERMANY
Die Ionisation und Fragmentation von C60 wurde mit Synchrotronstrahlung
in einem weiten Energiebereich (hν=26–400 eV) untersucht.
Bislang gab es hier nur wenige Experimente [1-4]. Diskutiert wird die
Energieabhängigkeit der Wirkungsquerschnitte einzelner Fullerenionen.
Ein Vergleich wird gezogen zu den Ergebnissen der Photoelektronenspektroskopie,
die im letzten Jahr vorgestellt wurden. Hierbei wurde unter anderem
ein hoher Doppelaugeranteil bei hohen Energien festgestellt, der
zu einem entsprechenden Dreifachionisationsanteil in dem Fullerenionenexperiment
korrespondiert.
[1] R.K. Yoo et al., J. Chem. Phys. 96 (1992), 911
[2] T. Drewello et al., Int. J. Mass Spectrom. 124 (1993), R1
[3] J. Karvonen et al., J. Chem. Phys. 106 (1997), 3466
[4] J. Kou et al., Chem. Phys. Lett. 374 (2003), 1
A 11.5 Di 17:30 HS 132
Photodoppelionisation von Helium 100 eV und 450 eV über
der Doppelionisationsschwelle — •Alexandra Knapp 1 , A. Kheifets
2 , I. Bray 3 , Th. Weber 1 , A.L. Landers 4 , S. Schössler 1 ,
T. Jahnke 1 , J. Nickles 1 , S. Kammer 1 , O. Jagutzki 1 , L.Ph.H.
Schmidt 1 , T. Osipov 5 , J. Rösch 1,6 , M.H. Prior 6 , H. Schmidt-
Böcking 1 , L. Cocke 5 und R. Dörner 1 — 1 Institut für Kernphysik,
Universität Frankfurt, Germany — 2 Research School of Physical Sciences
and Engineering, Canberra, Australia — 3 Centre for Atomic, Molecular
and Surface Physics, Murdoch University, Australia — 4 Dept. of Physics,
Western Michigan Univ., USA — 5 Dept. of Physics, Kansas State Univ.,
USA — 6 Lawrence Berkeley National Lab., Berkeley, USA
Wir haben vollständig differentielle Wirkungsquerschnitte (FDCS) für
die Photodoppelionisation von Helium bei einer Energie von 100 eV
und 450 eV über der Doppelionisationsschwelle mit der COLTRIMS-
Technik gemessen. Der Vortrag geht sowohl auf die Gemeinsamkeiten als
auch auf die Unterschiede zwischen den FDCS für verschiedenen Energieaufteilungen
auf die beiden Elektronen bei den zwei verschiedenen
Überschussenergien ein.
A 11.6 Di 17:45 HS 132
Messung der Elektronenaffinität von Schwefel mittels Photodetachment-Mikroskopie
— •Sophie Kröger 1 , Christophe
Blondel 2 , Walid Chaibi 2 , Christian Delsart 2 und Cyril
Drag 2 — 1 Institut für Atomare Physik und Fachdidaktik, TU Berlin,
Hardenbergstr. 36, 19623 Berlin — 2 Laboratoire Aimé Cotton, Bât.
505, F-91405 Orsay, Frankreich
A 12 Atomspektroskopie II
Durch Dissoziation von CS2 in einer Gasentladung wird ein Strahl
negativer Schwefel-Ionen erzeugt. Mit einem stabilisierten single-mode
Farbstoff-Ringlaser wird das zusätzliche Elektron abgelöst. Der Nachweis
der Elektronen erfolgt in einem sogenannten Photodetachment-
Mikroskop [1]. Aus den Interferenzringen der im elektrischen Feld beschleunigten
Elektronen wird die Elektronenaffinität bestimmt.
Übergänge vom Multiplett 2 P3/2, 1/2 des negativen Schwefel-Ions zum
Grundmultiplett 3 P2, 1,0 des neutralen Atoms wurden untersucht. Damit
konnte neben der Elektronenaffinität auch der Wert für die Feinstrukturaufspaltung
im negativen Ion ermittelt werden. Die Ergebnisse werden
vorgestellt und eine Vergleich mit Werten aus [2] diskutiert.
[1] C. Blondel, C. Delsart, F. Dulieu, C. Valli, Euro. Phys. J. D, 5, 207
(1999).
[2] T. Andersen, H. K. Haugen, H. Hotop, J. Phys. Chem. Ref. Data, 28,
1511 (1999).
A 11.7 Di 18:00 HS 132
Partial cross sections of doubly excited helium below the N=7
ionization threshold — •Yuhai Jiang 1,2 , Ralph Püttner 1 ,
Rainer Hentges 3 , Jens Viefhaus 3 , Uwe Becker 3 , Jan-Michael
Rost 2 , and Günter Kaindl 1 — 1 Institut für Experimentalphysik,
Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin — 2 Max-Planck-
Institut für Physik Komplexer Systeme, Nöthnitzer Str. 38, 01187 Dresden
— 3 Fritz-Haber-Institut, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin
Partial photoionization cross sections (PCSs), σn, leading to final ionic
states of helium, He + (n), were measured at BESSY II in the region of
doubly excited helium up to the ionization threshold I7 of He + [1]. The
experiments were performed with a time-of-flight (TOF) electron spectrometer
and high photon resolution, ∆E ∼ = 6 meV. The results of these
measurements are a most critical assessment of the decay dynamics of
double-excitation resonances and agree well with those of recent eigenchannel
R-matrix calculations. The mirroring behavior in the PCSs predicted
recently by Liu and Starace [2] is only partially observed. By
discussing the formulas given by these authors in a more general context,
the behavior of the PCSs of helium with respect to mirroring can be
understood.
[1] Y. H. Jiang, R. Püttner, R. Hentges, J. Viefhaus, M. Poiguine, U.
Becker, J. M. Rost, and G. Kaindl, Phys. Rev. A (submitted).
[2] Ch.-N. Liu and A. Starace, Phys. Rev. A 59, R1731 (1999).
Zeit: Dienstag 16:30–18:15 Raum: HS 133
A 12.1 Di 16:30 HS 133
Weitere neue Energieniveaus des Ta 181 - Atoms — •Laurentius
Windholz 1 , Notburga Jaritz 1 , Dieter Messnarz 2 , Helmut
Jäger 1 , Günter H. Guthöhrlein 2 und Rolf Engleman 3
— 1 Institut für Experimentalphysik, Technische Universität Graz,
Petersgasse 16, A-8010 Graz — 2 Laboratorium für Experimentalphysik,
Universität der Bundeswehr Hamburg, Holstenhofweg 85, D-22043
Hamburg — 3 University of New Mexico, Albuquerque, NM
In Fortsetzung unserer laserspektroskopischen Untersuchungen der Hyperfeinstruktur
von Ta I - Linien gelang es, durch Anregung nicht klassifizierbarer
Spektrallinien im Wellenlängenbereich 565 - 610 nm insgesamt
24 neue Energieniveaus gerader Parität und 3 neue Niveaus ungerader
Parität zu finden. Darunter befinden sich 4 Energieniveaus gerader Parität
mit Wellenzahlen unter 40000 cm-1, die theoretisch vorhergesagt
wurden [1], deren Existenz aber erst jetzt experimentell bestätigt werden
konnte.
[1] J.Dembczynski, B.Arcimowicz, G.H.Guthöhrlein, L.Windholz; Z.
Phys. D 39, 143-152 (1997)
20
A 12.2 Di 16:45 HS 133
Experimenteller Test der Zeitdilatation mittels Laserspektroskopie
an schnellen Ionen — •G. Saathoff 1 , G. Huber 2 , S. Karpuk
2 , S. Reinhardt 1 , D. Schwalm 1 , A. Wolf 1 und G. Gwinner 1
— 1 Max-Planck-Institut für Kernphysik, 69029 Heidelberg — 2 Institut
für Physik, Universität Mainz, 55099 Mainz
Am Schwerionenspeicherring TSR des Max-Planck-Instituts für Kernphysik
wurde mittels kollinearer Sättigungsspektroskopie an schnellen
Ionen die bisher genaueste Messung der Zeitdilatation durchgeführt. Dazu
wurden 7 Li + -Ionen bei etwa 7% der Lichtgeschwindigkeit im TSR
gespeichert und die Doppler-verschobenen Frequenzen νp und νa eines
Zweiniveau-Übergangs der Frequenz ν0 parallel und antiparallel zur
Strahlrichtung gemessen. Aus den durch die relativistische Doppler-
Formel gegebenen Resonanzbedingungen ν0 = γ(1 ± β)νa,p folgt, dass
das Mittel dieser beiden Frequenzen um genau den Zeitdilatationsfaktor
γ gegenüber der Ruhefrequenz ν0 verschoben ist , so dass dieser gemäss
γexp = 1
2 (νp+νa)/ν0 bestimmt werden kann. Das Ergebnis bestätigt die relativistische
Zeitdilatation und die Messgenauigkeit von ∆ν/ν = 1×10 −9
liefert eine neue obere Grenze von 2.2 × 10 −7 für mögliche Abweichungen
(G. Saathoff et al. Phys. Rev. Lett. 91, 190403 (2003)). Die Messung

ist momentan durch den Fehler der Ruhefrequenz (∆ν0 = 400 kHz) begrenzt.
Daher ist eine Wiederholung des Speicherring-Experiments an
möglichst langsamen Ionen in Vorbereitung, um so die Ruhefrequenz genauer
zu bestimmen. Insgesamt wird eine weitere Steigerung der Genauigkeit
um etwa einen Faktor 4 erwartet.
A 12.3 Di 17:00 HS 133
Efficient three-step, two-color ionization of plutonium using a
resonance enhanced 2-photon transition into an autoionizing
state — •P. Kunz 1 , G. Huber 1 , G. Passler 1 , and N. Trautmann 2
— 1 Institut für Physik, Universität Mainz, 55099 Mainz, Germany —
2 Institut für Kernchemie, Universität Mainz, 55099 Mainz, Germany
Resonance ionization mass spectrometry (RIMS) is a well established
method for isotope selective ultra-trace analysis of long-lived radioisotopes.
For plutonium a three-step, three-color laser excitation scheme has
been applied for efficient element- as well as isotope-selective ionization.
Thus, detection limits of 10 6 to 10 7 atoms have been achieved for various
types of environmental and biological samples. We present an alternative
three-step, two-color ionization scheme including a two-photon transition
from an excited state into a high-lying autoionizing state, yielding a similar
overall efficiency as the three-step, three-color scheme. In this way,
only two tunable lasers are needed, while the benefits of the three-color
excitation (high selectivity, good efficiency and low non-resonant background)
are preserved or even improved. The two-photon transition has
been characterized with respect to saturation behavior and line width.
The resonance enhancement effect of intermediate bound states will be
discussed.
A 12.4 Di 17:15 HS 133
Charge radii of exotic nuclei: nuclear results versus isotopic
shift calculation — •Marco Tomaselli 1 , Lon-chang Liu 2 ,
Thomas Kuehl 1 , Stephan Fritzsche 3 , and Daniel Ursescu 1
— 1 GSI Planckstr. 1 - D 64291 Darmstadt, Germany — 2 LANL Los
Alamos - NM 87545, USA — 3 Kassel University - D 34132 Kassel,
Germany
We study the charge radii of exotic nuclei through nuclear calculations
and isotopic-shift evaluations. The former ones are performed in
the framework of the DCM and the BDCM [1] for nuclei with odd
and even numbers of valence particles, respectively. These nuclear models
take fully into consideration the correlation between valence particles
as well as between valence and core particles. We will present the results
obtained for the lithium, berilium and uranium isotopes. To check the
reliability of the model, we have carried out isotopic-shift calculations
by applying the DCM to the electron subspace and calculating the fieldand
phase-shift, which characterize the isotopic-shift theory, in suitable
electronic transitions. Our calculated charge radii of the light isotopes
represent our prediction for the experiments presently being performed
at GSI [2].
[[] 1
] M. Tomaselli, Ann. Phys. (N.Y.) 205 (1991) 362;
M. Tomaselli, L.C. Liu, S. Fritzsche et al., GSI, preprint 2002-28.
[[] 2
] W. Nörtershäuser et al, Conference of the DPG 3 (2003)
A 13 Ion-Atom/Molekuel/Ion-Stoesse
A 12.5 Di 17:30 HS 133
Hochpräzise Laserspektroskopie zur Bestimmung des 154 Sm
Ionisationspotenzials — •Annette Schmitt 1 , Bruce Bushaw 2
und Klaus Wendt 1 — 1 Institut für Physik, Johannes Gutenberg-
Universität Mainz — 2 Pacific Northwest National Laboratory, Richland,
USA
Das Ionisationspotenzial ist eine entscheidende, jedes Atom charakterisierende
Größe, die mit Hilfe der hochauflösenden Resonanzionisations-
Massenspektrometrie präzise bestimmt werden kann. Experimentelles
Vorgehen sowie die vergleichsweise aufwendige Auswertung der Daten
werden am Beispiel des Samariums vorgestellt.
Es kommen drei kontinuierliche Laser zum Einsatz, mit denen über
zwei resonante Zwischenschritte Rydbergserien mit Hauptquantenzahlen
von n=60 bis 160 in einem spektralen Bereich von 30 cm −1 bis 4
cm −1 unterhalb des ersten Ionisationslimits angeregt werden. Mit Hilfe
einer modifizierten Rydberg-Ritzformel wird das Konvergenzlimit der Serie
bestimmt. Eine Modifikation ist unerlässlich, da Samarium zur Gruppe
der Lanthanide gehört, eine nur teilweise gefüllte Unterschale und
damit ein sehr komplexes Spektrum besitzt. Rydbergserien werden daher
durch Zustände anderer Konfigurationen gestört. Darüberhinaus sind
Rydbergzustände hoher Hauptquantenzahlen sehr empfindlich auf elektrische
Felder. Beide Effekte verschieben die Linienlagen und beschränken
die Genauigkeit, mit der das Konvergenzlimit extrahiert werden kann.
Erreicht wurden 0.00004 cm −1 . Damit kann das Ionisationspotenzial zu
45519.30793(40) cm −1 angegeben werden. Dies ist gegenüber dem Literaturwert
eine Genauigkeitssteigerung um 4 Größenordnungen.
Gruppenbericht A 12.6 Di 17:45 HS 133
Messung der Isotopieverschiebung des 2S1/2 → 3S1/2 Zweiphotonenüberganges
in 8,9 Li zur Bestimmung des Ladungsradiuses
— •Wilfried Nörtershäuser 1,2 , Bruce A. Bushaw 3 , Andreas
Dax 4 , Gordon W. F. Drake 5 , Guido Ewald 1 , Agnieszka
Gluzicka 6 , Reinhard Kirchner 1 , H.-Jürgen Kluge 1 , Thomas
Kühl 1 , Rodolfo Sanchez 1 und Claus Zimmermann 2 — 1 GSI
Darmstadt — 2 Physikalisches Institut, Universität Tübingen — 3 PNNL,
Richland, USA — 4 PSI, Villingen, Schweiz — 5 University Windsor, Kanada
— 6 Department of Physics, Warsaw University, Poland
Die Bestimmung des mittleren quadratischen Ladungsradiuses von
Atomkernen über die laserspektroskopische Messung der Isotopieverschiebung
wurde in den letzten Jahrzehnten mit grossem Erfolg für eine
Vielzahl radioaktiver Isotope eingesetzt. Für leichte Elemente wird diese
Methode jedoch zunehmend schwieriger, weil der Feldeffekt immer kleiner
und der Masseneffekt grösser wird. Bislang war Neon das leichteste Element
für dessen radioaktive Isotope der Ladungsradius so bestimmt werden
konnte. Durch die Kombination präziser theoretischer Berechnungen
zum Masseneffekt in Drei-Elektronen-Systemen und der Messung der Isotopieverschiebung
des 2S1/2 → 3S1/2 Überganges in 8,9 Li ist es uns jetzt
gelungen den Ladungsradius dieser Isotope zu bestimmen. Gleichzeitig
konnten wir demonstrieren, dass die Effizienz unseres Nachweisverfahrens
ausreicht, um auch die Isotopieverschiebung des Halokerns 11 Li mit
den an ISOLDE oder TRIUMF erreichten Produktionsraten zu bestimmen.
Zeit: Donnerstag 11:00–12:30 Raum: HS 132
A 13.1 Do 11:00 HS 132
Kombinatorische Untersuchung der Edelgas-Mehrfach-Ionisation
durch Protonen unter Berücksichtigung von Auger-artigen
Prozessen — •Tobias Spranger und Tom Kirchner — Institut für
Theoretische Physik, TU Clausthal, Leibnizstraße 10, 38678 Clausthal-
Zellerfeld
Die Ionisation von Atomen durch Stoß mit einem Ion kann am effektivsten
im Modell unabhängiger Teilchen beschrieben werden. In diesem
Modell werden die Wahrscheinlichkeiten berechnet, mit denen die Elektronen
in den einzelnen Schalen ionisiert werden. Die Wahrscheinlichkeit
einer Mehrfachionisierung kann modelliert werden, indem diese Einzelwahrscheinlichkeiten
statistisch kombiniert werden.
Hier wird ein kombinatorisches Verfahren vorgestellt, mit dem sich die
Ionisation bei hohen Projektilgeschwindigkeiten (ca. 1 MeV/amu) besser
modellieren lässt als durch das Standard-Binominalverfahren. Die Verbesserung
wird durch die Einführung eines Zusatzfaktors erreicht, der
21
die Auger-artige Elektronenemission beschreibt. Für Proton-Neon- und
Proton-Argon-Stöße werden die Berechnungen nach diesem Modell mit
experimentellen Daten verglichen.
A 13.2 Do 11:15 HS 132
Break-up of molecular hydrogen in singly ionising collisions
with fast protons — •Christina Dimopoulou 1 , C. Hoehr 1 , D.
Fischer 1 , R. Moshammer 1 , A. Dorn 1 , C.D. Schroeter 1 , J.R.
Crespo Lopez-Urrutia 1 , H. Kollmus 2 , R. Mann 2 , S. Hagmann 2 ,
P. Fainstein 3 , and J. Ullrich 1 — 1 Max-Planck-Institut fuer Kernphysik,
Saupfercheckweg 1, D-69117 Heidelberg — 2 Gesellschaft fuer
Schwerionenforschung, Planckstrasse 1, D-64291 Darmstadt — 3 Centro
Atomico Bariloche, Avenida E.Bustillo 9500-8400, Bariloche, Argentina
Single ionisation of H2 by 6 MeV proton impact has been studied in
a kinematically complete experiment using the COLTRIMS technique
(reaction-microscope). There are two basic channels in the single ioni-

sation of H2 : in the first case a H + 2 ion is formed (”pure” ionisation),
whereas, with a small probability, single ionisation is accompanied by
dissociation into a proton and a H atom (ground state dissociation). For
both channels, the emitted electron and the recoil ion have been recorded
in coincidence. Thus, the electron energy distributions for pure ionisation
and that coincident with dissociation have been measured. Surprisingly,
significant differences are observed though the kinetic energy released in
the dissociation amounts to only a few tens of meV. In the case of pure
ionisation of H2 fully differential cross-sections for low-energy electrons
have been measured as well. Furthermore, in the case of ground state dissociation
we have been able to determine the orientation of the molecule.
Thus, electron emission spectra for fixed-in-space H2 have been analysed.
The experimental results will be presented and discussed. Whenever possible,
a comparison with theoretical calculations has been made as well.
A 13.3 Do 11:30 HS 132
Kontrolle atomarer Stöße durch polarisiertes Laserlicht —
•A. Grimpe 1 , C. Figl 1 , R. Goldstein 1 , J. Grosser 1 , O. Hoffmann
1 , F. Rebentrost 2 und T. Schmidt 1 — 1 Institut für Atomund
Molekülphysik, Abteilung Atomare Prozesse, Universität Hannover
— 2 Max-Planck Institut für Quantenoptik, Garching
Wir untersuchen die optische Anregung von NaNe Stoßpaaren
Na + Ne + hν → Na ∗ + Ne
in gekreuzten Teilchenstrahlen mit differentiellem Nachweis. Diese Stoßpaare
verhalten sich wie ein mikroskopisches Interferometer, in dem das
Licht als Strahlteiler fungiert.
Der differentiellen Wirkungsquerschnitt zeigt eine Oszillationstruktur.
Sie ensteht, da zwei unterschiedliche Trajektorien der atomaren Wellenfunktion
während des Stoßes miteinander interferieren. Durch Variation
der Polarisation des Lichtfeldes haben wir die vollständige Kontrolle über
die relative Phase und Amplitude der jeweiligen Beiträge zum Wirkungsquerschnitt.
Wir können so die Maxima und den Kontrast der Oszillationen
gezielt einstellen. a .
a ”Control of atomic collisions by laser polarization”
T. Schmidt, C. Figl, A. Grimpe,
J. Grosser, O. Hoffmann, F.Rebentrost
Physical Review Letters angenommen
Homepage: www.ampap.uni-hannover.de
A 13.4 Do 11:45 HS 132
Detaillierte Einblicke in atomare und molekulare Stoßprozesse
und Präzisionstests von Potentialen mit Optischen Stößen
— •Olaf Hoffmann 1 , André Grimpe 1 , Cristina Figl 1 , Ralf
Goldstein 1 , Joachim Grosser 1 und Frank Rebentrost 2 —
1 Abteilung Atomare Prozesse, Universität Hannover — 2 MPQ, Garching
Differentiell in gekreuzten Teilchenstrahlen untersuchte optische Stöße
A + X + hν → A ∗ + X
(A Alkali- oder Erdalkaliatom, X Edelgas oder Molekül)
ermöglichen einen detaillierten Einblick in elementare Stoßprozesse.
Messungen stark strukturierter differentieller Querschnitte zu den Stoßpaaren
CaAr, KAr, LiHe erlauben einen Präzisionstest von Potentialen
A 15 Poster 2
oder gar eine Anpassung von Potentialen mit einer Genauigkeit von wenigen
Wellenzahlen.
Während Querschnitte für NaX mit X = N2, O2, C2H2, CO, CO2 relativ
unstrukturiert sind, was auf eine Mittelung über nicht präparierte
Rotationszustände zurückzuführen ist, zeigen sich beim Stoßpaar Li-
Wasserstoff trotz fehlender Präparation interessante Strukturen wie bei
einem atomaren Stoßpartner. Ein Vergleich zwischen LiHe und LiD2 zeigt
überraschende Ähnlichkeiten der gemessenen Querschnitte, wohingegen
zwischen LiH2(ortho) und LiH2(para) deutliche Unterschiede auftreten.
A 13.5 Do 12:00 HS 132
Charge-Exchange Cross Sections and the Gas-Solid Effect
— •Andrè Fettouhi 1,2 , Franck Becker 1 , David Boutin 1 ,
Hans Geissel 1,2 , Ronja Knöbel 2 , Jan Kurcewicz 3 , Yuri
Litvinov 1 , Hidemi Ogawa 4 , Mauricio Portillo 1 , Christoph
Scheidenberger 1,2 , Jens Stadlmann 1 , Helmut Weick 1 , Martin
Winkler 1,2 , and Nan Yao 1,2 — 1 Gesellschaft für Schwerionenforschung,
Planckstrasse 1, D-64291 Darmstadt, Germany — 2 II.
Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, Heinrich-
Buff-Ring 16, D-35392 Gießen, Germany — 3 Institute of Experimental
Physics, Warsaw University, PL-00-681 Warsaw, Poland — 4 Department
of Physics, Nara Women’s University, Kitauoya-Nishimachi, Nara
630-8506, Japan
It has been known for some time now that the gas-solid effect in charge
exchange cross sections arises from differences in the mean free path
length. In a gas the mean free path length is usually 1 order of magnitude
larger than in solids. With the Fragment Separator at GSI we
investigated this effect with Ni 27+ and Ni 28+ ions penetrating through
various solids and gases at 200 MeV/u. At this energy the ionization
cross section is much larger than that of capture, making it possible to
study the effect by comparing the fully stripped and H-like Ni ions. The
results of the experimental data are presented, along with a short note
on the Zt-dependence of the cross sections.
A 13.6 Do 12:15 HS 132
Femtosecond laser induced Backfluorescence spectra of dense
Rb and Cs vapour — •Goran Pichler, Ticijana Ban, Damir
Aumiler, and Robert Beuc — Institute of Physics, Bijenicka cesta
46, HR 10000 Zagreb, Croatia
We performed backfluorescence measurements induced by Ti:Sa femtosecond
laser oscillator in dense rubidium and cesium vapours, generated
in all sapphire cells. In both cases the temperatures and densities
were so high that no laser light could be transmitted through the cells.
The sepctra were taken by OceanOptics spectrometer S2000. The main
goal was to inspect the appearance of some new structured molecular
continua. Beside well-known diffuse bands and extended resonance line
wings with corresponding satellite bands only very few new phenomena
appeared. In the near infrared spectral region we definitely found broad
structured continua, which may be attributed to avoided crossings of a
certain number of interacting potential curves. In the case of Cs-Cs interaction,
the structured continua may be correlated to giant resonances
in the multiphoton ionization spectrum of ultracold cesium molecules.
Those molecules were created in the lowest triplet states by spontaneous
emission after the tunneling process through the potential barrier in Ogstate.
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
A 15.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Elektronen Korrelationen bei Multiphotonen Doppelionisation
— •Matthias Weckenbrock 1 , A. Staudte 1 , A. Becker 2 ,
D. Zeidler 3 , Th. Weber 4 , M. Schoeffler 1 , O. Jagutzki 1 , M.
Meckel 1 , S. Kammer 1 , M. Smolarski 1 , V.R. Bhardwaj 3 , D.M.
Rayner 3 , D.M. Villeneuve 3 , P.B. Corkum 3 und R. Doerner 1
— 1 Institut fuer Kernphysik, Universitaet Frankfurt am Main — 2 Max
Planck Institut fuer Physik komplexer Systeme, Dresden — 3 National
Research Council, Ottawa, Kanada — 4 Lawrence Berkeley National Lab,
Berkeley,USA
Untersucht wurde die Korrelation von Elektronen, die in einem
Laserfeld (bei 800nm und einer Intensitaet im Fokuspunkt von
22
1, 9x10 14 W/cm 2 ) durch die Doppelionisation von Argon erzeugt wurden.
Die Ergebnisse zeigen eine ”back-to-back-Emission” der Elektronen, die
sich senkrecht zur Polarisationsrichtung des Laserstrahls bewegen. Untermauert
werden diese Ergebnisse durch eine weitere Messreihe, bei der Neon
in einem hochenergetischen elektromagnetischen Feld eines Lasersystems
ebenfalls bei 800nm und etwa 1, 9x10 14 W/cm 2 doppelionisiert wird.
Mit dieser Messung gelang es erstmals alle drei Impulskomponenten aller
an der Ionisation beteiligter Teilchen mit hinreichend guter Aufloesung
zu bestimmen. Es koennen vollstaendig differentielle Winkelverteilungen
konstruiert werden. Es ist weiterhin moeglich zwischen der Elektronen-
Abstossung einerseits, bei der beide Elektronen nahezu gleichzeitig emittiert
werden und dem Verschwinden dieser Abstossung andererseits, hier

werden die Elektronen nacheinander erzeugt, zu unterscheiden.
A 15.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Analysis of Very Large Clusters in Strong Laser Pulses —
•Ionut Georgescu and Jan-Michael Rost — Max-Planck-Institut
für Physik komplexer Systeme, Nöthnitzer Strasse 38, 01187 Dresden,
Germany
The new x-ray free electron laser (XFEL) sources under construction
at DESY in Hamburg and at the LCLS in Stanford will open new land
in the exploration of the laser-matter interaction. Clusters play an important
role in this field, as they make the transition from the atom to
the solid. A rather rough transition, with interesting effects such as emission
of very fast ions and electrons or the production of coherent x-ray
radiation.
A good understanding of the cluster dynamics under intense, hard xray
laser fields is therefore essential for the design of the new experiments.
Current MD simulations are limited to rather small clusters (N ∼ 1000),
mainly because the required computational resources increase with N 2 .
We introduce a hybrid algorithm which aims to release the stress on these
resources and open up the way to significantly larger clusters. In a first
step, we test the algorithm by comparing to full calculations for short
infrared pulses.
A 15.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Silbercluster in starken Feldern – Abhängigkeit der Aufladung
von der Laserintensität — •T. Döppner, Th. Diederich, P. Radcliffe,
J. Tiggesbäumker und K.-H. Meiwes-Broer — Fachbereich
Physik, Universität Rostock, Universitätsplatz 3, 18051 Rostock
Bei der Wechselwirkung von Metallclustern mit intensiven Laserfeldern
(10 13 . . . 10 16 W/cm 2 ) ist eine Coulomb–Explosion hochgeladener
Ionen zu beobachten. Eine Maximierung der Ladungszustände konnte
mit Pulslängen zwischen 600 und 800fs erzielt werden, deren Ursache die
zeitverzögerte resonante Einkopplung in die kollektive Mode des Clusters
ist [1,2]. Es wird eine Methode vorgestellt, mit der die Abhängigkeit der
Aufladung von der Laserintensität genauer charakterisiert werden kann.
Dabei wird die Lage des Laserfokus zum Clusterstrahl systematisch variiert.
Es zeigt sich, dass die höchste Zählrate nicht bei der Linsenstellung
erzielt wird, bei der im Wechselwirkungsvolumen die maximale Laserintensität
herrscht.
[1] L. Köller, M. Schumacher, J. Köhn, S. Teuber, J. Tiggesbäumker, and
K.H. Meiwes–Broer, Phys. Rev. Lett. 82, 3783 (1999)
[2] T. Döppner, S. Teuber, Th. Diederich, Th. Fennel, P. Radcliffe, J.
Tiggesbäumker, K.H. Meiwes–Broer, Eur. Phys. J. D 24, 157 (2003)
A 15.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Relativistische Quantendynamik in gekreuzten Laserfeldern —
•Matthias Ruf 1 , Guido R. Mocken 1 , Karen Z. Hatsagortsyan
2 und Christoph H. Keitel 1 — 1 Theoretische Quantendynamik,
Fakultät für Mathematik und Physik, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
— 2 Yerevan State University, Armenia
In dieser Arbeit untersuchen wir numerisch die Dirac-Dynamik von
Elektronen in starken, gekreuzten Laserfeldern. Gekreuzte Laserfelder
sind in zweierlei Hinsicht interresant. Zum einen bilden sie eine stehende
Welle, in der wir die Schwerpunktsbewegung des Wellenpaketes und
dessen Verbreiterung betrachten. Hier gibt es durch die entgegengesetzt
wirkenden Lorentzkräfte eine räumlich eingeschränktere Dynamik als bei
propagierenden Wellen.
Zum anderen kann man den Übergang von negativen zu positiven Energiezuständen
untersuchen. In der Dirac-Theorie stellt man sich Paarerzeugung
als Übergang von Elektronen aus einem negativen in einen positiven
Energiezustand vor. Dieser Übergang ist aber nicht durch nur
einen starken Laser realisierbar, da die Energie- und Impulserhaltung
verletzt wäre. Man benötigt ein drittes Teilchen, zum Beispiel ein Photon
mit entgegengesetztem Impuls, welches durch das zweite Laserfeld
zur Verfügung gestellt wird.
A 15.5 Do 14:00 Schellingstr. 3
Ein Reaktionsmikroskop für niederenergetische Elektronenstoßexperimente
— •Martin Dürr, Jochen Steinmann,
Cornelia Höhr, Claus-Dieter Schröter, Alexander Dorn
und Joachim Ullrich — Max-Planck-Institut für Kernphysik,
Heidelberg
Mit der kombinierten Elektronen- und Rückstoßionen-Impulsspektroskopie
läßt sich die Dynamik von atomaren Stoß- und Fragmentationsprozessen
im Detail untersuchen [1]. Für die Elektronenstoßionisation sind
23
damit eine Reihe neuer, bisher undurchführbarer Experimente möglich
geworden. Dies wird anhand von kinematisch vollständigen Daten zur
Einfachionisation von Edelgas-Dimeren, zu laserassistierten Stößen und
zur Doppelionisation [2] demonstriert. Die bisher bei Projektilenergien
von E0 > 500 eV durchgeführten Experimente sollen nun zu deutlich
kleineren Energien (E0 ≪ 100 eV) hin erweitert werden. Man erhält
dadurch Zugang zu der sehr interessanten Vielteilchendynamik bei den
Schwellenenergien der betrachteten Prozesse. Die dazu notwendigen Modifikationen
des Reaktionsmikroskops werden diskutiert und erste Ergebnisse
vorgestellt.
[1] J. Ullrich et al., Rep. Prog. Phys. 66, 1463 (2003)
[2] A. Dorn et al., Phys. Rev. Lett. 86, 3755 (2001)
A 15.6 Do 14:00 Schellingstr. 3
Fragmentation von H2 in ultrakurzen Laserpulsen — •Bernold
Feuerstein, Artem Rudenko, Karl Zrost, Vitor L. B. de Jesus,
Claus Dieter Schröter, Robert Moshammer und Joachim
Ullrich — Max-Planck-Institut für Kernphysik, 69117 Heidelberg,
Saupfercheckweg 1
Die Fragmentation von Wasserstoff-Molekülen in intensiven (0.2 bis
0.5 PW/cm 2 ), ultrakurzen (6 bis 23 fs) Laserpulsen wurde mit einem
sog. Reaktionsmikroskop untersucht. Hierzu wurde ein kalter Überschall-
Molekularstrahl mit einem Ti:Sa-Laserstrahl (800 nm Wellenlänge) gekreuzt
und die Impulsvektoren aller bei der Reaktion entstehenden Fragmente
(Ionen und Elektronen) koinzident vermessen. Die Form der Spektren
sowie die Verzweigungsverhältnisse der einzelnen Fragmentationskanäle
(Dissoziation, sequentielle und nicht-sequentielle Coulombexplosion)
zeigen sich abhängig von Intensität und Pulslänge. Erste Ergebnisse
werden vorgestellt und die Zeitentwicklung der molekularen Fragmentationsdynamik
in starken Laserfeldern diskutiert.
A 15.7 Do 14:00 Schellingstr. 3
Alignment und Orientierung von KrII 4p45p Zuständen beim
Raman Auger Zerfall der Kr 3d 9 5/2 5p 3/2 -Resonanz — •S. Kammer
1 , R.H. Schill 1 , S. Mickat 1 , K.-H. Schartner 1 , L. Werner 2 ,
S. Klumpp 2 , Yu. Schutov 2 , A. Ehresmann 2 , H. Schmoranzer 2 ,
B.M. Lagutin 3 und V.H. Sukhorukov 3 — 1 I. Physikalisches Institut,
Justus Liebig-Universität, 35392 Giessen — 2 Fachbereich Physik, Technische
Universität Kaiserslautern, 67653 Kaiserslautern — 3 Rostov State
University of Transport Communications, 344038 Rostov-on-Don, Russia
Hohe Primärauflösung und wahlweise zirkulare oder lineare Polarisation
der dispergierten Undulatorstrahlung der UE 56 - PGM Strahlrohre
von BESSY II erlauben die Untersuchung des Zerfalls der Kr 3d 9 5/2 5p 3/2
Resonanz unter Raman Bedingungen. Die Bandbreite der anregenden
Photonen beträgt 10 meV im Vergleich zu 83 meV als natürlicher Linienbreite.
Berechnungen zeigen insbesondere für J=3/2 -Zustände der KrII
4p 4 5p -Konfiguration eine Energieabhängikeit des Alignmentparameters
A20 und des Orientierungsparameters O10 innerhalb der Resonanzbreite,
die aus der Überlagerung beteiligter Besetzungsmechanismen resultiert.
Aus der Messung von A20 und O10 wird versucht, die beteiligten interferierenden
Elektronenpartialwellen zu bestimmen.
A 15.8 Do 14:00 Schellingstr. 3
Strahlende Zerfälle doppelt angeregter Helium Zustände — •S.
Mickat 1 , S. Kammer 1 , R.H. Schill 1 , K.-H. Schartner 1 , L. Werner
2 , S. Klumpp 2 , Yu. Schutov 2 , A. Ehresmann 2 , H. Schmoranzer
2 und V.H. Sukhorukov 3 — 1 I. Physikalisches Institut, Justus
Liebig-Universität, 35392 Giessen — 2 Fachbereich Physik, Technische
Universität Kaiserslautern, 67653 Kaiserslautern — 3 Rostov State University
of Transport Communications, 344038 Rostov-on-Don, Russia
Die sieben Rydbergserien doppelt angeregter J=1 Zustände mit ungerader
Parität im Helium, die gegen die N=2 Ionisationsschwelle konvergieren,
können strahlend zerfallen. Für die (pd, 2n)( 1 P) Zustände mit
n=3, 4 und 5 und den (sp, 25+)( 1 P) Zustand wurden die möglichen
Zerfallskaskaden über Spektren im VUV und sichtbaren Spektralbereich
nachgewiesen. Zur Anregung wurde die Undulatorstrahlung der
U 125 - PGM Strahlrohre bei BESSY II verwandt. Aus den Linienintensitäten
der Übergänge im einfach angeregten Helium lassen sich bei
Kenntnis der Verzweigungsverhältnisse Zerfallsraten für den Übergang
in die einfach angeregten Zustände auf relativer Basis bestimmen. Die
Durchführung eines geeigneten Normierungsprozess ermöglicht ein Vergleich
mit der Berechnung auf absoluter Basis. In der durchgeführten
spektralen Analyse des strahlenden Zerfalls konnten auch die Triplett
Resonanzen (pd, 2n) 3 D mit n=5 und 6 und deren Zerfall beobachtet
und damit eine Abschwächung der LS Kopplung bei Ein-Photonen-

Anregungsprozessen bestätigt werden.
A 15.9 Do 14:00 Schellingstr. 3
Two–photon ionization of heavy atomic systems — •Andrey
Surzhykov, Peter Koval, and Stephan Fritzsche — Universität
Kassel, D–34132 Kassel, Germany
Multi–photon ionization processes have been studied in great detail
during the last decade, both experimentally and theoretically. Until now,
however, most of these studies remained focused on the ionization of
outer–shell electrons because powerful laser sources in the EUV and Xray
region have not been available any way. The development of new
synchrotron light sources have made it more likely to investigate the few–
photon excitation/ ionization also for heavy atoms and ions like highly
charged ions or atomic inner–shells [1].
In this contribution, we explore theoretically the two–photon ionization
of heavy atoms. To understand the relativistic phenomena in two–photon
ionization, we investigate hydrogen-like ions in the 2s–metastable state.
Although, in the total cross sections, the relativistic behavior shows up
only in a splitting of resonances and an overall decrease, the electron angular
distribution may change qualitatively, in dependence on the photon
energy. To reveal, in addition, the many–electron effects, the two–photon
ionization of helium atom and argon K– and L–shells is considered. An
interesting, unusual dependence of of the L–shell cross section on the
polarization of light makes this shell a promising candidate for an experimental
study of two-photon ionization.
[1] M. A. Kornberg, A. L. Godunov, S. I. Ortiz, D. L. Ederer, J. H.
McGuire and L. Young, Journal of Synchrotron Radiation 9 (2002) 298.
A 15.10 Do 14:00 Schellingstr. 3
Assignment of Rydberg series of doubly excited states in
Kr near the 4s ionization threshold — •Stephan Klumpp 1 ,
Lutz Werner 1 , Arno Ehresmann 1 , Hans Schmoranzer 1 , Sven
Kammer 2 , Sascha Mickat 2 , Karl-Heinz Schartner 2 , Ivan D.
Petrov 3 , Boris M. Lagutin 3 , Philip V. Demekhin 3 , and Victor
L. Sukhorukov 3 — 1 Fachbereich Physik, TU Kaiserslautern Erwin-
Schrödinger-Str. D-67663 Kaiserslautern, Germany — 2 I. Physikalisches
Institut, Justus-Liebig-Universität Giessen, D-35392 Giessen, Germany
— 3 Rostov State University of Transport Communicatioons, 344038
Rostov-on-Don, Russia
Rydberg series of doubly excited states near the Kr 4s ionization
threshold were examined using photon-induced fluorescence spectroscopy
(PIFS). Synchrotron radiation of very narrow bandwidth (∆E = 1.7eV )
from the electron storage ring BESSY II, Berlin,at the undulator source
U125/1 and monochromatized by a PGM monochromator was used as
source of the exciting photons. With the achieved narrow bandwidth it
was possible to assign quantum numbers to the Rydberg electrons of the
examined doubly excited states for the first time.
A 15.11 Do 14:00 Schellingstr. 3
Calculation of resonance transmission probabilities in 1D systems
— •Jamal Berakdar, Oleg Kidun, and Natasha Fominykh
— Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, D-06120
Halle, Germany
Extending and using the variable phase approach [1-2] we investigate
the phenomena of resonance transmission in one-dimensional systems
with non-local interactions. We derive determining equations for the spatial
and the energy dependence of the reflection and transmission functions.
Applications of the developed method for different objects such
as conducting quantum wires with the a single impurity and quantum
wells are presented. The advantages of this approach in the studies of
nanostructures is discussed.
[1] F. Calogero, Variable Phase Approach in Potential Scattering, AP,
NY (1967)
[2] O. Kidun, N. Fominykh, J. Berakdar, J. Phys. A 35, 9413 (2001)
A 15.12 Do 14:00 Schellingstr. 3
Optimal control of the molecular orientation by half-cycle
pulses — •Jamal Berakdar and Alex Matos-Abiague —
Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, D-06120
Halle, Germany
The orientation of polar linear molecules at low temperatures (¡10 K)
can be controlled by applying exteral electromagnetic fields. The question
addressed in this contribution is that which kind of electromagnetic pluses
24
lead swiftly to maximal molecular orientation that can be sustained for a
long time (piscoseconds). As a driving field we consider (finite) trains of
half-cycle pulses [1]. Our analysis of the quantum dynamics is based on
a simplified model which yields analytical conditions for the parameters
of the pulses (number of pulses, strength and time delays). The analytical
predictions are largely confirmed by a full numerical time-dependent
study of the orientation process for NaI molecules [2]. Including finite
temperature effects it turned out that the molecular orientation persists
at considerable temperatures ( 10 K).
[1] A. Matos-Abiague and J. Berakdar, Chem. Phys. Lett. 382, 475-480
(2003).
[2] A. Matos-Abiague and J. Berakdar, Phys. Rev. A 68, 0634XX
(2003).
A 15.13 Do 14:00 Schellingstr. 3
Double photo ionization from oriented and aligned atoms —
•Jamal Berakdar 1 and Nikolay Kabachnik 2 — 1 Max-Planck-
Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, D-06120 Halle, Germany
— 2 Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, D-06120
Halle, Germany, Institute of Nuclear Physics, Moscow State University,
119992 Moscow, Russia
We present a formal analysis for the structure of the matrix elements
for the one-photon two-electron transitions in oriented and aligned atoms.
Based on a density-matrix treatment we show that the geometrical and
the dynamical properties can be disentangled and the cross section can
be written as a sum of terms which have a definite transformation behaviour
with respect to symmetry operations (rotations and reflections)
acting on the relevant vectors in the reaction (electron pair wave vectors,
atom quantisation axis, photon wave vector). The power of the present
approach and the physical significance of the various terms are discussed
and illustrated by numerical examples.
A 15.14 Do 14:00 Schellingstr. 3
Photodetachment in a strong circularly polarized laser field and
ATI beyond the dipole approximation — •Michael Klaiber,
Igor Kiyan, Svea Beiser, and Christoph H. Keitel — Fakultät für
Mathematik und Physik , Albert-Ludwigs-Universität, D-79104 Freiburg,
Germany
We investigate the process of a negative ion in a strong circularly polarized
field. Our approach employs the saddle point analysis of contributions
to the multiphoton transition amplitude. The method is based on
the strong field approximation. Furthermore we calculate the photoelectron
spectrum for different p-initial states of F − . We compare our results
with an earlier work of Reiss[1], which used the velocity gauge. Finally
we investigate the influence of different approximations of the intial state
wavefunction of the negative ion on the transition amplitude.
Our second research topic is ATI in strong laser fields. We are interested
in magnetic field effects on the photoelectron energy spectrum. In
this analytical approach the single active electron approximation is applied.
Again we use the saddle point method to calculate the dynamics
of the electron wavepacket. Main emphasis is placed on the role of the
magnetic component of the laser field and the recollision of the electron,
which is considered by the generalized strong field approximation.
[1] H.R. Reiss, Phys. Rev. A 22, 1786 (1980)
A 15.15 Do 14:00 Schellingstr. 3
Quantendynamik eines Dirac-Elektrons in Wechselwirkung mit
intensiven Laserfeldern und hochgeladenen Ionen — •Guido
R. Mocken und Christoph H. Keitel — Theoretische Quantendynamik,
Physikalisches Institut, Universität Freiburg, Hermann-Herder-
Straße 3, D-79104 Freiburg, Germany
Die großen Fortschritte der letzten Zeit sowohl bei der Erzeugung hochintensiver
Laserstrahlung als auch bei der Produktion hochgeladener Ionen
haben das Interesse an der Dynamik eines Elektrons in lasergetriebenen
ionischen Systemen stark wachsen lassen [1]. Bei Laserintensitäten
jenseits 10
18 W
cm 2, wenn sich die klassische Geschwindigkeit des Elektrons
der Lichtgeschwindigkeit nähert, wird eine relativistische Behandlung unvermeidlich,
da relativistische Effekte wie die Massenverschiebung, der
Einfluß des Magnetfeldes und des Elektronenspins relevant werden [2].
Um diese zu berücksichtigen, lösen wir, basierend auf dem Split-
Operator-Verfahren, die Diracgleichung numerisch in zwei plus eins Dimensionen
und untersuchen hiermit die laserassistierte Streuung von ursprünglich
freien und ruhenden Elektron-Wellenpaketen an einem oder
mehreren hochgeladenen Ionen [3] und die Wechselwirkung eines im ionischen
Grundzustand gebundenen Eletrons mit einem intensiven, kurzen

Laserpuls [4].
[1] C. J. Joachain, M. Dörr, N. Kylstra, Adv. At. Mol. Phys. 42, 225-286
(2000); C. H. Keitel, Contemp. Phys. 42, 353-363 (2001).
[2] A. Maquet, R. Grobe, J. Mod. Opt. 49, 2001-2018 (2002)
[3] G. R. Mocken, C. H. Keitel, Phys. Rev. Lett. 91, 173202 (2003)
[4] G. R. Mocken, C. H. Keitel, eingereicht.
A 15.16 Do 14:00 Schellingstr. 3
Stabilisierung in hoch- und niedrigfrequenten Laserfeldern —
•Andreas Staudt und C.H. Keitel — Physikalisches Institut, Universität
Freiburg, Hermann-Herder-Str. 3, 79104 Freiburg
Durch die Fortschritte in der Lasertechnologie in den letzten Jahren
wurden Intensitätsbereiche erschlossen, bei denen die Wechselwirkung
mit atomaren Systemen nichtperturbativ behandelt werden muß. Einer
der ungewöhnlichsten Effekte, die in diesem Regime auftreten, ist die
sogenannte Stabilisierung [1,2]. Hierunter versteht man, daß die Ionisationswahrscheinlichkeit
von Atomen trotz steigender Laserintensität
nicht monoton zunimmt, sondern sogar sinken kann.
Mit Hilfe eines Modellatoms für Helium, welches die Integration der
Schrödingergleichung in zwei Dimensionen unter Einbeziehung der
Magnetfeldeffekte des Laserpulses ermöglicht [3], wird die Stabilisierung
von Zweielektronenatomen in starken Laserfeldern untersucht [4].
Im Vordergrund steht dabei der Einfluß der Elektron-Elektron-
Wechselwirkung auf den Stabilisierungseffekt, sowie die Frage, bei
welchen Laserfrequenzen dieser auftreten kann.
[1] J.H. Eberly und K.C. Kulander, Science 262, 1229 (1993); M. Gavrila,
J. Phys. B 35, R147 (2002)
[2] M.P. de Boer et al., Phys. Rev. Lett. 71, 3262 (1993); N.J. van Druten
et al., Phys. Rev. A 55, 662 (1997)
[3] J. Prager und C.H. Keitel, J. Phys. B 35, L167 (2002); A. Staudt, J.
Prager und C.H. Keitel, Europhys Lett. 62, 691 (2003)
[4] A. Staudt und C.H. Keitel, J. Phys. B 36, L203 (2003)
A 15.17 Do 14:00 Schellingstr. 3
Non-sequential double ionization with few-cycle laser pulses
— •Xiaojun Liu 1 , E Eremina 1 , H Rottke 1 , W Sandner 1 , E
Goulielmakis 2 , K O Keeffe 2 , M Lezius 2 , F Krausz 2,3 , F Lindner
3 , M Schätzel 3 , G.G Paulus 3,4 , and H Walther 3 — 1 Max-Born-
Institut, Max-Born-Strasse 2a, D-12489 Berlin, Germany — 2 Institut für
Photonik, Technische Universität Wien, Gusshausstr. 27, A-1040 Wien,
Austria — 3 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-
Strasse 1,D-85748 Garching, Germany — 4 Department of Physics, Texas
A & M University, College Station, TX 77843-4242, USA
Few-cycle laser pulses have attracted much attention. In this short
pulse regime, the so-called carrier-envelope (CE) phase, i.e., the phase
difference between the carrier wave and pulse envelope, has considerable
influence on strong-field phenomena, such as High Harmonic Generation
(HHG) and Above Threshold Ionization (ATI). We report here experimental
results on the influence of the CE phase on non-sequential double
ionization (NSDI) of atoms in few-cycle laser pulses. Combining state-ofthe-art
phase-stabilized few-cycle lasers with ion momentum spectrometer,
the momentum distribution of doubly charged argon ions is measured
at different CE phases with 5 fs laser pulses at center wavelength of 760
nm. Depending on the CE phase, a prominent asymmetry in the momentum
distribution of Ar 2+ along laser polarization is observed, which is
in strong contrast to the symmetry pattern observed in long pulses. It
indicates a CE phase sensitivity of NSDI in few-cycle pulses. The strong
dependence of the ion momentum distribution on the CE phase provides
a sensitive tool for CE phase diagnosis.
A 15.18 Do 14:00 Schellingstr. 3
Double ionization in high-intensity ultrashort laser pulses: influence
of the molecular structure — •Ekaterina Eremina 1 , H.
Rottke 1 , X. Liu 1 , W. Sandner 1 , M.G. Schätzel 2 , A. Dreischuh 2 ,
G.G. Paulus 2 , H. Walther 2 , R. Moshammer 3 , and J. Ullrich 3
— 1 Max-Born-Institut, Max-Born-Str. 2A, 12489 Berlin — 2 Max-Plank-
Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching —
3 Max-Plank-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidel-
berg
We investigated double ionization of the homonuclear diatomic
molecules N2 and O2 in high-intensity laser pulses by using coincident
electron-ion momentum spectroscopy. We employed 35 fs laser pulses
with central wavelength at 800 nm in the regime of light intensities where
non-sequential double ionization (NSDI) is expected. We observed a pro-
25
nounced difference in the momentum correlation of the photoelectrons
emitted after double ionization: O2 shows a maximum at zero momentum,
whereas N2 exhibits structures characteristic of rescattering - the
main atomic NSDI mechanism. To understand this difference we performed
a simplified qualitative model calculation based on a classical
analog of the S-matrix for double ionization by rescattering. It incorporates
classical rescattering and the quantum mechanical transition matrix
elements. The result indicates that the symmetry of the initial state wave
function, which is symmetric for N2 and asymmetric for O2, plays a decisive
role for the final electron momentum distribution, leading to the
present experimental results
A 15.19 Do 14:00 Schellingstr. 3
HD + in an ionic beam in intense femtosecond laser fields — dissociation
and ionization — •Andreas Kiess, Domagoj Pavičić,
Theodor W. Hänsch, and Hartmut Figger — Max-Planck-Institut
für Quantenoptik, Hans-Kopfermannstr. 1, 85748 Garching
After having investigated the two homonuclear isotopomers H + 2 and
D + 2 , here we report on a study of the mixed heteronuclear ion HD +
in intense femtosecond laser fields. A fast (11 keV) and highly collimated
ion beam is exposed to focused laser pulses with a pulse duration
of 90 fs and intensities in the range of 10 13 to 10 15 W/cm 2 . The
resulting atomic (H, D) and ionic (H + , D + ) fragments were detected
on a position-sensitive multichannel plate detector, thereby measuring
their velocity distribution. In distinction to the photodissociation of H + 2
and D + 2 , HD + can photodissociate via two competing channels, namely
HD + −→ H+D + and HD + −→ D+H + . This means that the electron has
to make the choice in the dissociation process whether to join the proton
or the deuteron. This offers an opportunity to measure the breakdown of
the Born-Oppenheimer approximation. Besides the dissociation channels,
HD + can also undergo Coulomb explosion, HD + −→ H + + D + + e − . All
these channels can be separated in our experiment since the velocities of
the H/H + and D/D + fragments differ by a factor of 2 as a consequence of
momentum conservation. Furthermore, by electric deflection of the ionic
fragments, the neutral fragments can be observed alone. In distinction to
the homonuclear cases of H + 2 and D + 2 , the photodissociation of HD + is
characterized by three avoided potential curve crossings, corresponding
to absorption of one, two and three photons.
A 15.20 Do 14:00 Schellingstr. 3
Methoden zur Untersuchung der nicht-sequentiellen Doppelionisation
— •R. Wiehle, B. Witzel, P. Kaminski, W. Kamke und
H. Helm — Universität Freiburg, Institut für Physik
Der Prozess, welcher der nichtsequentiellen Doppelionisation zugrunde
liegt ist noch immer nicht vollständig bekannt. Im sogenannten
Rückstreumodell wird angenommen, dass erst ein Elektron durch das
Laserfeld abgelöst und dann im oszillierenden elektrischen Feld des Lasers
zum Ion zurückbeschleunigt wird. Durch die Wechselwirkung wird
ein weiteres Elektron entweder direkt abgelöst oder angeregt und vom Laser
ionisiert. Viele experimentelle Ergebnisse können mit diesem Modell
qualitativ verstanden werden. Ungeklärt ist, warum bei niedrigen Laserintensitäten
bei denen die Energie eines zurückgestreuten Elektrons
nicht ausreicht, um das Ion anzuregen, dennoch doppelt geladene Ionen
beobachtet werden [1].
Wir zeigen Messungen, bei denen Elektronen und Ionen nachgewiesen
werden, die im Fokus eines IR-Kurzpuls-Lasers erzeugt wurden. Photoelektronen
werden mittels eines Bildspektrometers energie- und winkelaufgelöst
detektiert, für die Ionen wird ein TOF-Spektrometer benutzt.
Variiert werden Laserintensität und -wellenlänge. Charakteristische
Strukturen in den Elektronenspektren können mit dem Auftreten
doppelt geladener Ionen in Verbindung gebracht werden. In einem Koinzidenz
Experiment werden nur die Elektronen aufgenommen, die von
einer Doppelionisation stammen.
[1] Wiehle and Witzel, PRL 89, 0223002
A 15.21 Do 14:00 Schellingstr. 3
Effizienzsteigerug eines 2D ortsempfindlichen Elektronendetektors
fuer hochenergetische Elektronen im ESR — •Muaffaq Nofal
1 , Margerita Martin 2,3 und Siegbert Hagmann 1,4 — 1 Inst.
f. Kernphysik, Universitaet Frankfurt — 2 GSI-Max Planckstr 1 64291
Darmstadt — 3 Universidad de Salamanca — 4 Dep. of Physics,Kansas
State Univ. Manhattan, Ks USA
Das neue Null Grad-Elektronenspektrometer im ESR bildet Vektorimpulse
von Elektronen aus der Targetzone mit Energien bis über 600keV
nach der Impulsanalyse auf einen 2D ortsempfindlichen Channelplate-

detektor mit 80mm Durchmesser ab. Dieser Detektor, der für niedere
Elektronenenergien entwickelt wurde/1/, ist mit einer multihitfähigen
2d ortsempfindlichen Anode versehen, die die Elektronenlawinen hinter
dem Channelplate-stack nachweist. Für hochenenergetische Elektronen
nimmt die Nachweiseffizienz der Channelplates jedoch stark ab. Wir haben
den nutzbaren Einsatzbereich des Detektors durch eine geeignet angepasste
Channelplatekonfiguration erhöht und werden erste Ergebnisse
vorstellen. 1 O. Jagutzki et al. NIM A477(2002)244-249
A 15.22 Do 14:00 Schellingstr. 3
A high-resolution detector for charge transfer experiments involving
ultracold atoms — •Wenzel Salzmann, Helmut Rathgen,
Roland Wester, and Matthias Weidemüller — Physikalisches
Institut, Universität Freiburg, 79104 Freiburg
We are setting up a new experiment to study ion-atom collisions using
lasercooled atoms as an ultracold target. Projectile ions with energies of
eV - keV pass through a magneto-optical trap where rubidium atoms are
stored at temperatures below 100µK[1]. Target atoms which are ionised
in the collision are momentum-analysed using Recoil-Ion-Momentum-
Spectroscopy (RIMS)[2]. The low target temperatures correspond to very
low momentum spreads of the rubidium atoms (δp < 0.01) which ensures
a high resolution measurement of the recoil ion momentum components.
We use this setup to examine several aspects of charge transfer reactions,
in particular dissociative charge transfer to diatomic molecular ions at
eV-keV energies. By using a defined projectile beam one can extract
detailed information from the recoiled ion about the internal electronic
state of the neutral molecule after the collision. The dissociated states
are analysed by detecting the neutral fragments and their kinetic energy.
In order to prepare the ions in a defined state they are stored in a linear
electrostatic ion trap at keV energies or in a Rf-trap at eV energies. The
status of the experiment is presented.
[1] M.v.d. Poel et al., Phys. Rev. Lett. 87, 12, 3202(2001).
[2] J.Ullrich et al., J. Phys. B,30, (1997), 2917-2974.
A 15.23 Do 14:00 Schellingstr. 3
Fabrication of Atom Chips and their electrical properties —
•Sönke Groth 1,2 , Peter Krüger 1 , Stephan Wildermuth 1 , Diana
Mahalu 2 , Israel Bar-Joseph 2 , and Jörg Schmeidmayer 1 —
1 Physikalisches Institut, Heidelberg, Germany — 2 Weizmann Institute of
Science, Rehovot, Israel
Atom Chips are used to trap neutral atoms and cool them by laser
and evaporative cooling even to BEC. The advantages of atom chips are
smooth surfaces for non scattered laser reflection, high current densities
up to 10 7 A/cm 2 , micro shaped wires for exactly defined potentials, wire
thickness from nm to µm scale and serial production.
A high quality preparation process based on nanofabrication lithography
capable of structures ∼ 1 µm is shown, which achieves the mentioned
criteria. Electrical properties of these atom chips are investigated
for measurements of wires with different aspect ratios on several substrates.
The heat conductivity of the substrate is of importance for the
lifetime of the wire. The technology aspects for miniaturised quantum
manipulation atom optics are discussed.
A 15.24 Do 14:00 Schellingstr. 3
Trapping of heavy alkaline earth elements — •Umakanth
Dammalapati, Gerald Ebberink, Klaus Jungmann, and Lorenz
Willmann — Kernfysisch Versneller Instituut, Zernikelaan 25, 9747
AA Groningen, The Netherlands
We are working toward a search for a permanent electric dipole moment
(edm) of a fundamental particle. An edm, which violates time reversal
symmetry (T) as well as the combination of charge conjugation symmetry
(C) and parity (P), is an unambiguous signal for physics beyond the standard
model. Some short lived radioactive elements and the techniques for
trapping and cooling of atoms offer new possibilities for edm searches. At
the KVI a facility for producing short lived radioactive isotopes (TRIµP)
is being set up. Here, the heavy alkaline earth element radium will be
produced. Radium promises to have a high sensitivity for edm searches
because of a large enhancement due to the unique level structure, which
exhibits almost degenerate P and metastable D states [1]. In order to
learn and develop the spectroscopic techniques and trapping tool, we are
working in parallel with barium, which has a level scheme very similar
to radium. As a first step we will measure the lifetime of the metastable
D-states as well as their hyperfine structure splitting. Once radium is
available at KVI we will use our experience to do this spectroscopy with
radium. We report on the status of the experiment and prospects for the
26
future.
[1] V.A. Dzuba, V.V. Flambaum, and J.S.M. Ginges, Phys. Rev. A 61,
062509 (2000); V.V. Flambaum, Phys. Rev. A 60, R2611, (1999).
A 15.25 Do 14:00 Schellingstr. 3
Fano’s model in an external periodic perturbation: Exact analytical
solution — •N.B. Sangouard, R.G. Unanyan, L. Plimak,
and M Fleischhauer — Fachbereich Physik, Universität Kaiserslautern,
67653, Kaiserslautern, Germany
Decay of a discrete state into continuum when the amplitude of the
former is inverted periodically is investigated. A decaying ”Floquetresonance”
solution of the Schrödinger equation valid for times large
compared to the inversion period is identified. The decay rate, i.e., the
imaginary part of the quasienergy of the ”Floquet resonance,” can be
controlled by changing the period of the perturbation. Interestingly, the
periodic inversions result in boundedness of the decay rate which stays finite
for an arbitrarily strong coupling between the discrete state and continuum.
This can have interesting applications in quantum computing,
interferometry, and coherent control of reaction optical memory storage,
dynamics.
A 15.26 Do 14:00 Schellingstr. 3
Abbremsung von SO2 mit zeitabhängigen elektrischen Feldern
— •Sebastian Jung, Christian Lisdat und Eberhard Tiemann
— Institut für Quantenoptik, Universität Hannover, Welfengarten 1,
30167 Hannover, Germany
Da sich die für Atome sehr effiziente Methode der Laserkühlung nicht
allgemein auf Moleküle übertragen läßt, sind andere Ansätze zu deren
Erzeugung notwendig. Experimentell realisiert wurden die Bildung von
Molekülen aus kalten Atomen, Puffergaskühlung und die Abbremsung
von polaren Molekülen in Teilchenstrahlen mit elektrischen Feldern.
In unserem Experiment sollen SO2-Moleküle mit der zuletzt genannten
Technik gebremst und gefangen werden. SO2 stellt aufgrund seiner großen
Masse eine Herausforderung dar, bietet aber die Möglichkeit, Photodissoziation
zur Erzeugung von kaltem O und SO zu nutzen. Beide Fragmente
entstehen in Triplett-Zuständen, die magnetisch gefangen werden
können. Photodissoziation in externen Feldern erlaubt die Untersuchung
von Feshbachresonanzen.
Der Stand der Experimente in Hinblick auf die Erzeugung eines kalten
Strahls wird dargestellt und Simulationen für elektrostatische Linsen und
den Abbremser beschrieben.
A 15.27 Do 14:00 Schellingstr. 3
Quasi-one-dimensional Bose and Femi gases under external confinement
— •Doerte Blume 1 , Grigori Astrakharchik 2 , Stefano
Giorgini 2 , and Brian Granger 3 — 1 Department of Physics,
Washington State University, Pullman, Washington 99164-2814, USA —
2 Dipartimento di Fisica, Universita di Trento and BEC-INFM, I-38050,
Povo, Italy — 3 Department of Physics, Santa Clara University, California
95053, USA
Bose gases confined in highly-elongated harmonic traps are investigated
over a wide range of interaction strengths using quantum Monte
Carlo techniques. We find that the properties of these gases are well reproduced
by a 1d model Hamiltonian with contact interactions. We point
out the existence of a unitary regime, where the properties of the quasi-
1d Bose gas become independent of the actual value of the 3d scattering
length. In this unitary regime, the energy of the system is well described
by a hard rod equation of state. The stability of quasi-1d Boses gases with
positive and negative 3d scattering length is discussed. We contrast the
behaviors of quasi-1d Bose gases with those of quasi-1d two-component
Fermi gases and quasi-1d spin-polarized Fermi gases.
A 15.28 Do 14:00 Schellingstr. 3
Experiment for the preparation of an ultracold dense gas
of Rydberg atoms — •Markus Reetz-Lamour 1 , Kilian
Singer 1 , Thomas Amthor 1 , Simon Fölling 2 , and Matthias
Weidemüller 1 — 1 Physikalisches Institut, Universität Freiburg, 79104
Freiburg — 2 Johannes-Gutenberg-Universität, 55128 Mainz
We report on an experiment, which is designed to investigate manybody
effects in a dense gas of cold Rydberg atoms. Our setup consists
of a very compact vacuum system where 10 8 87 Rb atoms at a density
of 10 10 cm −3 are confined in a magneto-optical trap. The magnetic field
is provided by coils inside the vacuum, the atoms are loaded from dispensers.
After trapping and cooling down to 1µK with degenerate 3D
Raman sideband cooling [1] the atoms are excited via a 2-photon transi-

tion to Rydberg states (n = 40...∞) with two narrow-bandwidth diode
laser systems. The excited atoms are detected by field ionization.
We present our technological approach and first measurements aimed at
the observation of the ”dipole blockade”[2]. This interaction effect is a
preliminary step towards quantum computation with Rydberg atoms.
The perspectives of the experiment for many-body physics will be discussed.
[1] P. Treutlein et al., Phys. Rev. A. 63, 051401R (2001).
[2] M. D. Lukin et al., Phys. Rev. Lett. 87, 037901 (2001).
A 15.29 Do 14:00 Schellingstr. 3
Atomic beam splitters using multistate adiabatic passage
— •Monika Pietrzyk 1 , Razmik Unanyan 1 , Michael Fleischhauer
1 , Klaas Bergmann 1 , and Bruce Shore 2 — 1 Fachbereich
Physik, Technische Universiteat Kaiserslautern — 2 618 Escondido
Circle, Livermore CA
We describe a technique for creating a superposition of degenerate
quantum states of atoms or molecules by manipulating the polarization
of three pulsed laser beams. We consider an atomic beam splitter using
levels of the metastable neon Ne* atoms with J=2 and J=1. The proposed
technique is a generalization of the simulated Raman adiabatic
passage (STIRAP) technique, and thus is insensitive to decoherence due
to spontaneous emission. It is also robust with respect to small variations
of the intensity and timing of the laser fields. The implementation of a
Hadamard gate based on the proposed method will be discussed.
A 15.30 Do 14:00 Schellingstr. 3
Electronic Structure of Atoms in Magnetic Quadrupole Traps
— •Igor Lesanovsky 1 , Jörg Schmiedmayer 1 und Peter Schmelcher
1,2 — 1 Universität Heidelberg- Physikalisches Institut, Philosophenweg
12, 69120 Heidelberg — 2 Universität Heidelberg-Physikalisch Chemisches
Institut, INF 229, 69120 Heidelberg
For the manipulation of ultra-cold atoms magnetic fields play an essential
role. As long as the spatial variation of the magnetic field are much
less than the typical atomic length scale an atom behaves like a neutral
particle coupling to the external field by its total spin only. For Rydberg
atoms this does not hold and the coupling of the charge of the atomic
constituents has to be taken into account. We investigate the electronic
structure of atoms exposed to a magnetic quadrupole field. Here, in contrast
to the homogeneous field, the spin and spatial degrees of freedom
are coupled leading to unique properties of the electronic states. An inspection
of the systems symmetries reveals a two-fold degeneracy of the
electronic states in the presence of the field. We analyze both low-lying
and highly excited states over a broad regime of field gradients. The delicate
interplay between the Coulomb and various magnetic interactions
leads to complex patterns of the spatial spin polarization of individual
excited states. We also study electromagnetic transitions and point out
differences to the electromagnetic spectrum observed in a homogeneous
magnetic field. Furthermore we show that the magnetic quadrupole field
induces a permanent state dependent electric dipole moment of the atom.
A 15.31 Do 14:00 Schellingstr. 3
Eine Lithium-MOT als Target für Ionisationsexperimente —
•Jochen Steinmann, Martin Dürr, Cornelia Höhr, Alexander
Dorn und Joachim Ullrich — Max-Planck-Institut für Kernphysik,
Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg
Die Dynamik von Vielteilchenquantensystemen läßt sich in kinematisch
vollständigen Experimenten zur Stoßionisation von Atomen, in denen
die Impulse aller beteiligten Fragmente bestimmt werden, im Detail
untersuchen.
Wesentlich, besonders zur Überprüfung von theoretischen Ansätzen,
sind dabei Daten für möglichst einfache und im Endzustand strukturlose
Targetatome. Für die in der Vergangenheit eingehend untersuchte
Einfach- und die Doppelionisation sind dies Wasserstoff bzw. Helium
[1]. Das Ziel dieser Arbeit ist die Durchführung erster Experimente zur
Doppel- und Dreifachionisation am nächst komplizierten Target Lithium
(mit drei Hüllenelektronen). Dazu wird zur Zeit eine magnetooptische
Falle (MOT) basierend auf einem Diodenlasersystem aufgebaut. Die effiziente
Beladung der Falle erfolgt mit einem Zeeman-Abbremser. Zur
Impulsspektroskopie der Reaktionsfragmente nach Ionisation im Teilchenstoß
(Elektronen, Ionen) oder durch intensive fs-Laserpulse wird die
MOT in ein Reaktionsmikroskop integriert [2].
[1] Dorn et al., Phys. Rev. Lett. 86, 3755 (2001)
27
[2] R. Moshammer et al., Nucl. Inst. Meth. B 108, 425 (1996); H. Kollmus
et al., Nucl. Inst. Meth. B 124, 377 (1997)
A 15.32 Do 14:00 Schellingstr. 3
TRIµP - Trapped Radioactive Isotopes as µicrolaboratories for
fundamental Physics — •U. Dammalapati, G.P. Berg, P. Dendooven,
O. Dermois, G. Ebberink, M.N. Harakeh, R. Hoekstra,
L. Huisman, H.H. Kiewiet, R. Morgenstern, J. Mulder,
A. Rogachevskiy, M. Sanchez-Vega, M. Sohani, R.G. Timmermans,
E. Traykov, L. Willmann, H.W. Wilschut, and K. Jungmann
— Kernfysisch Versneller Instituut, Rijksuniversiteit Groningen,
Netherlands
At KVI a new facility is being set up which aims for trapping radioactive
isotopes to study fundamental interactions in physics using
combined atomic and nuclear physics methods. Radioactive nuclides are
created with ion beams from the superconducting cyclotron AGOR in inverse
kinematics and fragmentation reactions. A broad range of possible
products can be separated from the primary beam in a magnetic double
recoil and fragment separator system. The isotopes of interest will be
slowed down in matter and further cooled, confined and bunched using
a segmented radiofrequency quadrupole device. Singly charged species
are guided to experimental stations. After neutralization the atoms will
be optically cooled and stored in atom traps (e.g. MOTs) The research
program pursued by the local KVI group includes precision studies of nuclear
β-decays, through β–neutrino (recoil nucleus) correlations, parity
violation in atoms and searches for permanent electric dipole moments.
Commissioning of the separator facility is foreseen in the course of the
year 2004, where after it will be open for use by outside scientific groups.
A 15.33 Do 14:00 Schellingstr. 3
Non-dispersive Wavepackets in Wannier-Stark Systems — •D.
Witthaut, T. Hartmann, S. Mossmann, and H. J. Korsch —
Fachbereich Physik, TU Kaiserslautern
We discuss the dispersion of wavepackets in Wannier-Stark systems,
consisting of a space-periodic potential and possibly time-dependent
fields, both analytically and numerically.
In static 1D systems wavepackets perform a dispersionless periodic motion
(Bloch oscillation), while dispersion generally occurs in driven systems.
Nevertheless one can construct systems that show a dispersionless
motion and even dispersionless transport for certain initial conditions.
In 2D systems the dispersion depends crucially on the direction of
the static field with respect to the lattice, being generally much smaller
than in field-free systems. We analyze the origin of this small systematic
dispersion and its dependence on the field direction.
A 15.34 Do 14:00 Schellingstr. 3
Fano’s model in an external periodic perturbation: Exact analytical
solution — •N.B. Sangouard, R.G. Unanyan, L. Plimak,
and M Fleischhauer — Fachbereich Physik, Universität Kaiserslautern,
67653, Kaiserslautern, Germany
Decay of a discrete state into continuum when the amplitude of the
former is inverted periodically is investigated. A decaying ”Floquetresonance”
solution of the Schrödinger equation valid for times large
compared to the inversion period is identified. The decay rate, i.e., the
imaginary part of the quasienergy of the ”Floquet resonance,” can be
controlled by changing the period of the perturbation. Interestingly, the
periodic inversions result in boundedness of the decay rate which stays finite
for an arbitrarily strong coupling between the discrete state and continuum.
This can have interesting applications in quantum computing,
interferometry, and coherent control of reaction optical memory storage,
dynamics.
A 15.35 Do 14:00 Schellingstr. 3
Diffusions Quanten Monte Carlo Methode für Atome in starken
Magnetfeldern — •Steffen Bücheler, Jörg Main und Günter
Wunner — Institut für Theoretische Physik, Teilinstitut I, Universität
Stuttgart, Pfaffenwaldring 57/4, 70550 Stuttgart
Die Spektren leichter Atome in starken Magnetfeldern (Neutronensternmagnetfeldern)
sind in der Astrophysik von großer Bedeutung.
Die Lösung der Schrödinger-Gleichung und damit die Berechnung der
Grundzustandsenergie und angeregter Zustände erfolgt durch Anwendung
der Diffusions Quanten Monte Carlo Methode, die mit der Simulation
durch ” Walker“ einhergeht, welche die Dichte der Wellenfunktion
Φ( � R, τ) darstellen. Die Transformation der Schrödinger-Gleichung in

imaginärer Zeit τ ergibt eine Diffusionsgleichung, die sowohl die Propagation,
als auch die Erzeugung/Vernichtung ( ” Branching“) der Walker
beschreibt. Die Einführung einer geeigneten Führungswellenfunktion ΨG
wird ” Importance Sampling“ genannt. Die angeregten Energiezustände
werden durch die Lösung eines verallgemeinerten Eigenwertproblems unter
Hinzunahme von Basisfunktionen ermittelt. Die numerisch ermittelten
Energieeigenwerte relaxieren dabei asymptotisch gegen die exakten.
Erste Ergebnisse werden am Beispiel des Wasserstoffatoms im starken
Magnetfeld demonstriert.
A 15.36 Do 14:00 Schellingstr. 3
Missverständnisse um die Elektronenmasse — •Friedrich Karl
Schmidt — Saure Wiese 9, 51766 Engelskirchen
Teile der Standardliteratur pflegen einen unkritischen Umgang mit
dem Massebegriff. So ist die Annahme, dass sich die Masse eines Elektrons
bei Annäherung an den Atomkern vergrößere, mit der Energie-
A 16 Multiphotonionisation I
erhaltung nicht vereinbar. Diese erfordert, dass der relativistische Anteil
der Masse nur zu Lasten der Ruhemasse anwachsen kann, die Masse
insgesamt demzufolge konstant bleibt. Soweit die Aufspaltung von
Spektrallinien auf dieses vermeintliche Phänomen gestützt wird, sind
die entsprechenden Darstellungen misskonzeptionell. Gleiches gilt für die
im Rahmen des Sommerfeldschen Atommodells erhobene Behauptung,
dass der Bahndrehimpuls nicht verschwinden könne, weil dies zur Kollision
mit dem Atomkern führe. Zum einen ist der Bahndrehimpuls von
s-Elektronen bekanntlich Null. Zum anderen ist auch aus Sicht der klassischen
Vorstellung nicht erkennbar, was ein Elektron an der Durchquerung
des Kerns hindern soll.Es sei denn, man akzeptiert, dass sich die Ruhemasse
bei Annäherung in dem Maße vermindert, wie der relativistische
Anteil der Masse anwächst. In der Konsequenz dieser Überlegung verschwindet
das Elektron, da seine Ruhemasse beim Unterschreiten eines
Abstands von etwa einem Femtometer vollständig aufgezehrt ist.
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: HS 133
A 16.1 Do 14:00 HS 133
Ionisation dynamics in the transition regime between nonrelativistic
and relativistic laser intensities — •Elena Gubbini 1 ,
Ulli Eichmann 1,2 , and Wolfgang Sandner 1,2 — 1 Max Born Institute,
Max-Born-Strasse 2a, 12489 Berlin — 2 Technical University Berlin,
D-10623 Berlin
For a better understanding of the physical processes that are playing
a role during a short pulse laser-atom interaction, an interesting investigation
is the ionisation of rare gases at ultra-strong laser intensities in
the transition regime between a non relativistic and a fully relativistic
treatment of the electron dynamics (10 16 W/cm 2 to 10 18 W/cm 2 ). Here,
the ionised electrons are not yet relativistic, but it can be shown that the
influence of the magnetic field component is no more negligible.
We have investigated the intensity dependent ionisation yields for
highly charged states of different rare gases (i.e., Ne n+ ; n = 6, 7, 8).
Comparison of the experimental data with a theory based on tunneling
(ADK-theory) suggests that dominant ionisation occurs via a sequential
process. A classical calculation of the trajectories of an electron in an
electro-magnetic field (F = q(E + v × B)) confirms that already for intensities
that are not yet relativistic, the magnetic field influences the
rescattering of the electron. It reduces the non-sequential ionisation observable
otherwise at laser intensities below 10 16 W/cm 2 .
A 16.2 Do 14:15 HS 133
Nichtlineare Elektron-Positron-Paarerzeugung mit Einfang
des Elektrons in hochenergetischen Kern-Laser-Stößen —
•Carsten Müller 1 , Alexander B. Voitkiv 2 und Norbert
Grün 1 — 1 Institut für Theoretische Physik, Justus-Liebig-Universität,
Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen — 2 Max-Planck-Institut für
Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg
Wir untersuchen die Paarerzeugung mit K-Schalen-Einfang im Stoß
eines schweren Kerns mit einem intensiven Röntgenlaserstrahl [1]. Die
Parameter des Stoßsystems sind so gewählt, dass zur Überwindung der
energetischen Reaktionsschwelle mindestens zwei Photonen aus der Laserwelle
absorbiert werden müssen. Aus unseren Ergebnissen über die totale
Produktionsrate und die Verteilung der erzeugten Positronen schließen
wir, dass die experimentelle Beobachtung des betrachteten Prozesses
mit Hilfe der sich bei SLAC und DESY in der Entwicklung befindenden
Röntgenlaseranlagen in naher Zukunft möglich werden sollte.
[1] C. Müller, A. B. Voitkiv und N. Grün, Phys. Rev. Lett. 91, 223601
(2003).
A 16.3 Do 14:30 HS 133
Ionisationsdynamik von Clustern in Laserfeldern — •Dieter
Bauer — Max-Born-Institut, Berlin
Vorgestellt werden Ergebnisse aus Molekulardynamiksimulationen von
Clustern in Laserfeldern unterschiedlicher Wellenlänge. Neben Resultaten
für 800nm wird insbesondere auf die Erzeugung der überraschend
hohen Ladungszustände in Xenonclustern bei 98nm und moderaten Laserintensitäten,
wie sie bei Experimenten am FEL in Hamburg [Wabnitz
et al., Nature 420, 482 (2002)] beobachtet wurden, eingegangen. Eine
herausragende Bedeutung für die effiziente Absorption von Laserenergie
kommen den ersten freigesetzten Elektronen zu, da sie den ” ionization
28
ignition“-Prozess erst in Gang setzen.
A 16.4 Do 14:45 HS 133
Nonsequential double ionization with few-cycle laser pulses —
•C. Figueira de Morisson Faria 1 , X. Liu 2 , A. Sanpera 1 , and
M. Lewenstein 1 — 1 Institut für theoretische Physik, Universität Hannover,
Appelstr. 2, 30167 Hannover — 2 Max-Born-Institut, Max-Born-
Str. 2A, 12489 Berlin
We perform theoretical investigations of non-sequential double ionization
(NSDI) with linearly polarized, few-cycle pulses, taking into account
electron-impact ionization both classically [1] and quantum-mechanically
[2]. In the latter case, we adddress the problem within the Strong-Field
Approximation using saddle-point methods. We show that the yields in
the plane (p1||, p2||) of the electron momentum components parallel to
the laser-field polarization are highly asymmetric, and strongly dependent
on the phase difference between the carrier oscillation of a few-cycle
pulse and its envelope. In fact, there exists a critical phase, around which
such distributions change both their sign and shape in a radical fashion.
This effect is caused by the interplay between the phase space and
the tunneling probability for the first electron, and is far more extreme
than those observed for other high-intensity phenomena, as for instance
high-order harmonic generation and above-threshold ionization. Thus,
non-sequential double ionization can be used as a tool for absolute-phase
measurements which is, in principle, more efficient than existing schemes.
[1] X. Liu and C. Figueira de Morisson Faria, physics/0310120.
[2]C. Figueira de Morisson Faria, A. Sanpera and M. Lewenstein, in
preparation.
A 16.5 Do 15:00 HS 133
Electron-electron dynamics in laser-induced nonsequential ionization
— •C. Figueira de Morisson Faria 1 , X. Liu 2 , H. Schomerus
3 , and W. Becker 2 — 1 Institut für theoretische Physik, Universität
Hannover, Appelstr. 2, 30167 Hannover — 2 Max-Born-Institut, Max-
Born-Str. 2A, 12489 Berlin — 3 Max-Planck Institut für Physik komplexer
Systeme, Nöthnizer Str. 38, 01187 Dresden
We address laser-induced nonsequential double ionization (NSDI) by
linearly polarized fields, considering rescattering impact ionization within
the strong-field and uniform approximations. More specifically, we analyze
the footprints of the interaction by which the returning electron frees
the bound electron. We adopt either a (three-body) contact interaction
or a Coulomb interaction, and we do or do not incorporate the mutual
Coulomb repulsion of the two electrons in their final state. In particular,
we investigate the correlation of the electron momentum components
parallel to the laser-field polarization, with the transverse momentum
components either restricted to certain finite ranges or entirely summed
over. We show that the type of electron-electron interaction mainly influences
the yields for small transverse momenta of both electrons. Thus,
experiments in this regime should be particularly promising in the elucidation
of the dynamics of NSDI. Moreover, a classical approximation of
the quantum-mechanical S-matrix is formulated and shown to work very
well inside the classically allowed region.
(physics/03012052)

A 16.6 Do 15:15 HS 133
Nondispersive wave packets in the driven 2D helium atom —
•Javier Madronero und Andreas Buchleitner — Max-Planck-
Institut für Physik komplexer Systeme, Noethnitzer Str. 38, 01187 Dresden
Nondispersive two-electron wave packets are found in the Floquet spectrum
of the driven, two dimensional helium atom. Our ab initio quantum
treatment combines Floquet theory, complex dilation, and the representation
of the Hamiltonian in suitably chosen coordinates [1], without
adjustable parameters. It is equally well adapted to treat the excitation
and ionization of ground state atoms by optical fields as of doubly excited
Rydberg states under radiofrequency driving. The resulting complexsymmetric,
sparse banded generalized eigenvalue problem of rather high
dimension is solved using advanced techniques of parallel programming,
on one of the largest parallel supercomputers, the Hitachi SR8000-F1 at
the Leibniz-Rechenzentrum of the Bavarian Academy of Sciences.
[1] L. Hilico et al., Phys. Rev. A 66, 022101 (2002).
Gruppenbericht A 16.7 Do 15:30 HS 133
QED and non-dipole effects in strong laser-matter interaction —
•U. D. Jentschura, G. Mocken, A. Staudt, J. Evers, M. Haas,
M. Klaiber, M. Ruf, and C. H. Keitel — Theoretische Quantendynamik,
Universität Freiburg
A 17 Fallen und Kuehlung
The theoretical description of relativistic effects and quantum electrodynamic
corrections to dynamical processes is necessitated by the ever
growing light intensity available at today’s laser facilities [1]. The dynamical
character of the laser-induced processes leads one naturally to
the question: Standard S-matrix theory tells what is going on in the distant
past as well as in the distant future, but what is going on in the
middle? The answer is provided by numerical simulations of electrons
in super-intense fields, including quantum relativistic effects [2]. These
allow for an accurate understanding of the electron motion in an intense
field, including rescattering. A further aspect of considerable theoretical
interest are radiative corrections to dynamical processes in the region of
the interplay between the strong atom-laser coupling, and the relatively
weak interaction of the atom with the virtual quanta of the radiation
field. A careful analysis leads to nontrivial modifications of the Lamb
shift [3] which can only be understood if the problem is treated within
the framework provided by laser-dressed states.
[1] C. J. Joachain, M. Dörr, und N. Kylstra, Adv. Atom. Mol. Opt. Phys.
42, 225-286 (2000).
[2] G. Mocken und C. H. Keitel, Phys. Rev. Lett. 91, 173202 (2003).
[3] U. D. Jentschura, J. Evers, M. Haas, und C. H. Keitel, Phys. Rev.
Lett., in press (2003/2004).
Zeit: Donnerstag 16:30–18:30 Raum: HS 132
A 17.1 Do 16:30 HS 132
Untersuchungen zur Form und Struktur gebunchter kristalliner
Ionenstrahlen — •Michael Bussmann, Ulrich Schramm, Florian
Horak und Dietrich Habs — Ludwig-Maximilians-Universität
München
Untersuchungen der Form und Struktur gebunchter kristalliner Ionenstrahlen
im RF-Quadrupol-Speicherring PALLAS [1] zeigen deutliche
Abweichungen der gemessenen logitudinalen Ausdehnung langestreckter
Strukturen im Vergleich zu Vorhersagen für raumladungsdominierte
Strahlen [2]. Der Phasenübergang in einen kristallinen Zustand wird
durch die Laserkühlung der Ionen in einem dreidimensionalen harmonischen
Einschluss erreicht.
Eine neue computer-gestützte Simulation dieses Phasenübergangs sowie
der Ausbildung dreidimensionaler kristalliner Strukturen berücksichtigt
realistische Kühlkräfte und basiert auf der parallelen Berechnung der
Coulomb-Wechselwirkung der eingeschlossenen Ionen.
Darüber hinaus wird eine Methode zur Stabilisierung der Strahlgeschwindigkeit
vorgestellt, die die Bestimmung der Korrelation der Teilchen
im Strahl ermöglicht. Als Beispiel dient die Messung eines Schottky-
Signals anhand des Fluoreszenzlichts der Ionen – ähnlich dem Schottky-
Rauschen, wie es an großen Speicherringen zur Strahlanalyse dient.
[1] T. Schätz et. al., Crystalline Ion Beams, Nature (London) 412, 717
(2001)
[2] M. Bussmann et. al., Structural changes in bunched crystalline ion
beams, Journal of Physics A 36 6119 (2003)
A 17.2 Do 16:45 HS 132
Laden einer linearen Paul-Falle mit Hilfe eines lasererzeugten
Ablationsplasmas — •Tomasz Kwapien 1 , Marten Piantek 1 , Ulli
Eichmann 1,2 und Wolfgang Sandner 1,3 — 1 Max Born Institut,
Max Born Str. 2a, 12489 — 2 TU Berlin, Institut für Atomare Physik und
Fachdidaktik, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin — 3 TU Berlin, Optisches
Institut, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin
Beim Laden einer Ionenfalle werden für gewöhnlich neutrale Atome
eines effusiven Teilchenstrahls im Fallenzentrum durch Elektronenstoß
oder durch Photoionisation ionisiert.
Wir präsentieren hier eine Möglichkeit zur schnellen Füllung einer linearen
Paul-Falle mit Ca + -Ionen eines laserpulsinduzierten Ablationsplasmas.
Zum Laden der Falle genügt ein einzelner 10 ns langer Puls eines
Nd:YAG-Lasers, der auf ein Calciumtarget fokussiert wird. Ein Teil der
so erzeugten Ionen wird in einer Dreisegmentfalle ohne eine zusätzliche
Steuerung der Fallenfelder eingefangen. Die gefangenen Ionen werden
durch Fluoreszenzlichtnachweis kontinuierlich beobachtet oder mit einem
Ionendetektor in einem destruktiven Verfahren nachgewiesen.
Die Anzahl der eingefangenen Ca + -Ionen lässt sich sowohl über die
Potentialtiefe der Falle zum Laserpulszeitpunkt als auch über die Puls-
29
energie des Nd:YAG-Lasers beeinflussen, dessen Pulsenergie im Bereich
von 200 µJ variabel eingestellt werden kann. Auf diese Weise können mit
einem einzigen Laserpuls genauso Ca + -Ionenwolken mit Durchmessern
von mehr als einem mm wie auch wenige einzelne Ca + -Ionen in die Falle
geladen werden.
A 17.3 Do 17:00 HS 132
Eigenmodes spectrum of a Coulomb chain in a harmonic potential
— •Giovanna Morigi 1 and Shmuel Fishman 2 — 1 Abteilung
Quantenphysik, Universitaet of Ulm, Albert-Einstein-Allee 11,D-89069
Ulm — 2 Department of Physics, Technion, 32000 Haifa, Israel
The density of electrically charged atoms trapped in a harmonic potential
in one dimension is not uniform. Consequentely the eigenmodes are
not phonons. We calculate the long wavelength modes in the continuum
limit, and evaluate the density of states for chains of N ≫ 1 ions. Remarkably,
the eigenmodes give already a good estimate of the spectrum
of excitations of a chain of 10 ions. The results are used to compute the
thermodynamic functions of the chain.
A 17.4 Do 17:15 HS 132
HITRAP - Technisches Design einer Falle für hochgeladene Ionen
— •Thomas Beier, Ludwig Dahl, H.-Jürgen Kluge, Christophor
Kozhuharov und Wolfgang Quint — GSI, Planckstr. 1,
64291 Darmstadt
Die Beschleunigeranlagen der GSI können Ionen bis zum nackten Uran
(U 92+ ) erzeugen. Mittels HITRAP können diese Ionen eingefangen und
auf kryogene Temperaturen abgekühlt und Experimenten zur Verfügung
gestellt werden.
Es wird ein detaillierter Plan zum Aufbau von HITRAP vorgestellt,
der vom Abbremsen der Ionen im Experimentierspeicherring
ESR und “umgekehrt” betriebenen linearen Beschleunigerkavitäten
zur Falle reicht, wo die letzte Stufe der Kühlung durch Elektronenund
Widerstandskühlung erfolgt. Der Anwendungsbereich dieser hochgeladenen
ultrakalten Ionen reicht von neuartigen Ion-Oberflächen-
Wechselwirkungsstudien über Stoßexperimente mit Reaktionsmikroskopen
bis hin zu Präzisionsspektroskopie an einem einzelnen Ion in der
Falle. HITRAP wird gefördert von der EU unter HPRI-CT-2001-50036.
A 17.5 Do 17:30 HS 132
Instabilitäten in einer linearen Paulfalle — •Alexandros Drakoudis,
Martin Söllner und Günther Werth — Institut für Physik,
Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 55099 Mainz
Für eine lineare Paulfalle kann analog zu einer hyperbolischen Falle
[1] ein Speicherdiagramm - aufgespannt durch die dimensionslosen Parameter
q und a - für die radiale Speicherung angegeben werden. Durch

Feldanteile höherer Ordnung wird das harmonische Potential gestört
und es kommt durch Kopplung der Bewegungsmoden zu Regionen mit
schlechterer Speichereffizienz. Zur systematischen experimentellen Untersuchung
des Speicherbereichs wird eine relativ kleine Zahl (ca. 50)
lasergekühlter 40 Ca + -Ionen in einer linearen Falle gespeichert. Zu verschiedenen
q-Werten werden durch Variation einer zusätzlichen, radialen
Gleichspannung Schnitte entlang des Parameters a gelegt. Die mit
einem Photomultiplier aufgenommene Fluoreszenz zeigt für bestimmte
Speicherparameter Einbrüche. Durch Messung der Radialfrequenzen und
durch Vergleich der Messungen mit einem numerisch berechneten Speicherdiagramm
können diese Einbrüche mit bestimmten Ordnungen der
Störpotentiale identifiziert werden. Ferner werden Einflüsse des axialen
Speicherfeldes auf die radiale Speichereffizienz untersucht.
[1] R. Alheit et al. Phys. Rev. A 56, 4023 (1997)
A 17.6 Do 17:45 HS 132
Synchronisation in der Zajfman–Falle: Mechanismus und Stabilitätskriterien
— •Tihamér Geyer 1 und David J. Tannor 2 —
1 Zentrum f. Bioinformatik, Univ. d. Saarlandes, D–66041 Saarbrücken
— 2 Dept. of Chem. Physics, Weizmann Inst. of Science, Rehovot 76100,
Israel
Vor kurzem wurde von Zajfman etal beobachtet, daß sich gleiche Ionen
in einer speziellen elektrostatischen Falle, der “Zajfman–Falle”, nicht abstossen;
der eingeschossene Ionenpuls ist für makroskopische Zeiten stabil
[Pedersen etal, Phys. Rev. Lett. 87 (2001) 055001]. Als erste Anwendung
diese Effekts wurde bereits ein “table–top”–Massenspektrometer
demonstriert, mit dem Auflösungen wie sonst nur in Speicherringen
möglich sind.
Wir stellen ein vereinfachtes Zwei–Ionen–Modells vor, das die Bewegung
der beiden identischen Ionen mittels dreier (linearer) Abbildungen
beschreibt. Damit sind wir in der Lage, den zugrunde liegenden Mechanismus
zu verstehen und die Stabilitätskriterien dieses “Bunching”–Regimes
zu bestimmen.
Das Modell lässt sich verallgemeinern und kann dann die grundlegende
Dynamik des kompletten makroskopische Ionenpulses beschreiben.
A 17.7 Do 18:00 HS 132
Ein elektrostatischer Spiegel für neutrale Moleküle — •Stephan
Schulz 1 , Hendrick L. Bethlem 2 , Jacqueline van Veldhoven 2 ,
Jochen Küpper 1 , Horst Conrad 1 und Gerard Meijer 1,2 — 1 Fritz-
Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg 4-6, D-14195
Berlin — 2 FOM-Instituut voor Plasmafysica ”Rijnhuizen”, Postbus 1207,
NL-3430 BE Nieuwegein
A 18 Multiphotonionisation II
Die Manipulation der Bewegung polarer Moleküle durch inhomogene
elektrische Felder ist aufgrund einer Vielzahl von Experimenten mit moleküloptischen
Elementen allgemein bekannt. Molekularstrahlen können
durch einen Hexapol mittels elektrostatischer Felder fokussiert, ebenso
kann die Geschwindigkeit der Moleküle eines Molekularstrahls im Laborsystem
durch zeitabhängige elektrische Felder mit einem sogenannten
Stark-Decelerator über einen weiten Bereich variiert werden.[1]
Mit einer Mikrostruktur als elektrostatischem Spiegel für polare
Moleküle kann ein Molekularstrahl von ND3-Molekülen mittels des
Stark-Effekts in senkrechter Inzidenz reflektiert werden. Durch eine
zeitliche Schaltung des Spiegels kann die Reflektion auf einen beliebigen
Teil von Molekülen beschränkt werden.
[1] H. L. Bethlem and G. Meijer, Int. Rev. Phys. Chem. 22, 73 (2003)
A 17.8 Do 18:15 HS 132
Die Erzeugung von Antiwasserstoff-Atomen — •Heiko Pittner
1 , Maximilian Herrmann 1 , Jochen Walz 1 und Theodor W.
Hänsch 1,2 für die ATRAP-Kollaboration — 1 Max-Planck-Institut für
Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Straße 1, 85748 Garching — 2 Ludwig-
Maximilians-Universität München, Schellingstraße 4/III, 80799 München
Ziel des ATRAP Experiments am Antiproton Decelerator (AD)
des CERN ist der präzise Vergleich von Übergangsfrequenzen
des Antiwasserstoff-Atoms mit denjenigen des gewöhnlichen
Wasserstoff-Atoms. Dies soll eine neuartige Prüfung der grundlegenden
Materie/Antimaterie-Symmetrie mit den Methoden der
hochauflösenden Laserspektroskopie ermöglichen.
Die Erzeugung von kalten Antiwasserstoff-Atomen durch Dreikörper-
Rekombination ist im ATRAP-Experiment inzwischen Routine.
Um bei der künftigen Laserspektroskopie eine hohe Auflösung zu
erreichen, sollen die Antiwasserstoff-Atome in einer magnetischen
Falle gespeichert werden. Der Erzeugungsprozeß wurde im Hinblick
darauf detailliert untersucht. Die Zustandsverteilung der erzeugten
Rydberg-Antiwasserstoff-Atome wurde bestimmt und erste Messungen
der Geschwindigkeit der Antiwasserstoff-Atome wurden durchgeführt.
Darüber hinaus wurde ein alternativer Erzeugungsprozeß für kalte
Antiwasserstoff-Atome untersucht, der auf einem Ladungsaustausch im
Stoß von Rydberg-Positronium mit Antiprotonen beruht.
Wir berichten über die Ergebnisse der Strahlzeit in 2003 und diskutieren
künftige Schritte zur magnetischen Speicherung von Antiwasserstoff-
Atomen.
Zeit: Donnerstag 16:30–18:15 Raum: HS 133
A 18.1 Do 16:30 HS 133
Photoionization of helium atoms irradiated with intense VUV
free-electron laser light: Multiphoton versus single photon
processes — •T. Laarmann 1,2 , H. Wabnitz 1 , J. Schulz 1 , P.
Gürtler 1 , W. Laasch 1 , A. R. B. de Castro 3 , and T. Möller 1 —
1 HASYLAB at DESY, Notkestr. 85, 22603 Hamburg, Germany — 2 Max
Born Institute, Max-Born-Str. 2a, 12489 Berlin, Germany — 3 LNLS
13084-971 Campinas SP, Brazil
With the discovery of above-threshold ionization (ATI) in 1979 [1],
tremendous efforts both experimentally and theoretically have begun to
investigate highly non-linear phenomena in rare gas atoms irradiated
with intense optical fs-laser pulses. Very recently, the free-electron laser
(FEL) at DESY has opened the door to a new regime of strong-field
matter interaction in the vacuum-ultraviolet (VUV) [2]. This contribution
reports on time-of-flight mass and photoelectron spectroscopy of He
atoms irradiated with 100 fs FEL pulses at 95 nm (∼13 eV). At peak
intensities of 10 10 − 10 13 W/cm 2 , ionization of He is observed which is
due to both, non-linear multiphoton ionization with the fundamental and
single-photon ionization with 3 rd harmonic radiation. The experimentally
observed photoemission lines will be discussed in the context of a theoretically
predicted 3-photon ionization peak (ATI) and ionization processes
due to 3 rd harmonic FEL light.
[1] P. Agostini et al., Phys. Rev. Lett. 42, 1127 (1979)
[2] H. Wabnitz et al., Nature 420, 482 (2002)
30
A 18.2 Do 16:45 HS 133
Intensive sub-10 fs Laserpulse für atomphysikalische Experimente
— •Karl Zrost, Artem Rudenko, Vitor Luis Bastos
de Jesus, Thorsten Ergler, Claus Dieter Schröter, Robert
Mosshammer und Joachim Ullrich — Max Plank Institut für Kernphysik,
Heidelberg
Zur Untersuchung der Fragmentations-Dynamik von Atomen und Molekülen
in starken Lichtfeldern sind sehr kurze Laserpulse erforderlich.
Nur dann sind eindeutige Aussagen über die molekulare oder elektronische
Dynamik auf Zeitskalen von Femto- oder gar sub-Femtosekunden
möglich. Moderne Lasersysteme liefern ausreichend intensive Pulse von
25 fs oder länger, wünschenswert sind 6 fs oder weniger (ein bis zwei optische
Zyklen). Deren Erzeugung gelingt durch spektrale Verbreiterung des
Lichtes in einer gasgefüllten Hohlkapillare und anschließender Kompression
in der Zeit mit einer Kombination aus dispersiven Spiegeln und/oder
einem Prismenkompressor. Mit dieser Methode wurden Pulslängen von
unter 6 fs ohne Verlust an Pulsleistung erzeugt.
Methoden zur Charakterisierung der Pulse sowie erste Ergebnisse zur
Ionisation von Atomen und Molekülen in intensiven sub-10 fs Laserpulsen
werden vorgestellt.

A 18.3 Do 17:00 HS 133
Mehrfachionisation von Edelgasatomen in intensiven ultrakurzen
— •Bernold Feuerstein, Artem Rudenko, Karl Zrost, Vitor
L. B. de Jesus, Claus Dieter Schröter, Robert Moshammer
und Joachim Ullrich — Max-Planck-Institut für Kernphysik,
69117 Heidelberg, Saupfercheckweg 1
Mit einem hochauflösenden COLTRIM-Spektrometer (Cold Target
Recoil-Ion Momentum Spectroscopy) wurde die Mehrfachionisation von
Edelgasatomen (Ne, Ar) in intensiven, ultrakurzen Laserpulsen untersucht.
Hierzu wurde ein Überschall-Atomstrahl in einem sog. Reaktionsmikroskop
mit einem Ti:Sa-Laserstrahl (800 nm Wellenlänge) gekreuzt.
Erstmals konnten die Impulsverteilungen von zweifach bis vierfach geladenen
Ar- bzw. Ne-Ionen für Intensitäten von 0.3 bis 2.0 PW/cm 2 und
Pulslängen von 6 bis 23 fs gemessen werden. In der Form der Spektren
zeigt sich eine Abhängigkeit von Intensität und Pulslänge. Erste Ergebnisse
werden vorgestellt und im Hinblick auf die zugrunde liegenden
nicht-sequentiellen und sequentiellen Mechanismen zur atomaren Mehrfachionisation
in starken Laserfeldern interpretiert.
A 18.4 Do 17:15 HS 133
Single ionization of atoms in ultrashort intense laser pulses —
•Artem Rudenko, Claus Dieter Schröter, Karl Zrost, Vitor
L. B. de Jesus, Bernold Feuerstein, Robert Moshammer, and
Joachim Ullrich — Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
Single ionization of atoms in very intense laser fields is usually discussed
in terms of field or tunneling ionization. There, the active electron
is assumed to be set free with almost zero kinetic energy via tunneling
before it is accelerated, gaining drift energy in the oscillating laser field.
This results in smooth and unstructured photoelectron energy distributions
[1]. Recently, deviations from the simple tunneling picture were
observed experimentally for the emission of the ultra low-energy electrons
from Ne [2]. Following these experimental findings we performed
systematic experimental studies for single ionization of He, Ne and Ar
atoms by 23 fs and 6 fs laser pulses over a wide range of intensities (up to
2 PW/cm 2 ). Using our newly designed Reaction Microscope we were able
to resolve rich and so far unexplained structures in the electron momentum
distributions at intensities well in the tunneling regime. The spectra
exhibit pulse length as well as target dependence. [1] N.B. Delone and
V.P. Krajnov, Phys. Usp. 41, 469 (1998) [2] R.Moshammer et al, Phys.
Rev. Lett. 91, 113002 (2003)
A 18.5 Do 17:30 HS 133
Phase control of high-harmonic pulses in cross-correlation measurements
— •Philip A. Korneev 1 , Sergei V. Popruzhenko 1 ,
and David F. Zaretsky 2 — 1 Moscow Engineering Physics Institute
(State University), 115409 Moscow, Russia — 2 Russian Research Center
“Kurchatov Institute”, 123182, Moscow, Russia
The interference structure of satellites in a photoelectron spectrum
produced in two-photon ionization of hydrogenlike atoms by a superpo-
31
sition of a weak infrared laser pulse and a short train of high harmonics
is calculated. Firrst-order perturbation theory is applied with respect
to either field, while the atom is treated exactly. It is shown that the
interference structure depends on the relative phases between adjacent
harmonics. This dependence, in principle, provides an opportunity to
measure the relative phases of high-order harmonics. This is necessary
for the control of temporal properties of short pulses of soft x-ray or ultraviolet
radiation. Different possibilities for an experimental realization
of the measurement of relative phases are discussed in the light of the
theoretical results obtained.
A 18.6 Do 17:45 HS 133
Carrier-Envelope Phase Measurement using a Non Phase
Stable Laser — •Matthias Lezius 1,2 , Kevin O’Keeffe 1 , Peter
Jöchl 1 , Herwig Drexel 2 , Verena Grill 2 , and Ferenc Krausz 1
— 1 Institut für Photonik, Technische Universität Wien, Gusshausstr.
27/387, A-1040 Wien — 2 Institut für Ionenphysik, Universität
Innsbruck, Technikerstr. 25, A-6020 Innsbruck
We demonstrate that the phase between the carrier and the pulse envelope
of a few-cycle laser pulse can be retrieved from non phase stable
laser systems, provided that such laser pulses are about 5 fs long and the
repetition rate is in the order of 1kHz. Our approach is based on online
determination of the phase using f − 2f interferometry. By a comparison
of the self referencing interferometric signal with the photoelectron
current emitted into a 7 degree solid angle parallel to the laser polarization
we obtain the absolute value of the carrier envelope phase provided
that Coulomb correction for electron energies below 10eV can be taken
correctly into account.
A 18.7 Do 18:00 HS 133
Die Bedeutung der Phase in phasenmodulierten
Femtosekunden-Laserpuls-Sequenz-Experimenten, studiert
am Beispiel eines Zwei-Photonen-Überganges in Natrium
— •Andreas Präkelt, Matthias Wollenhaupt, Cristian
Sarpe-Tudoran und Thomas Baumert — University of Kassel,
Institute of Physics and Center for Interdisciplinary Nanostructure
Science and Technology (CINSaT), Heinrich-Plett-Str. 40, D-34132
Kassel, Germany
In vielen Quanten-Kontroll-Experimenten werden Sequenzen von
Femtosekunden-Laserpulsen verwendet. Hierbei definiert der erste Puls
die quantenmechanische Referenzphase, während weitere Pulse, entsprechend
ihren relativen Phasen, konstruktiv oder destruktiv interferieren.
Anhand des Zwei-Photonen-Übergangs (4s ←← 3s) in Natrium mit der
Natrium-D-Linie als experimentelle Observable stellen wir die Bedeutung
dieser Phaseneffekte in Abhängigkeit sowohl der Verzögerung zwischen
den Pulsen als auch spektraler Phasenmodulationen dar. Dabei
werden sowohl lineare Gruppenverzögerungs- und absolute Phasenmodulationen
als auch komplexere Modulationen wie sinusförmige und π-
Sprung-Modulationen untersucht.

Hauptvorträge
MASSENSPEKTROMETRIE (MS)
Prof. Dr. Lutz Schweikhard
Institut für Physik
Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
Domstr. 10a
17487 Greifswald
E-Mail: Lutz.schweikhard@physik.uni-greifswald.de
Web: http://www6.physik.uni-greifswald.de
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsaal HS 112)
MS I Mo 11:00 (HS 112) Neue Möglichkeiten zur Erzeugung hochgeladener Ionen,
Günter Zschornack, Ulrich Kentsch, Steffen Landgraf, Frank Grossmann, Vladimir
Ovsyannikov, Falk Ullmann, Mike Schmidt, Horst Tyrroff
MS II Mo 11:30 (HS 112) Multiphotonen Prozesse in Molekülen und Clustern, Jürgen Grotemeyer
MS III Mo 14:00 (HS 112) Bayesian Decomposition of Quadrupole Mass Spectra,
Thomas Schwarz-Selinger, Hyungdong Kang, Volker Dose
MS IV Di 16:30 (HS 112) Mass Spectrometry with Electrostatic Ion Traps: Negative Mass Instability,
Daniel Zajfman
MS V Do 11:00 (HS 112) Massenspektrometrische Untersuchung der katalytischen Reaktionen
kleiner Edelmetallcluster in einer Tieftemperatur-Ionenfalle,
Thorsten M. Bernhardt
MS VI Do 11:30 (HS 112) Spektroskopie an Metallclustern eingebettet in Helium–Nanotropfen,
Josef Tiggesbäumker
MS VII Do 12:00 (HS 112) Decay mechanisms of activated metal clusters, Klavs Hansen
MS VIII Do 12:30 (HS 112) Free-electron-laser based IR spectroscopy of gas-phase cluster ions,
Gert von Helden, Andre Fielicke, Gerard Meijer
MS IX Do 17:15 (HS 112) Erzeugung und Untersuchung mehrfach negativ geladener Metallcluster,
Alexander Herlert, Gerrit Marx, Lutz Schweikhard
Fachsitzungen
MS 1 Ionenquellen Mo 12:00–12:45 HS 112 MS 1.1–1.3
MS 2 Analytik und Spurenanalytik (Laser) Mo 14:30–15:45 HS 112 MS 2.1–2.5
MS 3 Beschleunigermassenspektrometrie (Anwendungen) Mo 16:30–17:30 HS 112 MS 3.1–3.4
MS 4 Beschleunigermassenspektrometrie (Entwicklung) Mo 17:30–18:45 HS 112 MS 4.1–4.5
MS 5 Elektrospray, Nanoteilchen und Aerosole Di 11:00–12:00 HS 112 MS 5.1–5.4
MS 6 Hochaufgelöste und genaue Massenspektrometrie Di 17:00–18:00 HS 112 MS 6.1–6.4
MS 7 Poster Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 MS 7.1–7.10
MS 8 Cluster Do 16:30–17:15 HS 112 MS 8.1–8.3
MS 9 Anionische Systeme Do 17:45–18:30 HS 112 MS 9.1–9.3
Mitgliederversammlung des Fachverbands Massenspektrometrie
Di 14:00–14:30 HS 112
Tagesordnung:
1. Bericht des Fachverbandsleiters
2. Tagungen 2004-2006
3. Verschiedenes
32

Hauptvortrag MS I Mo 11:00 HS 112
Neue Möglichkeiten zur Erzeugung hochgeladener Ionen —
•Günter Zschornack 1 , Ulrich Kentsch 1 , Steffen Landgraf 1 ,
Frank Grossmann 2 , Vladimir Ovsyannikov 2 , Falk Ullmann 2 ,
Mike Schmidt 2 und Horst Tyrroff 3 — 1 Technische Universität
Dresden, Institut für Angeandte Physik, Mommsenstrasse 13, 01062
Dresden — 2 Leybold Vakuum Dresden GmbH, Zur Wetterwarte 50,
01109 Dresden — 3 Forschungszentrum Rosssendorf e.V., Institut für Ionenstrahlphysik
und Materialforschung, PF 510119, 01314 Dresden
Neue Möglichkeiten zur Erzeugung hochgeladener Ionen Es wird eine
Raumtemperatur-Ionenquelle (Dresden EBIT) vorgestellt, mit der hochgeladene
Ionen über ein weites Ladungsspektrum für nahezu alle Elemente
erzeugt werden können. Das Funktionsprinzip der Quelle beruht
auf der Elektronenstossionisation in hochdichten Elektronenstrahlen, wie
es bereits von kryogenen (supraleitenden)EBIT bekannt ist. Nachgewiesen
wurde die Erzeugung von Ionen über alle Ladungszustände bis hin
zu vollständig ionisierten Atomen für Elemente bis Z=28, von bis zu
heliumähnlichen Ionen solcher Elemente wie Ge oder Kr und von neonähnlichen
Ionen von beispielsweise Ce, Xe, W und Ir. Einzelne aus
der Quelle extrahierte Ionenladungsverteilungen werden diskutiert. Die
erhaltenen Resultate werden im Kontext zu anderen Ionenquellenentwicklungen
dargestellt, wobei ein Vergleich mit alternativen Ionenquellen
hinsichtlich Ionenladungspektren, Ionenströmen, Aufwand zur Erzeugung
der Ionen und weiterer technischer Parameter erfolgt. Eine Charakterisierung
möglicher Einsatzfelder der vorgestellten Ionenquelle wird
gegeben.
Hauptvortrag MS II Mo 11:30 HS 112
Multiphotonen Prozesse in Molekülen und Clustern — •Jürgen
Grotemeyer — Institut für Physikalische Chemie, Christian Albrechts
Universität Kiel, Ludewig Mayen Str. 8, 24098 Kiel
Im Rahmen des Vortrages wird auf verschiedene Prozesse zur Generierung
von Ionen mit Laserstrahlung unterschiedlicher Pulslänge und zu
Reaktionen von ionisierten Molekülen und Clustern eingegangen. Hierbei
steht im Vordergrund des Interesses die Frage nach der Verschiebbarkeit
von Ladungen in ionisierten Molekülen. Hierzu wird anhand von
verschiedenen zeit- und energie-aufgelösten Experimenten neueste Ergebnisse
vorgestellt.
Hauptvortrag MS III Mo 14:00 HS 112
Bayesian Decomposition of Quadrupole Mass Spectra —
•Thomas Schwarz-Selinger, Hyungdong Kang, and Volker
Dose — Centre for Interdisciplinary Plasma Science, Max-Planck-
Institut für Plasmaphysik, Boltzmannstr. 2, D-85748 Garching
Identification of components in a gas mixture from quadrupole mass
spectra is a challenging task due to fragmentation of the molecules by
electron impact in the ionizer. The pedestrian subtraction method and/or
least-square evaluation are often used for the decomposition of multicomponent
mass spectra. These however suffer from the excessive error
build-up and provide only poor and sometimes unphysical results like
negative concentrations.
We present an advanced analysis technique of mass spectra using
Bayesian probability theory. It handles the data and all other information
consistently and is able to identify components in unknown mixtures via
model comparison. It provides estimates not only for the species concentrations
but also for their cracking pattern. In addition the confidence
intervals for the values of interest are derived. Therefore this method
does not only allow to identify reliably radicals in an unknown mixture
but also allows to determine their cracking pattern. The basics of the
new method are presented together with illustrating examples from low
temperature methane plasmas.
Hauptvortrag MS IV Di 16:30 HS 112
Mass Spectrometry with Electrostatic Ion Traps: Negative
Mass Instability — •Daniel Zajfman — Dept. of Particle Physics,
Weizmann Institute of Science, Rehovot, Rehovot, Israel
We demonstrate that it is possible to achieve motion synchronization
in an electrostatic ion trap due to the so called negative mass instability.
Hauptvorträge
33
This instability is due to the repulsive Coulomb interaction among the
stored particles, which in a counter-intuitive way lead to a quasi-coherent
motion. We will show that such an effect can be used to increase the mass
resolution of the system.
Hauptvortrag MS V Do 11:00 HS 112
Massenspektrometrische Untersuchung der katalytischen Reaktionen
kleiner Edelmetallcluster in einer Tieftemperatur-
Ionenfalle — •Thorsten M. Bernhardt — Institut für Experimentalphysik,
Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
Die katalytische Oxidation von CO an freien Edelmetallclusterionen
wird in einem Ionenfallenexperiment untersucht. Sowohl bei Gold-, als
auch bei Silberclustern kann eine starke Größenabhängigkeit der katalytischen
Aktivität beobachtet werden. Besonders eingehend wurden die
Reaktionen des negativ geladenen Gold-Dimeren studiert. Details des
katalytischen Reaktionszyklus konnten in diesem Fall über die gemessene
temperaturabhängige Kinetik bestimmt werden. Insbesondere wurde
bei kryogenen Temperaturen als metastabile Zwischenstufe der Reaktion
das Ion Au2(CO)O − 2 beobachtet. Aussagen über die Struktur dieses Ions
können aus dem Vergleich mit theoretischen Berechnungen gezogen werden.
Im Fall der Silbercluster konnten die Ionen AgnO − 4 als potentiell in
Oxidationsreaktionen katalytisch aktive Komplexe identifiziert werden.
Hauptvortrag MS VI Do 11:30 HS 112
Spektroskopie an Metallclustern eingebettet in Helium–
Nanotropfen — •Josef Tiggesbäumker — Fachbereich Physik,
Universität Physik, 18051 Rostock
Neutrale Silberatome werden in ultrakalte Helium–Nanotropfen eingelagert
und bilden dort Metallcluster. Über resonante Zweiphotonenionisation
erreicht man eine Massenselektion und das optische Spektrum einzelner
Cluster kann aufgenommen werden. Dabei stellt sich heraus, dass Ag8
eines der wenigen Systeme ist, die man mit Nanosekunden–Laserpulsen in
dieser Weise anregen kann. In der Kombination mit Flugzeitelektronenspektroskopie
ist gelungen, das Energiespektrum der Elektronen und das
Ionisationspotential zu bestimmen. Sowohl das Photoelektronensignal als
auch das optische Spektrum ist dabei empfindlich auf geringe Störungen
im Umfeld des Clusters, wie die Anlagerung von schwereren Edelgasatomen.
Eine Analyse der Dynamik zeigt, dass das angeregte Niveau auf
einer ps–Zeitskala in einen langlebigen Zustand zerfällt.
Hauptvortrag MS VII Do 12:00 HS 112
Decay mechanisms of activated metal clusters — •Klavs Hansen
— Gothenburg University, Gothenburg, Sweden
Excited gas phase clusters can decay via a range of different channels.
The most important are emisison of atoms and smaller neutral fragments,
but also electron emission and fission processes have been observed. Emission
of electromagnetic radiation is important at long timescales and are
relevant for experiments in ion traps and storage rings. Often these processes
are of statistical nature and can be described with rate constants
that have close analogies to those employed in nuclear physics. The presentation
will give an overview of recent developments in the field.
Hauptvortrag MS VIII Do 12:30 HS 112
Free-electron-laser based IR spectroscopy of gas-phase cluster
ions — •Gert von Helden 1 , Andre Fielicke 2 , and Gerard Meijer
1,2 — 1 Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg
4-6, D-14195 Berlin — 2 FOM Institute for Plasmaphysics, Edisonbaan
14, NL-3439 MN Nieuwegein
For the characterization of gas-phase cluster ions, it is desirable to
obtain more information than just the knowledge of the mass to charge
ratio. In principle, spectroscopic data can give unique insight into the
structure and properties of such species. In the infrared (IR) spectral
region, the vibrational modes of the clusters are probed and direct information
on the forces that hold the cluster together is obtained. However,
experimental methods are limited by the availability of bright and tunable
IR light sources. We use pulsed radiation from the free-electron laser
FELIX to measure vibrational spectra of size selected gas-phase neutral
or ionic species. FELIX has a tuning range from 40 to 2000 wavenum-

ers. The light comes in 5 microsecond long macropulses with energies
of up to 150 mJ. This makes FELIX an ideal tool to resonantly pump
large amounts of energy into gas-phase species. This absorbed energy
can then induce secondary processes such as fragmentation or ionization.
Measuring their yield as a function of excitation wavelength can give an
IR spectrum of the (neutral or charged) molecule or cluster. In the presentation,
IR spectra of various mass-selected metal cluster ions will be
presented and discussed.
Hauptvortrag MS IX Do 17:15 HS 112
Erzeugung und Untersuchung mehrfach negativ geladener Metallcluster
— •Alexander Herlert, Gerrit Marx und Lutz
Schweikhard — Institut für Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität
Greifswald, Domstraße 10a, D-17487 Greifswald
Vor wenigen Jahren sind zum ersten Mal dianionische Metallcluster
beobachtet worden [1]. Diese zeichnen sich gegenüber den neutralen Clustern
durch einen Überschuss von zwei Elektronen aus. Die entscheidenden
34
Größen für die Bildung von Dianionen sind die Elektronenaffinität der
Anionen und die repulsive Coulombbarriere, welche zur Anlagerung überwunden
werden muss. Zur Produktion von Dianionen werden einfach negativ
geladene Metallcluster aus einer Clusterquelle in eine Penningfalle
transferiert und dort einem Elektronenbad ausgesetzt. Dabei lagern sich
Elektronen an die Metallclusteranionen an und bilden Multi-Anionen [2].
Neben den experimentellen Parametern wirken sich auch die Eigenschaften
der Clusteranionen auf die Bildung von mehrfach negativ geladenen
Clustern aus. Messungen an Gold, Silber und Kupferclustern zeigen eine
gute Übereinstimmung mit einem einfachen Modell geladener Metalkugeln
[2]. Aber auch elektronische Schaleneffekte werden beobachtet. Mit
der Möglichkeit mehrfach negativ geladene Metallcluster reproduzierbar
zu erzeugen, können die Eigenschaften dieser Teilchen systematisch untersucht
werden. Neue Ergebnisse der Experimente an größenselektierten
Metallclusterdianionen werden vorgestellt.
[1] A. Herlert et al., Physica Scripta T80, 200 (1999)
[2] A. Herlert, L. Schweikhard, Int. J. Mass Spectrom. 229, 19 (2003)

Fachsitzungen
– Kurzvorträge und Posterbeiträge –
MS 1 Ionenquellen
Zeit: Montag 12:00–12:45 Raum: HS 112
MS 1.1 Mo 12:00 HS 112
Einphotonenionisations Massenspektrometrie mit einer neu
entwickelten elektronenstrahlgepumpten Excimerlampe:
Technische Ausführung und erste Anwendungen — •F.
Mühlberger 1 , J. Wieser 2 , A. Görtler 2 , A. Hohla 2 , G.
Kornfeld 3 , R. Steinhübl 3 , A. Ulrich 4 und R. Zimmermann 1,5,6
— 1 GSF-Forschungszentrum, Neuherberg — 2 TuiLaser, Germering —
3 THALES Electron Devices, Ulm — 4 TU-München, Physik E12 —
5 BIFA, Augsburg — 6 Universität Augsburg
Für die online Massenspektrometrie von organischen Verbindungen aus
komplexen Gasgemischen benötigt man eine weiche und selektive Ionisationsmethode.
Die Einphotonenionisation mit VUV-Licht ist ein Verfahren,
bei dem die üblichen Hauptbestandteile dieser Gase wie z.B. Stickstoff,
Sauerstoff und Wasserdampf unterdrückt werden. Je nach verwendeter
VUV-Wellenlänge werden nur Verbindungen mit einem Ionisationspotential
kleiner als die Photonenenergie ionisiert. Die Flugzeitmassenspektrometrie
in Verbindung mit der Einphotonenionisation ermöglicht
eine schnelle online Charakterisierung von komplizierten Gasgemischen,
wie sie bei vielen industriellen Prozessen vorkommen.
Üblicherweise wird intensive VUV-Strahlung durch einen THG-Prozess
(Third-Harmonic Generation), z.B. Erzeugung von 118 nm durch Verdreifachen
der 3. harmonischen Frequenz eines Nd:YAG-Lasers, erzeugt.
Mit Hilfe einer elektronenstrahlgepumpten Excimerlampe, die
je nach Gasfüllung VUV-Licht ab 121 nm emittiert, können robuste
Massenspektrometer-Systeme aufgebaut werden. In dem Beitrag wird die
Technik vorgestellt und Anwendungen diskutiert.
MS 1.2 Mo 12:15 HS 112
Messungen zur Laserionisation am RISIKO-Massenseparator
der Universität Mainz als Vorbereitung für die Laser-Ionen-
Quellen-Falle LIST — •Kim Brück 1 , Christopher Geppert 1 ,
Thomas Kessler 1 , Gerd Passler 1 , Simone Sirotzki 1 , Katja
Wies 1 , Klaus Wendt 1 , Manas Mukherjee 2 , H.-Jürgen Kluge 2 ,
Klaus Blaum 3 und Stefan Schwarz 4 — 1 Institut für Physik, Universität
Mainz, 55099 Mainz — 2 GSI, 64291 Darmstadt — 3 CERN, CH-1211
Geneva 23, Switzerland — 4 MSU, East Lansing, USA
Am Institut für Pyhysik der Universität Mainz wird eine spezielle Io-
MS 2 Analytik und Spurenanalytik (Laser)
nenquelle für on-line Massenseparator-Anwendungen entwickelt und am
dortigen 60 keV RISIKO-Massenseparator getestet. Diese kombiniert die
resonante Laserionisation mit einer Radiofrequenzquadrupolfalle (RFQ).
Dabei wird die Laserionisation von der Produktionsregion der Atome
durch den Einsatz einer Repellerelektrode entkoppelt, um isobare Oberflächenionenkontaminationen
im Ionenstrahl zu unterdrücken. Durch das
gewählte Konzept werden elementreine gepulste Ionenstrahlen mit geringer
Emittanz produziert.
Einzelne Komponenten des Systems, wie etwa das hochrepetierende
abstimmbare Festörperlasersystem, die resonante Laserionisation an
verschiedenen ausgewählten Elementen und die Verwendung der Repellerelektroden
werden aktuell am RISIKO-Massenseparator erprobt.
Zusäzlich wird eine Computeransteuerung des Gesamtsystems über Lab-
VIEW aufgebaut. Spektroskopische Messungen zur Charakterisierung
unterschiedlicher Laserionisationsprozesse, zur Wirkung der Repellerelektrode
und zur Effizienz des Verfahrens werden diskutiert.
MS 1.3 Mo 12:30 HS 112
Chancen von Elektrospray als Quelle für Quantenexperimente
mit Molekülen — •Elisabeth Reiger, Julia Ströbele, Anton
Zeilinger und Markus Arndt — Institut für Experimentalphysik,
Universität Wien
Für den Nachweis der quantenmechanischen Eigenschaften von großen
Molekülen mithilfe eines Talbot-Lau-Interferometers benötigt man hinreichend
intensive und langsame Neutralteilchenstrahlen. Der Einsatz
von thermischen Quellen beschränkt derzeit den Bereich auf Moleküle
mit M < 2-3 kDa. Der derzeitige Massenrekord für die Materiewelleninterferometrie
liegt bei 1632 amu für C60F48 [1]. Für noch komplexere
Objekte ist ein neues Quellendesign notwendig. Wir diskutieren, inwieweit
Elektrospray für diese Experimente genutzt werden kann.
Der erste Teil der Präsentation beschäftigt sich mit der Frage, ob auch
direkt neutrale Teilchen neben der Erzeugung von meist mehrfach geladenen
Ionen bei dem Spray-Prozess entstehen können.
Im zweiten Teil wird die Anwendbarkeit eines Verfahrens diskutiert [2],
bei dem Elektrosprayionen durch eine bipolare Luftionenwolke neutralisiert
werden, bevor sie in die Strahlanlage eingekoppelt werden.
[1] L. Hackermüller et al., PRL, 91, 9 (2003)
[2] M. Scalf et al., Science, 283, 194-197 (1999)
Zeit: Montag 14:30–15:45 Raum: HS 112
MS 2.1 Mo 14:30 HS 112
Hochauflösende Resonanzionisationsspektroskopie an Uran-
Isotopen für den Nachweis von Uran-236 — •Philipp
Schumann 1 , Sergei F. Boulyga 2 , Gerd Passler 1 , Norbert
Trautmann 3 und Klaus D.A. Wendt 1 — 1 Institut für Physik,
Johannes Gutenberg-Universität Mainz — 2 Institut für Anorganische
Chemie und Analytische Chemie, Johannes Gutenberg-Universität
Mainz — 3 Institut für Kernchemie, Johannes Gutenberg-Universität
Mainz
Am Institut für Physik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
werden hochauflösende laserspektoskopische Verfahren für den Ultraspurennachweis
seltener Radioisotope entwickelt und angewendet. Ein durch
bis zu drei abstimmbare kontinuierliche Laser induzierter element- und
isotopenselektiver Ionisationsprozess wird hierbei mit der Massentrennung
eines Quadrupol-Massenspektrometers kombiniert. Gegenwärtig
wird das Verfahren für den Nachweis von 236 Uran angepasst. 236 Uran entsteht
durch Neutroneneinfang von 235 Uran. Das in der Natur nur mit einer
relativen Häufigkeit von < 10 −10 ( 236 U / 238 U) vorkommende Isotop wird
in Kernreaktoren durch hohe Neutronenflüsse bis in den Promille-Bereich
angereichert. Ein empfindlicher Nachweis ist daher zur Identifizierung an-
35
thropogener Uran-Kontaminationen von Bedeutung. Für eine Isotopentrennung
muss ein geeigneter Anregungspfad im atomaren Spektrum von
Uran ausgewählt und bezüglich Hyperfeinstruktur, Isotopieverschiebung
und Anregungseffizienz spektroskopisch spezifiziert werden. Es werden
Untersuchungen mit einem und zwei resonanten Anregungsschritten vorgestellt
sowie der Status des Projekts und vorgesehene Anwendungen
diskutiert.
MS 2.2 Mo 14:45 HS 112
Aufbau und Charakterisierung eines Photoionisations-
Massenspektrometers mit elementselektivem Nachweis —
•Harald Bresch 1 , Roman Flesch 2 und Eckart Rühl 2 —
1 Fachbereich Physik, Universität Osnabrück, Barbarastr. 7, 49069
Osnabrück — 2 Institut für Physikalische Chemie, Universität Würzburg,
Am Hubland, 97074 Würzburg
Es wird ein Photoionisations-Massenspektrometer vorgestellt, das auf
einer intensiven, gepulsten, sehr einfach durchstimmbaren Lichtquelle im
Bereich des extremen Ultraviolett (XUV, 25 eV ≤ hν ≤ 110 eV) beruht.
Die XUV-Strahlung wird durch ein laserproduziertes Plasma (LPP) erzeugt,
dessen Strahlung in einem Toroidgitter-Monochromator (Jobin-

Yvon TGM 1400) dispergiert wird. Am Austrittsspalt befindet sich ein
Flugzeitmassenspektrometer in einem Vakuum-Rezipienten, das zur Selektion
und Detektion von Photoionen dient.
Mit diesem experimentellen Aufbau lassen sich Ausbeuten massenselektierter
Kationen messen. Die Resultate zeigen, dass darüber hinaus auch
Pump-Probe-Experimente zum elementspezifischen Nachweis von in situ
gebildeten Photolyseprodukten möglich sind.
MS 2.3 Mo 15:00 HS 112
Simulationsstudien für eine Kombination aus Laserionenquelle
und Ionenfalle — •Katja Wies 1 , Kim Brück 1 , Christopher
Geppert 1 , Gerd Passler 1 , Klaus Wendt 1 , H.-J. Kluge 2 , Manas
Mukherjee 2 , Klaus Blaum 3 und Stefan Schwarz 4 — 1 Institut
für Physik, Universität Mainz, 55099 Mainz — 2 GSI, 64291 Darmstadt
— 3 CERN, CH-1211 Geneva 23, Switzerland — 4 MSU, East Lansing,
USA
Die resonante Laserionisation bietet die Möglichkeit, selektiv Ionenstrahlen
eines bestimmten Elements bzw. Isotops zu erzeugen. Von besonderer
Bedeutung ist dies bei on-line Massenseparatoren, um kurzlebige
Radionuklide ohne störende Kontaminationen zu studieren. Limitiert
ist die Laserionenquelle durch Isobarenkontaminationen, die durch
Oberflächenionisation in der Atomisationsröhre entstehen. Am Institut
für Physik der Universität Mainz wird in einer neuen Entwicklung eine
Laserionenquelle mit einer Ionenfalle kombiniert (LIST = Laser-Ion-
Source-Trap). In der LIST wird die Ionisationsregion in der Ionenfalle von
der Atomisationsregion durch eine Repellerelektrode entkoppelt. Ausschließlich
neutrale Atome gelangen zum Laserionisationsort. Die Laserionen
werden in der Falle gespeichert und durch Puffergasstöße gekühlt.
Nachfolgenden Experimenten kann dann ein Ionenstrahl als zeitlich wohl
kontrollierter Ionenpuls mit niedrigster Emittanz zur Verfügung gestellt
werden. Computersimulationen zeigen, dass bei hoher Selektivität das
Fangen, Kühlen und Extrahieren der Ionen mit guter Effizienz möglich
ist. Simulationsstudien und erste Testmessungen werden diskutiert.
MS 2.4 Mo 15:15 HS 112
Empfindliche Plutoniumbestimmung in Sickerwasserproben
von Granitgestein — •S. Bürger 1 , R. Buda 2 , H. Geckeis 3 ,
G. Huber 2 , J.V. Kratz 1 , G. Passler 2 und N. Trautmann 1
— 1 Institut für Kernchemie, Universität Mainz — 2 Institut für
Physik, Universität Mainz — 3 Institut für Nukleare Entsorgung,
Forschungszentrum Karlsruhe
Plutonium gelangt durch verschiedene anthropogene Quellen, wie
Atomwaffentests oder Unfälle in kerntechnischen Anlagen, in unse-
re Umwelt, wobei in der Regel die Konzentration im Ultraspurenbereich
liegt. Die Isotopenzusammensetzung liefert hier wichtige Informationen
über den Ursprung der Plutoniumkontamination. Die
Resonanzionisations-Massenspektrometrie (RIMS) ist auf Grund ihrer
hervorragenden Element- und Isotopenselektivität sowie ihrer hohen
Empfindlichkeit für die Ultraspurenanalyse von langlebigen Radionukliden
sehr gut geeignet. Für die Routineanalytik von Plutonium wird eine
Nachweisgrenze von ≤ 10 7 Atomen Plutonium, verbunden mit einer eindeutigen
Isotopenzuordnung, erreicht. In Zusammenarbeit mit dem Institut
für Nukleare Entsorgung des Forschungszentrums Karlsruhe wurden
anhand von Sickerwasserproben des Felslabors Grimsel, Schweiz, das Migrationsverhalten
von Plutonium in granitischem Gestein untersucht. Die
Ergebnisse sind zur Beurteilung der Lagersicherheit von nuklearem Abfall
in granitischem Gestein wichtig. Im Ausblick wird auf eine Kopplung
der Kapillarelektrophorese (CE) mit RIMS und die damit erzielbaren
Informationen eingegangen.
MS 2.5 Mo 15:30 HS 112
Anwendungen der RIMS für 41 Ca Tracer Studien zu biomedizinischen
Fragestellungen — •Christopher Geppert 1 , Philipp
Schumann 1 , Katja Wies 1 , Klaus Wendt 1 , Norbert Trautmann
2 , Eberhard Denk 3 und Thomas Walczyk 3 — 1 Institut für
Physik, Universität Mainz, Staudingerweg 7, 55099 Mainz — 2 Institut für
Kernchemie, Universität Mainz, Fritz-Strassmann-Weg 2, 55128 Mainz
— 3 Laboratory for Human Nutrition, ETH Zürich, Seestraße 72, 8803
Rüschlikon, Schweiz
Die auf mehrstufiger Laseranregung und -ionisation beruhende
Resonanzionisations-Massenspektrometrie (RIMS) stellt ein hochselektives
Verfahren zum Ultraspurennachweis seltenster Isotope dar. Die
RIMS hat sich dabei in den letzten Jahren vom Prototyp-Aufbau zum
zuverlässigen Analyseverfahren entwickelt. Der an der Universität Mainz
entwickelte Aufbau kombiniert hierzu selektive Laseranregung mit
Diodenlasern mit der Nachbarisotopenunterdrückung eines Quadrupol-
MS. Das System wurde auf den selektiven Nachweis des langlebigen
Ultraspuren-Isotops 41 Ca optimiert, das in der Natur mit einer relativen
Häufigkeit von nur 10 −15 zum Gesamt-Ca vorkommt.
41 Ca eignet sich hervorragend z.B. für Tracer Studien, etwa in der Biomedizin
zu Untersuchungen des in-vivo Ca-Metabolismus. Etwa 100-200
Tage nach der Verabreichung eines 41 Ca Tracers klingt das 41 Ca/Ca Isotopenverhältnis
langsam auf ein über viele hundert Tage stabiles Plateau
ab, in dessen Verlauf Interventionen über RIMS-Messungen des 41 Ca untersucht
werden können.
MS 3 Beschleunigermassenspektrometrie (Anwendungen)
Zeit: Montag 16:30–17:30 Raum: HS 112
MS 3.1 Mo 16:30 HS 112
41 Ca AMS Messungen im Rahmen des OSTEODIET Projektes
— •Hans-Arno Synal 1 , Thomas Walczyk 2 und Ebehard Denk 2
— 1 Paul Scherrer Institut, c/o ETH Hönggerberg, 8093 Zürich — 2 ETH
Zürich
Zur Untersuchung des 41 Ca Methabolismus wurde im Rahmen des
OSTEODIET Projektes eine 41 Ca Tracerstudie durchgeführt. Insgesamt
wurden 18 Frauen mit einem 41 Ca Tracer markiert. Untersucht wurden
mit Hilfe Beschleunigermassenspektrometrie 130 Urinproben, die zu verschiedenen
Zeiten der Tracerstudie genommen wurden. In diesem Beitrag
werden das Messverfahren sowie die Ergebnisse der AMS Messungen diskutiert.
MS 3.2 Mo 16:45 HS 112
129 I-Messungen zur 131 I-Dosisrekonstruktion aus Mayak —
•Herbert Reithmeier 1 , Vitali Lazarev 1 , Werner Rühm 2 ,
Alexander Blinov 3 , Margit Schwikowski 4 , Heinz Gäggeler 4
und Eckehart Nolte 1 — 1 Fakultät für Physik, Technische Universität
München — 2 Radiobiologisches Institut, Universität München —
3 Department of Cosmic Research, Physical-Technical University St.
Petersburg — 4 Paul Scherrer Institut, Villingen
In der ehemals sowjetischen Plutoniumproduktionsanlage Mayak (nahe
Tscheljabinsk, Rußland) wurden große Spaltproduktsaktivitäten freigesetzt.
Zumindest in den frühen Jahren des Betriebs wird ein wesentlicher
Anteil an den freigesetzten Aktivitäten den kurzlebigen Spaltprodukten
wie 131 I zugeschrieben.
36
Mit Hilfe von 129 I kann der Beitrag von 131 I bestimmt werden. Am
Maier-Leibnitz-Labor in Garching wurden hierzu die 129 I Konzentrationen
von Seewasserproben in der ehemaligen Sowjetunion mit Beschleunigermassenspektrometrie
gemessen. An einem Gletschereisbohrkern
vom Belucha (Sibirischer Altai, Rußland) werden die lokalen
129 I-Depositionsflüsse bestimmt. Diese Zeitinformation wird von 129 I-
Depositionsfluenzen auf 131 I-Depositionsfluenzen rückschließen lassen.
MS 3.3 Mo 17:00 HS 112
AMS Radiokarbondatierung von Eisenartefakten am Erlanger
AMS-Labor — •Andreas Scharf 1 , Wolfgang Kretschmer 1 ,
Thomas Uhl 1 , Ernst Pernicka 2 und Katja Hunger 2 —
1 Physikalisches Institut Abt.IV, Erwin-Rommel-Str. 1, 91058 Erlangen
— 2 Institut für Archäometrie, Gustav-Zeuner-Str. 5, 09599 Freiberg
Die Radiokarbondatierung von Eisengegenständen ist prinzipiell
möglich, sofern bei der Verhüttung Holzkohle verwendet wurde, was
in vorindustrieller Zeit die Regel war. Erste Versuche zur Radiokarbondatierung
von Eisen wurden bereits in den 60er Jahren unternommen,
wegen der geringen Kohlenstoffgehalte von Eisen (für die meisten
archäologischen Eisenproben ca. 0,1% bis 1%, bei Gusseisen bis zu 4%)
brachte hier aber erst der Einsatz der Beschleunigermassenspektrometrie
neue Impulse, es handelt sich hierbei aber noch immer um keine
vollständig etablierte Methode. Die Schwierigkeiten liegen in der Probenbearbeitung,
der zuverlässigen Entfernung von Verschmutzungen und der
möglichst vollständigen Kohlenstoffextraktion aus der Probe. Die Fortschritte,
die hierbei am Erlanger AMS-Labor gemacht wurden, werden

präsentiert.
MS 3.4 Mo 17:15 HS 112
Messung des Wirkungsquerschnitts der Neutroneneinfangsreaktion
209 Bi(nth, γ) 210m Bi über AMS — •Eckehart Nolte 1 , Catalin
Stan-Sion 1 , Alain Letourneau 2 , Herbert Reithmeier 1 und
Vitali Lazarev 1 — 1 Fakultät für Physik E15, Technische Universität
München, 85748 Garching — 2 CEA, DSM/DAPNIA/SPhN-Saclay, F-
91191 Gif sur Yvette
Das in Spallationsneutronenquellen verwendete bzw.vorgesehene Standardtarget
ist Wismut. Über Neutroneneinfangsreaktionen am Bi-Target,
209 Bi(nth, γ) 210 Bi und 209 Bi(n th, γ) 210m Bi, werden sowohl der kurzlebige
Grundzustand von 210 Bi (1 − ; 5,0 d) als auch der langlebige metastabile
Zustand (9 − ; 3 Millionen Jahre) produziert. Die Produktion von 210m Bi
muss genau bekannt sein, um das radioaktive Inventar der Quellen zu
erfassen.
Am MLL in Garching wurde eine Flugzeitstrecke mit zwei Channeltrondetektoren
und einer Ionisationskammer zur Energiemessung der Ionen
aufgebaut. Bi-Targets wurden am ILL Grenoble mit thermischen
Neutronen bestrahlt. Über AMS wurden die Verhältnisse der Massen
A=210 zu 209 Bi gemessen. A=210 enthält 210m Bi und 210 Po (138 d),
das über den β − -Zerfall von 210 Bi entstanden und zum Zeitpunkt
der Messung auf etwa 2 % des Ausgangswerts zerfallen ist. Unter
Berücksichtigung von Sputterfaktoren für negative Bi- und Po- Ionen
wurde ein vorläufiger Wert des Wirkungsquerschnitts 209 Bi(nth, γ) 210m Bi
bestimmt.
MS 4 Beschleunigermassenspektrometrie (Entwicklung)
Zeit: Montag 17:30–18:45 Raum: HS 112
MS 4.1 Mo 17:30 HS 112
Beschleunigermassenspektrometrie mit Mikrogramm-Proben
— •Thomas Uhl, Wolfgang Kretschmer und Andreas Scharf
— Physikalische Institut IV (KORA), Erwin-Rommel-Str. 1, 91058
Erlangen
Die Erlanger Gruppe KORA beschäftigt sich mit der Radiokarbondatierung
mit Hilfe der Beschleunigermassenspektrometrie. Bestimmt wird
hierbei das Verhältnis der Kohlenstoffisotope 14 C zu 13 C. Zur Erzeugung
der zu messenden Ionen wird die zur Hybridionenquelle modifizierte ”40
MC-SNICS” verwendet. Mit dieser Art Ionenquelle, können sowohl graphitisierte
als auch gasförmige - in Form von CO2 - Kohlenstoffproben
gemessen werden. Bei der Verwendung von gasförmigen Proben ist die
Probenaufbereitung bereits nach der Oxidation abgeschlossen. Ein in Erlangen
entwickeltes Gashandlingsystem ermöglicht die direkte Kopplung
der Verbrennungseinheit (Elementanalysator) mit der Hybridionenquelle
zur Online-Messung von Mikrogramm-Proben. Es wird sowohl über die
Voraussetzungen und Bedingungen für eine direkte Kopplung als auch
über die Konzeption und Realisation des Gashandlingsystems berichtet.
Erste Messergebnisse von Standards mit Kohlenstoffmengen von 1-10 Mikrogramm
werden vorgestellt.
MS 4.2 Mo 17:45 HS 112
Accelerator Mass Spectroscopy of 10 Be using BeF − — •Michal
Grajcar 1 , Max Döbeli 2 , Peter W. Kubik 2 , Hans A. Synal 2 ,
Lukas Wacker 1 , and Martin Suter 1 — 1 Institute for Particle
Physics, ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich, Switzerland — 2 Paul
Scherrer Institut (PSI), c/o Institute for Particle Physics, ETH
Hönggerberg, CH-8093 Zürich, Switzerland
10 Be is one of the most important long-lived cosmogenic radioisotopes
in environmental research and has many dating and tracer applications.
A new method is described by which 10 Be can be measured with compact
AMS systems.
BeF targets were prepared and analysed with an AMS facility operating
at 0.6 MV terminal voltage. Selecting the charge state 1 + , the particle
transmission through the accelerator is about 40% and a final energy for
10 Be of 0.8 MeV is obtained. The extraction of 10 BeF − instead of 10 BeO −
from the ion source has the advantage of reducing 10 B intensities in the
beam by about 5 orders of magnitude. A high energy resolution ∆E-ER
gas ionisation counter was used for the final identification. This detector
allows additional boron suppression by more than 5 orders of magnitude.
Thus, in total, boron is suppressed by at least 10 orders of magnitude
and a measured 10 Be/ 9 Be background ratio is below 10 −14 .
Successful measurements of environmental samples demonstrate the
potential of the new method.
MS 4.3 Mo 18:00 HS 112
Hochauflösende Gasdetektoren für Beschleunigermassenspektrometrie
bei tiefen Energien — •Martin Suter 1 , Max Döbeli 2 ,
Michal Grajcar 1 , Martin Stocker 1 , Hans-Arno Synal 2 und
Lukas Wacker 1 — 1 ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich — 2 Paul
Scherrer Institut c/o ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich
37
In den letzten Jahren sind in der Beschleunigermassenspektrometrie
Kleinanlagen entwickelt worden, die bei wesentlich tieferen Energien arbeiten.
Bei diesen Anlagen ist die Ionenidentifikation mit Detektoren
von zentaler Bedeutung. Ionisationszähler sind dabei besonders geeignet.
Durch die Anwendung von modernen Technologien und durch die
Optimierung des Aufbaus, ist es möglich die Energieauflösung und die
Teilchenidentifikation wesentlich zu verbessern. Physikalische Prozesse
die bei tiefen Energien in einem solchen Detektor von Bedeutung sind
und die Auflösung beeinflussen werden diskutiert und an Beispielen illustriert.
MS 4.4 Mo 18:15 HS 112
Verwendung eines Kleinbeschleunigers für die Messung von
Plutoniumisotopen — •Lukas Wacker 1 , Elena Chamizo Calvo
2 , Keith Fifield 3 , Hans-Arno Synal 4 und Martin Suter 1 —
1 ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich — 2 Universidad de Sevilla, 41080
Sevilla, Spanien — 3 ANU, 0200 Canberra, Australien — 4 Paul Scherrer
Institut c/o ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich
Beschleunigungsmassenspektrometrie eignet sich für den Nachweis von
langlebigen Radioisotopen, die in kleinsten Konzentrationen vorkommen.
In den letzten Jahren sind neue Anlagen entwickelt worden, die mit wesentlich
kleineren Beschleunigern arbeiten.
Hier wird gezeigt, dass auch die schwersten Elemente und Isotope
mit solchen Kleinanlagen nachgewiesen werden können. Mit unseren
Messungen können wir zeigen, dass eine Konzentrationsbestimmung
der Plutonium-Isotope bei einer Beschleunigungsspannung von 300 keV
möglich ist und sogar Vorteile gegenüber grösseren Anlagen aufweist.
Um die Leistungsfähigkeit des kompakten Systems zu demonstrieren,
wurde in chemisch aufbereiteten Bodenproben 239 Pu und 240 Pu gemessen.
Die Resultate sind in guter Übereinstimmung mit γ-Messungen und
zeigen das Potential der kompakten BMS-Anlage.
MS 4.5 Mo 18:30 HS 112
Das Potential der schweren Radionuklide in der Niederenergie-
Beschleungermassenspektrometrie — •Martin Stocker 1 , Max
Döbeli 2 , Michal Grajcar 1 , Martin Suter 1 , Hans-Arno Synal 2
und Lukas Wacker 1 — 1 ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich — 2 Paul
Scherrer Institut c/o ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich
Die 600 kV Anlage für Beschleunigermassenspektrometrie (BMS) der
ETH/PSI wurde mit einem neuen Gasdetektor erweitert. Die kompakte
Bauweise des Detektors und das extrem dünne Si3N4 Eintrittsfenster
ermöglicht eine zusätzliche Unterdrückung von Isobaren, Molekülen
und m/q-Interferenzen. In diesem Vortrag wird das Potential der
Niederenergie-BMS im bezug auf schwere Radionuklide diskutiert.

MS 5 Elektrospray, Nanoteilchen und Aerosole
Zeit: Dienstag 11:00–12:00 Raum: HS 112
MS 5.1 Di 11:00 HS 112
Detektion und Charakterisierung individueller Bioaerosolteilchen
mittels Bioaerosol-Massenspektrometrie — •Matthias
Frank 1 , Eric E. Gard 1 , James M. Birch 1 , Keith R. Coffee 1 ,
David P. Fergenson 1 , Joanne M. Horn 1 , Maurice E. Pitesky 1 ,
Abneesh Srivastava 1 , Paul T. Steele 1 , Herbert J. Tobias 1 ,
Vincent J. Riot 1 , Norm W. Madden 1 , Gregg A. Czerwieniec 2 ,
Scott C. Russel 2 und Carlito B. Lebrilla 2 — 1 Lawrence Livermore
National Laboratory, Livermore CA 94551, USA — 2 Univerisyt of
California Davis, Davis CA 95616, USA
Unsere Gruppe am LLNL entwickelt ein Bioaerosol-Massenspektrometriesystem,
das einzelne biologische Aerosole, wie z.B. in der Luft
schwebende bakterielle Sporen, analysieren kann. Das System saugt Teilchen
direkt aus der umgebenden Luft in ein bipolares Flugzeitmassenspektrometer.
Ein Laserpuls eines Nd:YAG Lasers (266 nm) desorbiert
und ionisiert Moleküle eines einfallenden Teilchens beim Erreichen der
Ionenquelle des Massenspektrometers. Flugzeitspektren sowohl von positiven
als auch negativen Ionen, die vom betreffenden Teilchen stammen,
werden dabei gleichzeitig aufgenommen und können instantan klassifiziert
werden. Das System kann dabei anhand der von individuellen Partikeln
erhaltenenen Massenspektren zwischen bakteriellen Sporen und
anderen biologischen oder nichtbiologischen Teilchen unterscheiden. Wir
diskutieren neue Messungen, die mit diesem System an verschiedenen
bakteriellen Spezies und anderen Aerosolen vorgenommen wurden, und
beschreiben geplante Systemmodifikationen, die die Effizienz und den
Durchsatz des Systems deutlich erhöhen sollen.
MS 5.2 Di 11:15 HS 112
Eine lineare segmentierte Quadrupolfalle für Mikrotropfen —
•Björn Österreicher, Denis Duft und Thomas Leisner — Institut
für Physik, Technische Universität Ilmenau, Postfach 100565, 98684
Ilmenau
Im Gegensatz zu einem Quadrupol-Massenspektrometer sind bei der
linearen segmentierten Falle die vier Stabelektroden jeweils in 19 Scheiben
unterteilt und durch Widerstände miteinander verbunden. Durch
zusätzliche Überlagerung der Fallen-Wechselspannung mit einer Gleichspannung
baut sich ein axiales elektrisches Feld auf, welches durch Kompensation
der Gravitationskraft eine ortsfeste Speicherung geladener Partikel
und Mikrotropfen ermöglicht. Mittels PC-Steuerung kann dabei der
Speicherungsort in einem Bereich von ca. 40 mm entlang der z-Achse
in der Falle variiert und somit auch zur gezielten Drift von Teilchen in
einem Hintergrundgas verwendet werden.
MS 5.3 Di 11:30 HS 112
Photoionisation von einzelnen gespeicherten Nanopartikeln —
•Michael Grimm 1,2 , Burkhard Langer 1 , Christina Graf 2 , Toralf
Lischke 3 , Stephan Schlemmer 4 , Wolf Widdra 5 , Uwe Becker
3 , Dieter Gerlich 6 und Eckart Rühl 2 — 1 Max-Born-Institut
für Kurzzeitspektroskopie, Max-Born-Str. 2a, 12489 Berlin — 2 Physikal.
Chemie I, Bayerische Julius-Maximilians Universität Würzburg, Am
Hubland, 97074 Würzburg — 3 Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-
Gesellschaft, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin — 4 Raymond and Beverly
Sackler Laboratory for Astrophysics at Leiden Observatory, Leiden (NL)
— 5 Fachbereich Physik, Universität Halle-Wittenberg, 06099 Halle —
6 Institut für Physik, Technische Universität Chemnitz, 09107 Chemnitz
Wir stellen eine neue Apparatur vor, die es erlaubt, einzelne gespeicherte
Nanopartikel mit Synchrotronstrahlung zu untersuchen. Die Partikel
werden in einer dreidimensionalen elektrodynamischen Vierpolfalle
berührungsfrei gespeichert und stehen über einen langen Zeitraum (bis einige
Tage) für Experimente zur Verfügung. Aus der präzisen Messung der
Bewegungsfrequenz des Partikels kann das Ladungs-zu-Masseverhältnis
Q/M bestimmt werden. Bei ersten Experimenten am Speicherring BES-
SY wurden Aufladungsprozesse untersucht. Durch Variation der Photonenenergie
konnte die Elektronenemissionswahrscheinlichkeit unterhalb
und oberhalb der Si 2p-Kante bestimmt werden. Darüberhinaus wurden
NEXAFS-Spektren an der O 1s-Kante in Abhängigkeit des Ladungszustandes
von gespeicherten Partikeln aufgenommen.
MS 5.4 Di 11:45 HS 112
Laser-zerstäubte Neutralteilchen aus Seesalz mit nachgeschalteter
resonanzverstärkter Ionisation von TiO — Peter Bisling,
•Bong-Jun Lee, Karen Ong und Christian Schnier — Institut
für Küstenforschung, GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH,
Postfach 1160, D-21494 Geesthacht
Als erfolgreiche Methode für die Feststoffanalyse ist Sekundärionenmassenspektrometrie
(SIMS) weit verbreitet. Jedoch
bleiben in vielen Fällen die zerstäubten Teilchen neutral und können
nicht ohne Nachionisation detektiert werden. Ein die SIMS ergänzendes
Verfahren, das hauptsächlich auf den Einsatz von Lasertechniken beruht,
kann eine hilfreiche Alternative sein. Hierbei dient ein Ablationslaser
zur Zerstäubung der Feststoffprobe. Die nachgeschaltete Ionisation
erfolgt durch resonanzverstärkte Mehrphotonenionisation. Anhand eines
vorläufig ersten Beispiels für geochemische Analysen wird das Verfahren
vorgestellt.
Aus einer filtrierten Probe des Bodenwassers vom Pazifischen Ozean
bei 149 ◦ W und 9 ◦ N in 5140 m Tiefe wurde Seesalz gewonnen. In einer
Probenvakuumkammer wurde das gefriergetrocknete Seesalz mit der Fundamentalwellenlänge
eines gütegeschalteten Nd:YAG Lasers zerstäubt.
Ein Ar-Trägergaspuls transportierte diese Probenstaubwolke in die Ionenquelle
eines Flugzeitmassenspektrometers (TOF). Dort kreuzte ein
fokussierter Farbstofflaserstrahl mit λ = 591.5 nm den Gaspuls. Der
TOF-Detektor registrierte TiO + bei fast vollständiger Diskriminierung
der ungewünschten Signale aus der komplexen Seesalz-Matrix. Die Massenauflösung
lag bei m/∆m = 2500. Die absolute Nachweisgrenze wurde
auf wenige fg abgeschätzt.
MS 6 Hochaufgelöste und genaue Massenspektrometrie
Zeit: Dienstag 17:00–18:00 Raum: HS 112
MS 6.1 Di 17:00 HS 112
Carbon clusters as absolute mass references for Penning trap
mass measurements on radionuclides — •Manas Mukherjee 1 ,
K. Blaum 2 , M. Block 1 , F. Herfurth 2 , A. Kellerbauer 2 , H.-J.
Kluge 1 , W. Quint 1 , S. Rahaman 1 , C. Rauth 1 , D. Rodríguez 1 ,
G. Sikler 1 , M. Suhonen 1 , and C. Weber 1 for the SHIPTRAP and
ISOLTRAP collaboration — 1 Gesellschaft für Schwerionenforschung, D-
64291 Darmstadt, Germany — 2 CERN, 1211 Geneva 23, Switzerland
Penning trap mass spectrometry on radionuclides is based on the measurement
of the cyclotron frequency of a charged particle in a strong ho-
38
mogeneous magnetic field. The calibration of the magnetic field strength
has to be performed via a cyclotron frequency measurement on a wellknown
reference mass, both before and after measurement of the cyclotron
frequency for the ion of interest. Such well-known masses are
rare, especially in the heavy and super-heavy mass region of the nuclear
chart, where SHIPTRAP at GSI aims for high-precision mass measurements.
Here, carbon clusters provide the reference ions of choice,
as demonstrated with the Penning trap mass spectrometer ISOLTRAP
at ISOLDE/CERN: A multitude of reference masses is available which
are at most six mass units away from the radionuclide of interest. In

addition, one can perform absolute mass measurements since the measurement
is directly related to the microscopic mass standard. For this
purpose a versatile laser desorption carbon cluster ion source has been
designed, constructed and tested. The setup as well as first results will
be presented and discussed.
MS 6.2 Di 17:15 HS 112
Commissoning the Penning trap mass spectrometer at the
SHIPTRAP facility — •rahaman Saidur 1 , D. Beck 1 , M. Block 1 ,
H.-J. Kluge 1 , G. Marx 2 , M. Mukherjee 1 , W. Quint 1 , D. Rodriguez
1 , C. Rauth 1 , G. Sikler 1 , M. Suhonen 3 , and C Weber 1 for
the SHIPTRAP collaboration — 1 GSI, Darmstadt, Germany — 2 EMAU,
Greifswald, Germany — 3 Stockholm University, Stockholm, Sweden
The ion-trap facility SHIPTRAP at GSI is installed behind SHIP for
a broad scientific program such as precision mass measurements, nuclear
spectroscopy, study of chemical reactions and laser spectroscopy of
super-heavy radionuclides. SHIPTRAP consists of three parts. The first
one is a gas-filled cell for stopping energetic ions. The second part, the
RFQ-buncher, cools and accumulates ions by buffer-gas collisions. The
third part, a Penning-trap system, consists of two cylindrical Penning
traps in one superconducting magnet with B=7 T. The two traps are
separated by a pumping barrier of 3 mm diameter and length of 50 mm
which allows for the required differential pumping between the two traps.
The first trap is for isobaric purification of the ions applying the method
of mass-selective buffer gas cooling. In the second one precision mass
measurement will be performed. Significant progress has been made to
bring the Penning trap system into operation. Ions can be trapped in
both traps. In the first trap a mass resolving power of 85 000 has been
achieved for Cs with 200 ms excitation time. In the second trap the ions
mass is measured via their cyclotron frequency usuing the time-of-flight
method. A first online mass measurement is planned for 2004.
MS 6.3 Di 17:30 HS 112
Neue Präzisionsmassenmessungen mit dem Penningfallen-
Massenspektrometer ISOLTRAP — •F. Herfurth 1 , G. Audi 2 ,
D. Beck 3 , K. Blaum 1 , G. Bollen 4 , P. Delahaye 1 , C. Guénaut 2 ,
A. Kellerbauer 1 , H.-J. Kluge 3 , D. Lunney 2 , D. Rodríguez 3 , S.
Schwarz 4 , L. Schweikhard 5 und C. Yazidjian 3 — 1 CERN, Geneva
— 2 CSNSM, Orsay — 3 GSI, Darmstadt — 4 NSCL, East Lansing —
5 EMAU, Greifswald
MS 7 Poster
ISOLTRAP ist ein Penningfallen-Massenspektrometer für hochpräzise
Massenmessungen an kurzlebigen Nukliden am on-line Massenseparator
ISOLDE/CERN in Genf. Die Bestimmung der Zyklotronfrequenz eines
Ions in einem homogenen Magnetfeld erlaubt es die atomare Masse mit
einer relativen Unsicherheit von lediglich δm/m = 1·10 −8 zu bestimmen.
Dabei können selbst Nuklide mit Halbwertszeiten um 100ms gemessen
werden, obwohl sie teilweise nur mit einer Rate von circa 100 Atomen/s
produziert werden. Insbesondere das hohe Auflösungsvermögen von nahezu
m/∆m = 1·10 7 erlaubt es auch niedrig angeregte Kernzustände mit
Ionefallenmethoden abzutrennen und zu vermessen. Es werden Messungen
an den radioaktiven Kernen 57,65..69 Ni, 66..74,76 Cu und 63..65,68,72..79 Ga
vorgestellt und diskutiert.
MS 6.4 Di 17:45 HS 112
High-precision mass measurements with the Penning trap
mass spectrometer SMILETRAP — •Klaus Blaum 1,2 , Ingmar
Bergström 3 , Michael Björkhage 3 , Birgit Brandner 4 , Tomas
Fritioff 5 , Szilard Nagy 4 und Reinhold Schuch 4 — 1 CERN,
Division EP, 1211 Geneva 23, Switzerland — 2 GSI, Planckstraße 1,
64291 Darmstadt — 3 Manne Siegbahn Laboratory (MSL), Frescativägen
24, Stockholm University, S-10405 Stockholm, Sweden — 4 Atomic
Physics, Fysicum, SCFAB, Stockholm University, S-10691 Stockholm,
Sweden — 5 CERN, Division AB, 1211 Geneva 23, Switzerland
The motivation behind high-precision mass measurements on stable
nuclides is manifold: It ranges from establishing a reliable backbone of
known masses along the line of beta-stability, providing masses important
for metrology such as fundamental constants, for measuring atomic
binding energies in order to test atomic theory and QED, to test the
fundamental symmetry CPT, and to give a possible route to realize an
atomic definition of the kilogram.
SMILETRAP is a Penning trap mass spectrometer at the Manne Siegbahn
Laboratory in Stockholm for mass measurements on highly charged
ions. The mass m of ions with charge q stored in a magnetic field B is determined
by measurement of the cyclotron frequency ωc = qB/m. Recent
measurements with relative mass uncertainties of a few 10 −10 address some
of the applications mentioned above. The status of SMILETRAP as
well as recent results will be presented.
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
MS 7.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Erzeugung ”kalter” Ionen mit Hochdruck-Gasentladungen —
•S. Schößler, T. Jahnke, M. Odenweller, R. Dörner und H.
Schmidt-Böcking — Institut für Kernphysik der J. W. Goethe Universität,
August-Euler-Str. 6, D-60486 Frankfurt am Main
Es wurde eine neuartige Ionenquelle entwickelt, deren Funktionsprinzip
die Möglichkeit zur Erzeugung extrem energiescharfer Ionenstrahlen
eröffnet. Sie basiert auf einer Gasentladung bei hohem Druck (mehrere
bar), die innerhalb einer Pore mit typ. 100 µm Durchmesser erzeugt wird.
Die nötige Betriebsspannung beträgt dabei lediglich einige 100 Volt DC.
Diese Hochdruckentladung ist mit dem Prinzip eines Überschall-Gasjets
kombiniert, bei dem die interne Temperatur des Gases durch eine adiabatische
Expansion drastisch verringert wird. Dieser Kühleffekt sollte sich
auch auf die Ionen übertragen lassen, was die Erzeugung eines Ionenstrahls
mit außergewöhnlich guter Energieschärfe bis in den meV-Bereich
erlaubt. Die Resultate der ersten Messungen sind vielversprechend und
deuten an, dass sich bei weiterer Optimierung eine sehr gute Emittanz
erreichen lässt.
MS 7.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Elektrospray von Au11 und Au55 Clustern in Kombination mit
TEM Untersuchungen — •J. Ströbele 1 , E. Reiger 1 , A. Zeilinger
1 , M. Arndt 1 , T. Waitz 2 , C. Rentenberger 2 und H.P.
Karnthaler 2 — 1 Experimentalphysik, Univ. Wien — 2 Materialphysik,
Univ. Wien
Die mögliche Verwendung von Nanokristallen für die Molekülinterferometrie
erfordert effiziente Quellen und Detektoren für massive Objekte.
Ligandenstabilisierte Gold-Nanokristalle sind interessante Kandidaten,
da sie für Sprayanwendungen zugänglich sind und in HRTEM detektiert
39
werden können. Au11 und Au55 konnten mithilfe von Elektrospray in
die Gasphase gebracht werden und im QMS (m/z2000 erwartet. Für TEM Untersuchungen wurden Gold
Nanokristalle aus einem Elektrospray sowohl an Luft als auch nach Einkopplung
ins Hochvakuum auf Kohlenstoffnetzchen gesammelt. Sowohl
Au11 als auch Au55 Partikel konnten mit dem TEM einzeln aufgelöst
werden. Sie fanden sich jedoch meist als Inseln aus einigen bis einigen
hundert Nanokristallen.
MS 7.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Erzeugung und Untersuchung mehrfach geladener Fullerene in
Ionenzyklotronresonanz-Fallen — •Franklin Martinez 1 , Markus
Eritt 1 , Alexander Herlert 1 , Roland Jertz 2 , Andreas
Lassesson 1 , Gerrit Marx 1 , Lutz Schweikhard 1 und Noelle
Walsh 1 — 1 Institut für Physik, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald,
Domstraße 10a, D-17487 Greifswald — 2 Bruker-Daltonik GmbH,
Fahrenheitstraße 4, D-28359 Bremen
Mit einer kommerziellen FT-ICR-MS-Apparatur in Bremen und mit
der ClusterTrap in Greifswald wurde die Erzeugung mehrfach geladener
Fullerene untersucht. Sowohl dikationische als auch dianionische Teilchen
wurden gespeichert. Ziel der Experimente ist die Untersuchung der Stabilität
und Zerfallsmoden dieser Fullerene. Dabei sollen Elektronenstoßionisation,
Aktivierung durch Stöße mit inerten Atomen und Photoanregung
zur Anwendung kommen. Der Vortrag gibt einen Überblick über
die bisherigen Resultate und die geplanten Messungen.

MS 7.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Quantitativer Spurennachweis von Stickoxiden, Ammoniak,
Kohlenmonoxid und Aromaten mit Lasermassenspektrometrie
an Motorprüfständen — •Rares Vintan, Ronald Weishäupl,
Alexander Bornschlegl und Ulrich Boesl — Institut für
Physikalische und Theoretische Chemie, TU-München, Lichtenbergstr.
4, 85747 Garching.
Der schnelle Simultannachweis von Spurenschadstoffen in Verbrennungsabgasen
stellt nach wie vor hohe Anforderungen an die Analytik.
Besonders kritisch sind die Stickoxide NO und NO2. In diesem Beitrag
wird ein Flugzeit-Lasermassenspektrometer vorgestellt, das einen simultanen
Nachweis von NO, NO2und Ammoniak in motorischen Abgasen
am Motorprüfstand ermöglicht. Wir haben sowohl für diese Zielsubstanzen,
als auch weitere relevante Abgaskomponenten (N2O, CO, O2, H2O,
Aromaten) geeignete Ionisationswellenlängen gefunden. Zur Überprüfung
wurden Quantifizierungsprozeduren erarbeitet und umfangreiche Messserien
an Otto- und Dieselmotoren, vor und nach Katalysatoren durchgeführt.
Mit Hilfe eines neuartigen Probenahmesystems konnten die Konzentrationsverläufe
diverser Abgaskomponenten über die verschiedenen
Takte eines Arbeitsspiels direkt im Zylinder gemessen werden. Daraus
entstanden kurbelwinkel-aufgelöste Konzentrationsverläufe für NO, CO,
H2O, Toluol und O2.
MS 7.5 Do 14:00 Schellingstr. 3
Spatially Resolved Ultra Trace Analysis of Elements using
Laser Desorption and Resonance Enhanced Photoionisation
— •Ilia Strachnov 1 , Klaus Eberhardt 2 , Gerhard Huber 1 ,
Sergej Karpuk 1 , Nikita Kotovski 1 , Jochen Maul 1 , Gerd
Passler 1 , Maria Carmen Roca 1 , Norbert Trautmann 2 , and
Klaus Wendt 1 — 1 Institut für Physik, Staudingerweg 7, — 2 Institut
für Kernchemie, Fritz-Strassmann-Weg 2, 55099 Mainz
A novel method for the spatially resolved ultra-sensitive and elementselective
trace analysis is presented. The main concept is based on the
combination of a commercial MALDI-TOF mass spectrometer, originally
conceived for biomolecular analytics, with a pulsed tunable laser system
for the resonant postionisation of neutrals. The analytical qualities are
pointed out, such as the mass resolution, the overall detection efficiency,
the element selectivity, the spatial resolution and the accuracy in the determination
of isotopic ratios. Furthermore, a convenient way to perform
an in situ mass calibration is explained.
In view of further applications, the methodical developments were done
using the elements gadolinium (Z=64) and uranium (Z=92), closely connected
to cosmochemical questions and to the environmental trace detection
of actinide elements in the latter case.
MS 7.6 Do 14:00 Schellingstr. 3
Bimodale Velocity Distribution of Neutral Atoms released from
Laser Ablation — •Jochen Maul 1 , Klaus Eberhardt 2 , Gerhard
Huber 1 , Sergej Karpuk 1 , Gerd Passler 1 , Ilia Strachnov
1 , Norbert Trautmann 2 , and Klaus Wendt 1 — 1 Institut für
Physik, Staudingerweg 7, 55099 Mainz — 2 Institut für Kernchemie, Fritz-
Strassmann-Weg 2, 55099 Mainz
Laser ablation and desorption techniques are commonly used in material
science and microanalytics. The laser ablation process itself, however,
is only partially understood. With increasing laser fluences, e.g., different
thresholds are observed, thus turning the process more and more manifold.
We present a postionisation analysis of neutral atoms released from a
metallic gadolinium target by UV-laser ablation. Using a variable delay
between ablation and postionisation, we have investigated the velocity
distribution in the ablated plume. The presented results are obtained in
the weakest regime directly above the onset for ablation where neutral
species are produced exclusively, and also in a higher regime where both
ions and neutrals are released. The results can be described by a bimodale
structure of the ablation process, involving the prompt release of
particles induced by a shockwave, followed by the emission of a thermal
vapour.
In order to probe the kinematics of the ablated ions, different kinetic
energy classes of the charged species are selected by repulsive electric
fields of different duration. Finally, the kinematics of the neutral and of
the charged species are compared.
40
MS 7.7 Do 14:00 Schellingstr. 3
Massenspektroskopie an optischen Gläsern und Kristallen mit
gepulster Nd:YAG-Laseranregung — •Bernhard Wiedemann
und Jörg Dieter Meyer — Institut für Kernphysik der Johann Wolfgang
Goethe-Universität, August-Euler-Str. 6, D-60486 Frankfurt
Zur massenspektrometrischen Charakterisierung optischer Gläser und
Kristalle wurde eine Ionenquelle mit gepulster Nd:YAG-Laseranregung
aufgebaut. Das Laserbündel wird bei einem Durchmesser kleiner 9 mm,
einer Divergenz kleiner 0.5 mrad und einem Winkel von 45 0 zur ionenoptischen
Achse eines Massenspektrometers mit einer plankonvexen Linse
durch ein Fenster des UHV-Rezipienten auf die Probe fokussiert. Bei der
Wellenlänge 532 nm und der Repetitionsrate 30 Hz wird an der Oberfläche
der Probe durch Laserpulse ein Plasma erzeugt. Die Durchmesser
der Erosionskrater sind für Pulslängen kleiner 10 ns und Pulsenergien
zwischen 3mJ und 4 mJ kleiner 30 µm. Die aus dem Plasma extrahierten
Ionenströme werden in der Fokalebene eines 21-110 Massenspektrometers
nach m/z getrennt mit einer ionenempfindlichen Q-Platte nachgewiesen.
Erste Ergebnisse der LSMS (Laser Source Mass Spectrometry) von glasartigem
SiO2 und einkristallinem CaF2 werden gezeigt.
MS 7.8 Do 14:00 Schellingstr. 3
Development of a new 60 kV high-voltage switch for the
ISOLTRAP experiment at ISOLDE/CERN — •S. George 1 ,
K. Blaum 2 , P. Delahaye 2 , F. Herfurth 2 , H.-J. Kluge 3 , S.
Stahl 4 , and C. Yazidjian 3 — 1 Fakultät für Physik, Westfälische
Wilhelms-Universität, 48149 Münster, Germany — 2 CERN, Division EP,
1211 Geneva 23, Switzerland — 3 GSI, Planckstraße 1, 64291 Darmstadt,
Germany — 4 Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität,
55099 Mainz, Germany
ISOLTRAP is a Penning trap mass spectrometer dedicated to the highprecision
measurement of the masses of exotic nuclides [1]. It is supplied
with radioactive ions at 60keV energy from the ISOLDE facility. The
beam conditioning stage of ISOLTRAP is situated on a high-voltage
platform. To adapt the ion cloud’s potential energy for transport to the
Penning trap setup a drifttube is switched rapidly from about 60keV to
ground potential while the ion cloud resides in it [2]. To reduce a fluctuation
in secondary-beam energy brought about by a leakage current in
the present switch setup we designed and built a new fast high-voltage
switch to replace the used asymmetric switch. The setup as well as first
results will be presented.
[1] F. Herfurth et al., J. Phys. B 36 (2003) 931.
[2] F. Herfurth et al., Nucl. Instrum. Methods A 469 (2001) 254.
MS 7.9 Do 14:00 Schellingstr. 3
Kernstrukturuntersuchungen an 70 Cu mittels Penningfallen-
Präzisionsmassenspektrometrie an ISOLTRAP — •K. Blaum 1,2 ,
G. Audi 3 , D. Beck 2 , G. Bollen 4 , P. Delahaye 1 , C. Guenaut 3 ,
F. Herfurth 1 , A. Kellerbauer 1 , H.-J. Kluge 2 , D. Lunney 3 , S.
Schwarz 4 , L. Schweikhard 5 und C. Yazidjian 2 — 1 CERN, Division
EP, 1211 Geneva 23, Switzerland — 2 GSI, Planckstraße 1, 64291 Darmstadt,
Germany — 3 CSNSM–IN2P3–CNRS, 91405 Orsay–Campus, France
— 4 NSCL, Michigan State University, East Lansing, MI 48824–1321,
USA — 5 Inst. f. Phys., Ernst-Moritz-Arndt-Universität, 17487 Greifswald,
Germany
Das ISOLTRAP-Massenspektrometer am on-line Isotopenseparator
ISOLDE/CERN benutzt eine Penningfalle zur Bestimmung von Atommassen
bzw. Kernbindungsenergien kurzlebiger Radionuklide. Dabei wird
die Masse der gespeicherten Ionen durch Messung der Zyklotronfrequenz
in einem homogenen Magnetfeld bestimmt. Auch für sehr kurzlebige
Nuklide mit nur 100 ms Halbwertszeit werden relative Massengenauigkeiten
von δm/m = 1 · 10 −8 erreicht [1]. Das extrem hohe
Massenauflösungsvermögen (R = 10 7 ) von ISOLTRAP erlaubt zudem
die Unterscheidung zwischen einem Kern im Grundzustand und einem
angeregten isomeren Zustand. Durch Kombination von Penningfallen-
Massenspektrometrie mit resonanter Laserionisation konnte im Falle von
70 Cu das seid langer Zeit bestehende Problem der unbestimmten Zustandszuordnung
zwischen Grundzustand und zwei isomeren Zuständen
eindeutig mit Hilfe der Massenmessungen gelöst werden.
[1] F. Herfurth et al., J. Phys. B 36 (2003) 931.

MS 7.10 Do 14:00 Schellingstr. 3
Dynamical Concept to Resolve Single-Single Chemical Transformation
— •Victor Wei-Keh Wu — Department of Electronic
Engineering, Lan-Yang Institute of Technology, 261-02 Tou-Cheng, I-
Lan, Taiwan, ROC., Fax:+886-(0)3-977-4483, Tel:-977-1997-ext-231(O),
+886-0919-300-525(direct), Email:victorbres3tw@yahoo.com.tw
Investigation of dynamic behavior(s) is the only way to know the transformation
as well as conformational mechanism of a chemical reaction,
and then to manipulate its route(s) and mechanism(s). The new challenging
trend to investigate biomolecular reaction dynamics comparing
with the traditional simple atomic and molecular reaction dynamics (3
˜4 atomic system) is much more complicated and difficult as thought.
The recently developed experimental method of FRET (Fluorescence
MS 8 Cluster
Resonance Energy Transfer) or spFRET - NSOM (Near-field Scanning
Optical Microscopy, because of the difficult pronunciation it is often
called as SNOM), eventual combined with Optical Tweezer, combining
with MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization - Time of
Flight Mass spectroscopy) is quite full of promises. All of these investigations
must be limited within a small intra- or intermolecular interacting
region, as well as for a system of limited number of atoms of both
interacting functional groups or sites, whatever the results of simulation
can be also satisfied. Ref. V. W.-K. Wu, Verh. Dtsch. Phys. Ges.,
62(2), 161, MS3.7 (1998). The author is at the same time in charge of
Victor Basic Research Laboratory e. V., Bielefeld, Germany (Email: 1.
victorbres@yahoo.de, 2. victorbres3tw@yahoo.com.tw, http://www.unibielefeld.de/
fkure, Telefax:+49-(0)521-5213339)
Zeit: Donnerstag 16:30–17:15 Raum: HS 112
MS 8.1 Do 16:30 HS 112
Erzeugung und Nachweis größenselektierter Molekülclusterionen
— •Muhammer Bulat, Ulf Bergmann,
Klaus Rademann und Wolfgang Christen — Humboldt-
Universität zu Berlin, Institut für Chemie, Brook-Taylor-Straße 2,
D-12489 Berlin
Wir stellen eine neue Clusterapparatur zur Erzeugung und Untersuchung
massenselektierter Molekülclusterionen vor. Die Molekülcluster
(2 − 1000 Moleküle) werden mittels adiabatischer Expansion des Prozessgases
ins Vakuum erzeugt. Durch hohe Expansionsdrücke (150 bar)
und tiefe Temperaturen ( − 180 ◦ C) des expandierenden Gases können
auch Cluster aus nur schwach wechselwirkenden Systemen mit hohen
Intensitäten erzeugt werden. Dieser Clusterstrahl wird mit Hilfe niederenergetischer
Elektronen ionisiert. Ein Faraday-Cup bzw. ein kompaktes
Flugzeit-Massenspektrometer erlauben die Massenanalyse der entstandenen
Clusterionen.
MS 8.2 Do 16:45 HS 112
Thermische Stabilität von C60-Metall Clustern — •Dmitrij N.
Ievlev 1,2 , Nikola Malinowski 2 , Axel Enders 2 und Klaus Kern 2
— 1 Laboratorium voor Vaste-Stoffysica en Magnetisme, Katholieke
Universiteit Leuven, Celestijnenlaan 200D, B-3001 Leuven, Belgium
— 2 Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Heisenbergstraße 1,
70569 Stuttgart, Germany
Die thermische Stabilität von C60-Ba und C60-K Clustern wurde experimentell
mit Hilfe eines Flugzeit-Massenspektrometers untersucht.
Die Cluster wurden im Heliumbad mit Hilfe einer kombinierten Heiz-
/Kühlstufe im Temperaturbereich zwischen 150 K und 1800 K thermalisiert
und die Zerfallstemperaturen Tz als Funktion der Stöchiometrie
bestimmt. Die Experimente zeigen, dass die thermische Stabilität der
MS 9 Anionische Systeme
C60-Metall-Cluster gegenüber der reinen C60-Cluster entscheidend erhöht
ist, je nach Clustergrösse von ca. Tz ≈ 300 K auf über 1500 K. Insbesondere
erweisen sich bei kleinen Clustern diejenigen als besonders stabil,
die dem Bildungsgesetz (C60)nBa2n−1 bzw. (C60)nK2n gehorchen. Ausgehend
von diesen Ergebnissen werden die Bindungsverhältnisse im Cluster
mit Hilfe eines Modells beschrieben, welches eine Konkurrenz aus bindendem
Elektronentransfer vom Metall zum C60 sowie Coulombabstossung
zwischen den positiven Metallion-Rümpfen annimmt.
MS 8.3 Do 17:00 HS 112
Cluster size and charge dependence reactions of the highly
exothermic azidoacetonitrile on anionic and cationic rhodium
clusters — •Iulia Balteanu, O. Petru Balaj, Brigitte Fox,
Martin Beyer, and Vladimir Bondybey — Institut für Physikalische
und Theoretische Chemie 2, Technische Universität München, Lichtenberg
Str. 4, 85748 Garching
Gas-phase reactions of anionic and cationic rhodium clusters with azidoacetonitrile
are studied by Fourier transform ion cyclotron resonance
(FT-ICR) mass spectrometry under near-thermal conditions. All anionic
and large cationic clusters react by adding [C2, H2] in consecutive steps,
either by forming interstitial carbides and nitrides or by adding two CN
groups to the cluster surface. Small cationic clusters behave differently,
with the unimolecular decomposition of the azide determining the reactivity.
Saturation is identified via the size-dependent efficiency of consecutive
reaction steps. The present results are the first study of organic
azides on transition metal clusters. The observed selectivity of the reaction
is in contrast to the high exothermicity of any reaction with azide
species. The cationic cluster reactivity shows a gradual transition from
gas-phase to surface-like behavior with increasing cluster size.
Zeit: Donnerstag 17:45–18:30 Raum: HS 112
MS 9.1 Do 17:45 HS 112
Addition of a Hydrogen Atom to Acetonitrile by Hydrated
Electron Nanodroplets — •O. Petru Balaj, Iulia Balteanu,
Brigitte Fox-Beyer, Martin Beyer, and Valdimir E. Bondybey
— Institut für Physikalische und Theoretische Chemie 2, Technische
Universität München, Lichtenberg Str. 4 , 85748 Garching
Solvated electrons are the most fundamental model systems to study
electron transfer reactions, and they play an important role in radiation
chemistry and biology, as well as in organic and inorganic synthesis.
In the present study, we investigate the reactions of acetonitrile with
hydrated electrons (H2O) −
n , n = 25 - 60, in a Fourier transform ion
cyclotron resonance (FT-ICR) mass spectrometer. More than 25 years
ago this reaction was observed by ESR spectroscopy in solution, but the
product was not identified.
Our studies indicate that reactivity studies of organic molecules in
hydrated electron nanodroplets can yield information complementary to
pulsed radiolysis studies in bulk solutions. In the cluster study, the product
compositions can be clearly identified by mass spectrometry, and in
the present case it could be shown that the hydrated electron does induce
a transfer of an H atom from water to acetonitrile. The formation of a
41
solvent-stabilized radical anion as reactive intermediate is suggested to
be a possible first step in the organic chemistry of the hydrated electron.
MS 9.2 Do 18:00 HS 112
Anionen Lasermassenspektrometrie von substituierten Aromaten
— •Martin Tschurl, Christoph Ueberfluß, Volker Distelrath
und Ulrich Boesl — Institut für Pysikalische und Theoretische
Chemie, TU München, 85747 Garching
Wegen hoher Fragmentierung (bis zu 100%!) stellen viele substituierte
Aromaten, wie z.B.: Nitroaromaten oder hoch chlorierte aromatische
Verbindungen, in der Massenspektrometrie immer noch ein Problem dar.
Diese Fragemtierung tritt sowohl bei Elektronenionisation wie auch bei
Multiphotonenionisation auf. Selbst der Einsatz von Femtosekundenlasern
bietet keine zufriedenstellende Lösung. Mit ” sanfter“ Elektronenanlagerung
können diese Schwierigkeiten jedoch umgangen werden. Anhand
von Nitrobenzol soll hier gezeigt werden, dass derartige Substanzen
mittels laserinduzierte Photoelektronenanlagerung fragmentfrei analysiert
werden können. Um Strukturisomere verschiedener Aromaten unterscheiden
zu können, kann in einem zweiten Schritt Photodetachment

- Photoelektronenspektroskopie (PD-PES) betrieben werden. Ein interessanter
Nebeneffekt der PD-PES ist der Zugang zu Triplettzuständen,
die in der konventionellen UV-Spektroskopie meist unerreichbar bleiben.
Ergebnisse werden anhand mehrerer Aromaten gezeigt.
MS 9.3 Do 18:15 HS 112
Selektivitätssteigerung durch Laser Photodetachment Massen
Spektrometrie — •Klaus Wendt 1 , Joakim Sandstroem 2 ,
Pontus Andersson 2 , Karin Fritioff 2 , Dag Hanstorp 2 ,
Richard Thomas 3 und David Pegg 4 — 1 Institut für Physik,
Johannes Gutenberg-Universität Mainz, D-55099 Mainz, Germany —
2 Department of Physics, Chalmers University of Technology, SE-412 96
Göteborg, Sweden — 3 Department of Physics, Alba Nova, Stockholm
University, SE-106 91 Stockholm, Sweden — 4 Department of Physics,
University of Tennessee, Knoxville, Tennessee 37996, USA
Wir zeigen, dass die Technik des laserinduzierten Photodetachments
42
von negativen Ionen erfolgreich zur Selektivitätssteigerung in der hochselektiven
Massenspektrometrie eingesetzt werden kann. Kollineare optische
Anregung an einem schnellen Strahl negativer Ionen mittels eines
präzise in den Bereich der Neutralisationsschwelle abgestimmten Lasers
führt zum selektiven Photodetachment und damit zur Neutralisation
eines bestimmten Isotops, während das oder die Nachbarisotope des
gleichen Elements sowie Moleküle nicht beeinflusst werden. Durch kollineare
bzw. antikollineare Geometrie zwischen Ionen- und Laserstrahl
kann gezielt das leichtere bzw. schwerere Isotop neutralisiert werden. An
Schwefelisotopen konnten Unterdrückungsfaktoren um 50 gezeigt werden.
Durch Wahl eines besser geeigneten Lasersystems kann dieser Wert
deutlich gesteigert werden. Weitere Experimente am Kohlenstoff sind in
Vorbereitung, mit vorgesehenen Anwendungen in der Beschleunigermassenspektrometrie
oder an Sektorfeld-Massenspektrometern im kVolt Bereich.

Hauptvorträge
MOLEKÜLPHYSIK (MO)
Prof. Dr. Martina Havenith-Newen
Lehrstuhl für Physikalische Chemie II
Ruhr-Universität-Bochum
Universitätsstraße 150
44780 Bochum
E-Mail: martina.havenith@ruhr-uni-bochum.de
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsäle HS 315, HS 332 und HS 355)
MO I Di 11:00 (HS 332) Schwingungsdynamik in molekularen und ionischen Clustern,
Marius Lewerenz
MO II Di 11:30 (HS 332) Physics and applications of terahertz time-domain spectroscopy on molecular
crystals, Peter Uhd Jepsen, Bernd Fischer, Matthias Hoffmann, Markus
Walther
MO III Di 12:00 (HS 332) High spectral resolution non-linear optical microscopy with chirped,
broad-band femtosecond pulses, Andreas Zumbusch, Thomas Hellerer, Annika
Enejder, Ondrej Burkacky
MO IV Do 11:00 (HS 332) Molecular BEC and Quantum Computing: An Optimal Control Approach,
Regina de Vivie-Riedle, Thomas Hornung, Ulrike Troppmann, Carmen
Tesch
MO V Do 11:30 (HS 332) Die mehrdimensionale Wellenpaketsdynamik ultraschneller Reaktionen,
Stefan Lochbrunner
MO VI Do 12:00 (HS 332) Wellenpakete und ultraschnelle Photochemie in moleküldotierten
Festkörpern, Nikolaus Schwentner
Fachsitzungen
MO 1 Experimentelle Techniken Mo 11:00–11:30 HS 332 MO 1.1–1.1
MO 2 Experimentelle Techniken, Kalte Moleküle Mo 11:30–12:45 HS 332 MO 2.1–2.5
MO 3 Elektronische Übergänge Mo 11:00–13:00 HS 355 MO 3.1–3.8
MO 4 Femtosekundenspektroskopie: Elektrontransfer Mo 11:00–12:45 HS 315 MO 4.1–4.7
MO 5 Theorie I Mo 14:00–16:00 HS 355 MO 5.1–5.8
MO 6 Cluster I Mo 14:00–16:00 HS 332 MO 6.1–6.8
MO 7 Femtosekundenspektroskopie: Protontransfer + Mo 14:00–16:00 HS 315 MO 7.1–7.8
Energiefluss
MO 8 Theorie II Mo 16:30–17:30 HS 355 MO 8.1–8.4
MO 9 Photoelektronenspektroskopie Mo 16:30–18:45 HS 332 MO 9.1–9.9
MO 10 Femtosekundenspektroskopie: Schwingungsdynamik Mo 16:30–18:00 HS 315 MO 10.1–10.6
MO 12 Poster I Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 MO 12.1–12.27
MO 13 Spektroskopie von Molekülen in He-Clustern Di 16:30–17:00 HS 355 MO 13.1–13.1
MO 14 Spektroskopie von Molekülen in He-Clustern Di 17:00–18:30 HS 355 MO 14.1–14.6
MO 15 Femtosekundenspektroskopie:
Isomerisierung
Photoelektronen + Di 16:30–18:30 HS 315 MO 15.1–15.8
43

MO 17 Poster II Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 MO 17.1–17.28
MO 18 Stossprozesse, Energietransfer Do 16:30–18:15 HS 355 MO 18.1–18.7
MO 19 Cluster II Fr 11:00–13:00 HS 332 MO 19.1–19.8
MO 20 Schwingung und Rotation Fr 11:00–12:45 HS 355 MO 20.1–20.7
MO 21 Ultrakurze Lichtimpulse: Quantenkontrolle (gemeinsame
Sitzung mit Fachverband Q)
Fr 11:00–13:00 HS 223 MO 21.1–21.8
Mitgliederversammlung des Fachverbands Molekülphysik
Di 12:30–13:00 HS 332
Mitgliederversammlung MO
Tagesordnung:
Berichte aus dem Vorstand
Wahl des/der stellvertrenden Fachverbandsvorsitzenden
Verschiedenes
44

Hauptvortrag MO I Di 11:00 HS 332
Schwingungsdynamik in molekularen und ionischen Clustern —
•Marius Lewerenz — LADIR, UMR 7075, Bat F74, BP 49, Universite
Pierre et Marie Curie, 4, Place Jussieu, F-75252 Paris Cedex 05,
Frankreich
Die Schwingungsdynamik von Molekülclustern wird durch die Koexistenz
von relativ hochfrequenten intramolekularen Schwingungsmoden
und tieffrequenten intermolekularen Moden mit grossen Amplituden
gekennzeichnet. Die Kopplung zwischen diesen Gruppen von Moden
ist von wesentlicher Bedeutung für das Phänomen der Schwingungsprädissoziation.
Bei Clustern aus vielatomigen Molekülen kommt als
weiterer wichtiger Prozess die intramolekulare Schwingungsenergieumverteilung
(IVR) hinzu. Der Vortrag stellt kombinierte experimentelle
und theoretische Untersuchungen zur Schwingungsdynamik in molekularen
Komplexen mit Wasserstoffbrückenbindungen vor, bei denen im
Gegensatz zu den gut untersuchten kleinen Systemen wie (HF)2 beide genannten
dynamischen Prozesse eine wichtige Rolle spielen. Die detaillierte
Analyse und theoretische Modellierung der anharmonischen Schwingungsspektren
exemplarischer Komplexe im Düsenstrahl und in Langwegzellen
weist auf das Vorhandensein eines universellen Kopplungsmechanismus
zwischen gewissen intramolekularen Moden und den Moden
der H-Brücke hin.
Hauptvortrag MO II Di 11:30 HS 332
Physics and applications of terahertz time-domain spectroscopy
on molecular crystals — •Peter Uhd Jepsen, Bernd Fischer,
Matthias Hoffmann, and Markus Walther — Department of
Molecular and Optical Physics, University of Freiburg, Hermann-Herder-
Strasse 3, D-79104 Freiburg, Germany
Since the late 1980’s terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS)
has been developed into a powerful technique for the recording of the
dielectric function, represented as the absorption coefficient and index
of refraction, in the frequency range 0.1-5 THz. The technique has enabled
many important scientific discoveries in the fields of semiconductor
physics, atomic physics, chemistry, and biology. In this presentation we
will give an overview of the use of THz-TDS in spectroscopy of the lowest
vibrational modes of molecular crystals. The technique can be used as
a direct and sensitive probe of weak intermolecular interactions, such as
van der Waals forces. Furthermore, the technique also allows identification
of sealed chemical compounds. Since most illicit materials (such as
drugs and explosives) are found in the form of polycrystalline powders,
we see interesting applications in the areas of quality control, safety, and
security.
Hauptvortrag MO III Di 12:00 HS 332
High spectral resolution non-linear optical microscopy with
chirped, broad-band femtosecond pulses — •Andreas Zumbusch,
Thomas Hellerer, Annika Enejder, and Ondrej
Burkacky — Department Chemie - LMU München - Butenandtstr.
11 - 81377 München
During the last decade, different techniques of non-linear optical microscopy
have become versatile tools for cell microscopy. The latest addition
to this list is Coherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS) microsopy.
Compared to other non-linear mircroscopies, CARS microscopy
has the big advantage of offering chemical sensitivity, i.e. the presence
of vibrational bands is monitored directly and no external labeling is
necessary.
After the demonstration of three-dimensional CARS microscopy with a
pulsed fs-laser system, recent years have seen many different technical developments.
Most are aimed at improving the signal to background ratio
by reducing and suppressing the non-resonant signal. We will demonstrate
a new simple and straightforward approach, how this goal can
be achieved. It will be shown how the bandwidth of broad-band fs-laser
pulses can be spectrally focussed onto the vibrational resonance under
investigation. For this purpose, the excitation pulses are chirped in order
to keep their instantaneous frequency difference constant. Spectral
features that are 100 times narrower than the excitation bandwidth are
easily resolved. This approach is generaly applicable for other non-linear
Hauptvorträge
45
microscopical techniques. Its application to microscopy will be demonstrated
with imaging of various biological samples.
Hauptvortrag MO IV Do 11:00 HS 332
Molecular BEC and Quantum Computing: An Optimal Control
Approach — •Regina de Vivie-Riedle 1,2 , Thomas Hornung 2 ,
Ulrike Troppmann 1 , and Carmen Tesch 2 — 1 Department Chemie,
Ludwig-Maximilians-Universität München — 2 Max-Planck-Institut für
Quantenoptik, Garching
Control of quantum systems with shaped femtosecond laser pulses is
an exciting research field with increasing impact in many different areas
of chemistry and physics. The focus of our work is on molecular systems
which ultimately can be used as molecular devices. Our basic tool is the
Optimal Control Theory which allows us to find the optimal laserfield for
any selected objective. To obtain a flexible, realiable and robust tool, we
extended the control algorithms to handle complex molecules, to include
multiple target states as well as laboratory constraints.
Two different applications combining concepts of molecular physics
with topics of interest in quantum optics will be presented. First control
scenarios for the coherent formation of cold molecules with a sequence of
optimized laserpulses will be discussed as well as the subsequent preparation
of fast phase gates in the formed vibrational groundstate of the
diatomic /1/. The second example is the implementation of a set of elementary
quantum gates and quantum algorithms operating on molecular
vibrational modes /2/.
[1] Th. Hornung, S. Gordienko, R. de Vivie-Riedle,B.J. Verhaar Phys. Rev., A66,
(2002), 043607.
[2] C. M. Tesch, R. de Vivie-Riedle, Phys. Rev. Lett., 89, (2002), 157901.
Hauptvortrag MO V Do 11:30 HS 332
Die mehrdimensionale Wellenpaketsdynamik ultraschneller Reaktionen
— •Stefan Lochbrunner — Lehrstuhl für BioMolekulare
Optik, Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München
Die Entwicklung abstimmbarer Quellen für kürzeste Lichtimpulse im
sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich mit Pulsdauern bis unter
10 fs erlaubt es uns, Spektroskopie auf der Zeitskala von Molekülschwingungen
zu betreiben und damit die Kernbewegungen während
einer Reaktion in Echtzeit zu verfolgen. Beim intramolekularen Doppelprotontransfer
beobachten wir in den beiden parallel auftretenden
Reaktionskanälen des konzertierten und des sequentiellen Transfers die
kohärente Anregung der jeweils den Transfer induzierenden Schwingungsmoden.
Der sequentielle Transfer führt zu einem spontanen Symmetriebruch
und zur Anregung einer antisymmetrischen Mode, die gemäß
den Auswahlregeln für Dipolübergänge nicht direkt an den optischen
Übergang koppeln kann, sondern rein durch die reaktive Dynamik angeregt
wird. Optisch inaktive Moden sind auch häufig für sehr effiziente
elektronische Zustandswechsel verantwortlich. Bei der Photo-Fries-
Umlagerung zeigen unsere Messungen erstmalig, dass der schnelle Bindungsbruch
und die Radikalentstehung durch eine derartige Kopplung
des optisch angeregten Zustandes mit einem dunklen elektronischen Zustand
verursacht werden. Ein ähnlicher Mechanismus setzt bei der internen
Konversion in Protontransfersystemen die Energielückenregel außer
Kraft.
Hauptvortrag MO VI Do 12:00 HS 332
Wellenpakete und ultraschnelle Photochemie in moleküldotierten
Festkörpern — •Nikolaus Schwentner —
Institut für Experimentalphysik, Freie Universität Berlin, Arnimallee
14, 14195 Berlin
Kohärente photoinduzierte Prozesse in multidimensionalen Systemen
(z.B. Biomoleküle, Moleküle in kondensierter Phase) finden großes Interesse.
Wir klären mit Ultrakurzzeitspektroskopie an halogendotierten
Edelgaskristallen (FCl, Cl2, Br2 und I2 in Ar und Kr) die grundlegenden
Bedingungen, unter denen Wellenpaketdynamik bei Dissoziation, Rekombination,
Energierelaxation und nichtadiabatischen Übergängen beobachtet
werden kann. Bei Anregung im Bereich der Dissoziationsgrenze
wird bereits im ersten Stoß der größte Teil der kinetischen Energie abgegeben.
Trotzdem bleibt die Schwingungsdynamik weitgehend kohärent

und die Wellenpaketbewegung setzt sich im gebundenen Bereich fort. Sie
kann sogar auf andere elektronische Zustände übertragen werden. Der
Energieübertrag an die Matrix erfolgt über mehrere ebenfalls kohärente
Moden. Auffällig ist eine impulsive Anregung von kohärenten Zonenrandphononen
der Edelgaskristalle beim elektronischen Übergang [1]. Die
starke Wechselwirkung der Fragmente mit den Käfigatomen führt zu einem
Transfer von Singulett- zu Triplettzuständen innerhalb 500 fs [2].
46
Nichtzentrale Stöße bewirken eine ähnlich schnelle Rekombination mit
gedrehter Molekülachse. Der Austritt kleiner Fragmente (F) aus dem
Käfig erfolgt in Schüben entsprechend der Oszillationsperiode der Wellenpakete
im 200 fs Bereich.
[1] M. Gühr et al., Phys. Rev. Lett. 91, 085504 (2003)
[2] M. Bargheer et al., Phys. Rev. Lett. 89, 108301 (2002)

Fachsitzungen
– Fach-, Kurzvorträge und Posterbeiträge –
MO 1 Experimentelle Techniken
Zeit: Montag 11:00–11:30 Raum: HS 332
Fachvortrag MO 1.1 Mo 11:00 HS 332
Autler-Townes effect as a probe of properties of excited
molecular states. — •R. Garcia Fernandez 1 , A. Ekers 1 , J.
Klavins 2 , L.P. Yatsenko 3 , N.N. Bezuglov 4 , O. Kaufmann 1 ,
B.W. Shore 1 , and K. Bergmann 1 — 1 FB Physik, TU Kaiserslautern.
— 2 Dept. of Physics, University of Latvia, Riga. — 3 Inst. of Physics of
the Academy of Sciences, Kiev, Ukraine. — 4 V.A. Fock Inst. of Physics,
Univ. St.Petersburg, Russia
A novel method for the characterization of highly excited molecular
states utilizing the Autler-Townes splitting is demonstrated for Na2
molecule. The experiment employs a supersonic beam and a cascade
scheme X1Σ + g → A1Σ + u → 51Σ + g (or 61Σ + g ), with a cw probe laser in
the first step and a cw dressing laser in the second step. The variation of
the fluorescence intensities from the intermediate and upper levels with
the frequency of the pump and probe lasers contains information about
the lifetime and branching ratio of the upper state. These quantities can
be easily accessed by a proper choice of the detuning of pump laser from
the resonance and the intensity of the probe laser. The lifetime of the
51Σ + g state is measured to be about the same as that of the intermediate
A 1 Σ + u state, while for 61 Σ + g it is twice as large. The 51 Σ + g
state decays
almost exclusively to the A 1 Σ + u state, but decay of the 6 1 Σ + u occurs predominantly
through other channels.
MO 2 Experimentelle Techniken, Kalte Moleküle
Zeit: Montag 11:30–12:45 Raum: HS 332
MO 2.1 Mo 11:30 HS 332
Laser Spectroscopy of Ultracold Molecular Hydrogen Ions
in a Linear RF-Trap — •Ulf Fröhlich 1 , Bernhard Roth 1 ,
Thomas Fritsch 1 , Claus Lämmerzahl 2 , and Stephan Schiller 1
— 1 Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, D-40225 Düsseldorf —
2 Universität Bremen, D-28359 Bremen
We present an experiment aimed at high-resolution spectroscopy of the
ro-vibrational level structure of HD + . As one of the simplest molecules,
HD + is particularly suitable to test theories of molecular structure.
The HD + molecular ions will be confined in a linear rf-trap and cooled
via Coulomb interaction by laser cooled Be + atomic ions confined in the
same trap (sympathetic cooling). At sufficient high cooling rates, the
laser cooled Be + ions undergo a phase transition to an ordered structure
(Coulomb crystal). Numerical simulations show, that one can expect the
HD + ions to be embedded in such a Be + ionic crystal. In this way, an
ultra-cold ensemble of HD + molecular ions can be prepared for highresolution
laser spectroscopy.
So far, we have prepared and characterized Be + ionic crystals of different
size and shape suitable for embedding HD + ions. Currently we are
trying to optimize the process of loading HD + and Be + ions into the
trap. Furthermore, we are now building up a stabilized laser system for
high-resolution spectroscopy of the (ν = 0, N = 4) - (ν = 4, N = 4)
transition of HD + at 1.4µm.
MO 2.2 Mo 11:45 HS 332
COOL MOLECULAR MICRO-BEAMS, FRIGID CLUSTERS,
AND GELID MOLECULAR DIFFRACTION IMAGES —
•Bretislav Friedrich — Fritz-Haber-Institut der MPG, Faradayweg
4-6, D-14195 Berlin
I will describe a versatile molecular beam source, employing supersonic
flow, pulsing, and ablation in a way that minimizes size and pumping requirements.
The performance of the source is exemplified by producing a
cool pulsed supersonic molecular beam of CaF radicals, essentially without
recourse to pumping. About 10 12 CaF molecules cooled to a terminal
temperature of about 140 K are obtained per ablation pulse.
We have developed a general technique for orienting molecules,
amenable to a wide variety of species and applications. The key aspect
is to endow a polar molecule with a pseudo-first-order Stark effect. I will
describe how this effect comes about and discuss its use in the detection
of gas-phase HXeI clusters, generated by the photolysis of HI embedded
in the outer shells of large Xen clusters.
I will also describe a versatile imaging detector for neutral atoms and
molecules based on reactions with a vacuum-deposited silver surface. The
detector is endowed with the Fellgett advantage, has a demonstrated
sensitivity of several monolayers of molecules, and a dynamic range of
at least 100:1. One of the immediate applications of the detector in our
47
cold-molecule effort will be to determining the velocity distributions of
slow/cold molecules. These are convoluted in a diffraction pattern and
can be extracted with a high accuracy from an observed diffraction image.
MO 2.3 Mo 12:00 HS 332
Anwendung kalter, langsamer Moleküle zur hochauflösenden
Spektroskopie: Die Hyperfeinstruktur von 15 ND3. — Jacqueline
van Veldhoven 1 , •Jochen Küpper 2 , Boris Sartakov 3 , Hendrick
L. Bethlem 1 und Gerard Meijer 2 — 1 FOM Instituut voor Plasmafysica
“Rijnhuizen”, Nieuwegein, Die Niederlande — 2 Fritz-Haber-Institut
der MPG, Abt. Molekülphysik, Berlin — 3 Russian Academy of Science,
Inst. Gen. Phys., Moskau 119991, Rußland
Ultimativ ist die Auflösung jedes spektroskopischen Experiments durch
die Interaktionszeit zwischen untersuchtem Objekt und Messgerät limitiert.
In den letzten Jahren sind verschiedene Methoden zur Erzeugung
kalter, langsamer Moleküle entwickelt worden. In unserer Gruppe erzeugen
wir aus einem Überschallstrahl mit Hilfe geschalteter elektrischer
Felder Bündel langsamer und kalter Moleküle [1]. In dieser Arbeit haben
wir 15 ND3 im |11〉-Zustand auf 50 m/s abgebremst und an den langsamen
Molekülen Mikrowellen-UV Doppelresonanzspektroskopie durchgeführt.
Wir präsentieren Ergebnisse zum Inversionstunnelübergang von 15 ND3
bei 1, 59 GHz mit einer Linienbreite von etwa 1 kHz. Die gegenüber den
bisher höchstauflösenden Messungen [2] deutlich verringerte Linienbreite
ermöglicht es einzelne Hyperfeinübergänge aufzulösen und die Hyperfeinstruktur
von 15 ND3 präzise auszuwerten.
[1] H.L. Bethlem und G. Meijer, Int. Rev. Phys. Chem. 22, 73 (2003)
[2] J. van Veldhoven, R.T. Jongma, B. Sartakov, W.A. Bongers, und G.
Meijer, Phys. Rev. A 66, 032501 (2002).
MO 2.4 Mo 12:15 HS 332
Generation of cold atoms and molecules by a rotating nozzle:
recent progress — •D.H. Meyer, N.-N. Liu, and H.J. Loesch —
Fakultaet fuer Physik, Universitaet Bielefeld, Universitaetsstrasse 25, D-
33615 Bielefeld
The rotating nozzle is an universal mechanical device to create a (quasi)
continuous beam of cold atoms and molecules. To date we have achieved
a Xe-beam featuring a most probable velocity of 40 m/s at a parallel
translational temperature of T(par) =10.4 K and 20 at 20 m/s. Similar
results have been obtained also for Kr. Modifications of the apparatus
are being realized presently with the aim to lower the peak velocity further
and to exploit the cold atoms as carrier gases for polar molecules.
We will report on the results of these activities and on first experiments
about the manipulation of the cold molecules by inhomogeneous electric
fields. The applicability of the rotating nozzle for the continuous storage
of molecules in a ring trap will be discussed.

MO 2.5 Mo 12:30 HS 332
Paul trap for investigation of fluorescent nanoparticles —
•Kirstin Wohlfart and Olliver Benson — Nano Optics, Institut
für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Hausvogteiplatz 5-7, 10117
Berlin, Germany
In order to study intrinsic properties of single nanoparticles and macromolecules
the elimination of interaction between the particle and their
environment is desirable. This can be achieved by investigation of single,
charged particles in electrodynamic traps.
A Paul trap setup for trapping fluorescent nanoparticles charged by
MO 3 Elektronische Übergänge
electrospray ionisation was developed. The setup has an optimized optical
sensitivity which allowed the detection of single semiconductor nanocrystals
or labeled macromolecules. In first test experiments the trap was
operated under atmosperic pressure and ambient conditions. Microscopy
and spectroscopy of spherical trapped particles in the micron range was
routinely feasible.
The theory of particle motion in a quadrupole trap was extended to
include damping of particle motion in air. It is shown that the shift of
the particle position due to an external static electric field is a simple
tool to determine both size and specific charge of the trapped particle.
Zeit: Montag 11:00–13:00 Raum: HS 355
MO 3.1 Mo 11:00 HS 355
REMPI-Spektroskopie von NH2D und NHD2 — •Moana
Nolde 1 , Karl-Michael Weitzel 1 und Colin M. Western 2
— 1 Phillips-Universität Marburg, Institut für Physikalische Chemie,
Hans-Meerwein-Str., 35032 Marburg — 2 School of Chemistry, Cantock
Close, Bristol BS8 1TS, UK
Die REMPI-Spektroskopie ist eine hochselektive Nachweismethode, die
die Unterscheidung von Isotopomeren gestattet. In diesem Beitrag werden
die Spektren der Ammoniak-Isotopomere NH2D und NHD2 vorgestellt.
Diese Moleküle werden durch H-/D-Austausch aus den isotopenreinen
Molekülen NH3 und ND3 dargestellt. Die REMPI-Spektren des NH2D
und NHD2 wurden ausführlich im Bereich der ˜ C’ -Rydbergserie untersucht.
Die Spektren wurden mit dem asymmetrischen Kreiselmodell analysiert.
Daraus können erstmals die spektroskopischen Parameter des ˜ C’
-Zustandes von NH2D und NHD2 bestimmt werden.
MO 3.2 Mo 11:15 HS 355
On the control of Cl + versus D + formation in the fragmentation
of DCl + ions - a numerical wave packet study — •Karl-
Michael Weitzel 1 and Mikhail V. Korolkov 2 — 1 Institut für
Physikalische Chemie, Philipps-Universität Marburg, Hans-Meerwein-
Str., D-35032 Marburg, Germany — 2 B.I. Stepanov Institute of Physics,
National Academy of Sciences of Belarus, Scarina ave. 70, 220602 Minsk,
Republic of Belarus
The dissociation and predissociation of hydrogen chloride ions
(HCl + orDCl + ) have been investigated extensively in recent years.
From that work we know that dissociation of ions in the electronic
ground state, 2 Πi(i = 1/2, 3/2) leads to the formation of Cl + , while
predissociation from the first excited electronic state A 2 Σ + via the
repulsive states, 4 Σ − 2 Σ − 4 Π , leads to the formation of H + (D + ) ions.
Under certain conditions the formation of H + (D + ) and Cl + directly
compete, which can be easily distinguished in a mass spectrometer.
In the current work we present results of numerical wave packet calculations
aimed at controlling the yield of competing product channels
in the fragmentation of DCl + ). Here we have investigated the effect of
the following parameters: i. laser frequency, ii. laser intensity, iii. Laser
pulse duration and iv. chirp. This investigation clearly shows that the
control of product yield Cl + vs.D + should be feasible by choice of the
appropriate laser field parameters.
MO 3.3 Mo 11:30 HS 355
Polaritätsgetriebener Elektronentransfer durch mesoskopisches
Schichtsystem — •Christian Spitz 1 , D. von Seggern 1 , R. Menzel
1 , L. Li 2 und H. Möhwald 2 — 1 Universität Potsdam, Institut für
Physik, Am Neuen Palais 10, 14469 Potsdam — 2 Max-Planck-Institut
für Kolloid- und Grenzflächenforschung Am Mühlenberg 2, 14476 Golm
Nach der Marcus Theorie sollte es möglich sein, durch die Solvatation
die Energiezustände eines Chromophores derart abzusenken, dass er als
Akzeptor für ein ungelöstes Molekül des selben Typs wirken kann. Die
Schwierigkeit hierbei liegt darin, dass einerseits die Chromophore sich so
nahe sein müssen, dass ihre Wellenfunktionen überlappen und andererseits
die Polarität ihrer Umgebung so stark differieren muss, dass sie als
Donor und Akzeptor wirken. Wir präsentieren organische Filme, die auf
eine neuartige Weise schichtweise aus Polyelektrolyten hergestellt werden
und einen hohen Polaritätsgradienten über ihre Dicke von 20 nm
aufweisen.
Laserspektroskopisch gelang der Nachweis des polaritätsgetriebenen
48
Elektronentransfers durch den Film, der zu einer Ladungstrennung auf
beide Seiten des Films führt. Dabei ist die Dichte der Pyrenmoleküle
nicht so hoch, dass sie sich untereinander berühren. Dies kann mit einer
vorzugsweisen Perkolation der Moleküle im Schichtsystem erklärt werden.
MO 3.4 Mo 11:45 HS 355
Anwendung gentischer Algorithmen zur automatisierten Zuordnung
rovibronischer Spektren — •Michael Schmitt 1 , Christian
Ratzer 1 , Leo Meerts 2 und Gerrit Groenenboom 2 — 1 Heinrich-
Heine-Universität Düsseldorf; Institut für Physikalische Chemie; D-40225
Düsseldorf — 2 University of Nijmegen; Department of Molecular and Laser
Physics; NL-6500 GL Nijmegen
Die Zuordnung und Simulation rotationsaufgelöster UV-Spektren wird
mit zunehmender Molekülgrösse durch die starke Zunahme der Liniendichte
immer schwieriger. Automatisierte Fitverfahren zur Simulation
dieser Spektren besitzen den Nachteil, dass das globale Minimum oft
verfehlt wird. Einen Ausweg bieten die genetischen Algorithmen, die den
Prozess der Evolution imitieren, um zu besseren Lösungen eines Optimierungsproblems
mit vielen Dimensionen zu gelangen. Hierzu werden die
anzupassenden Parameter binär verschlüsselt (’Gene’) und die resultierenden
Vektoren aller Parameter (’Chromosomen’) einer selektierenden
Reproduktion beziehungsweise spontanen Mutationen unterzogen. Nach
jeder Generation wird über eine Kostenfunktion die Fitness der Chromosomen
beurteilt und nur die besten Lösungen einer weiteren Reproduktion
zugeführt. Die Methode eignet sich hervorragend um sehr komplexe
Spektren einzelner Spezies, oder auch vollkommen überlappende
Banden mehrerer verschiedener Spezies sicher zuzuordnen. Im Vortrag
wird die Methode diskutiert und ihre Anwendung auf die Anpassung der
molekularen Parameter an die Spektren verschiedener sehr komplexer
rovibronischer Spektren gezeigt, die mit herkömmlichen Methoden nicht
zuzuordnen sind.
MO 3.5 Mo 12:00 HS 355
Anwendungen der rotationsaufgelösten Ultraviolett-Mikrowellendoppelresonanzspektroskopie
— •Michael Schmitt,
Böhm Marcel und Ratzer Christian — Heine-Heine-Universität
Düsseldorf, Institut für Physikalische Chemie, D-40225 Düsseldorf
Rotationsaufgelöste UV-Spektroskopie an großen Molekülen stellt eine
wichtige Methode dar, um Molekülgeometrien in elektronisch angeregten
Zuständen zu bestimmen. Leider werden für grösser werdende
Moleküle die Rotationskonstanten immer kleiner und hierdurch die
Spektren, durch starke Überlappung einzelner Rotationslinien, immer
komplexer. Bei der UV-MW-Doppelresonanzspektroskopie wird selektiv
ein Rotationsübergang im elektronischen Grundzustand angeregt.
UV-Übergänge, die vom unteren der Rotationsniveaus ausgehen werden
durch die Populationsverminderung geschwächt, Übergänge, die vom
oberen Niveau ausgehen werden verstärkt. Bei phasensensitivem Nachweis
erhält man ein bipolares Signal, dessen Vorzeichen die Information
über das Ausgangsniveau des UV-Signals enthält. Wegen der Drehimpulsauswahlregeln
erhält man jeweils zwei Übergäng pro Zweig (P,Q,R)
im UV-Spektrum. Aus etwa 2000-4000 Linien im rotationsaufgelösten
UV-Spektrum erhält man so nur noch 6 Übergänge, für die zusätzlich
der Satz der unteren Quantenzahlen bestimmt ist. Die experimentelle
Verwirklichung der Methode wird vorgestellt und an ausgewählten Modellsystemen
diskutiert.

MO 3.6 Mo 12:15 HS 355
Jet-cooled neutral and cationic PAHs studied by cavity
ring-down spectroscopy — •A. Staicu 1 , O. Sukhorukov 1 ,
G. Rouillé 2,3 , E. Diegel 1 , F. Huisken 2,3 , and Th. Henning
3 — 1 Astrophysikalisches Institut und Universitätssternwarte,
Friedrich-Schiller-Universität Jena — 2 Institut für Festkörperphysik,
Friedrich-Schiller-Universität Jena — 3 Max-Planck-Institut für
Astronomie, Heidelberg
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are relevant molecules for
astrophysics. It is expected that they are present in the interstellar
medium (ISM), and they are considered as possible carriers of the diffuse
interstellar bands (DIBs). To prove this, absorption spectra of PAHs
under astrophysical conditions should be obtained. Collision-free environment
and low temperatures similar to those encountered in the ISM can
be obtained in the laboratory in supersonic jets. We have chosen cavity
ring-down spectroscopy (CRDS) to measure direct absorption spectra of
jet-cooled PAHs in their neutral and cationic form. The absorption spectra
of anthracene, pyrene, and fluorene, corresponding to their electronic
transitions in the UV spectral range, have been studied. On the other
hand, the cations of small PAHs exhibit absorption bands in the visible
range where DIBs are observed. First CRDS experiments on the cations
of naphthalene and anthracene were successful and their results will be
presented.
MO 3.7 Mo 12:30 HS 355
IBBCEAS an Flüssigkeiten — •Sven E. Fiedler 1 , Achim Hese 1
und Albert A. Ruth 2 — 1 Technische Universität Berlin, Institut für
Atomare Physik und Fachdidaktik, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin —
2 Department of Chemistry, National University of Ireland, College Cork,
Ireland
In diesem Beitrag wird die neue, hochempfindliche und bisher nur auf
Moleküle in der Gasphase angewendete Technik der Incoherent Broad-
Band Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy (IBBCEAS) kurz vorgestellt.
Die ersten Ergebnisse von Messungen an Flüssigkeiten und Molekülen
in Lösung werden hinsichtlich der Empfindlichkeit und Potential
dieser Methode diskutiert.
MO 3.8 Mo 12:45 HS 355
Spectroscopy of the XeC2 molecule in Xenon, Argon and
Krypton matrices — •Marcin Frankowski, Alice M.
Smith-Gicklhorn, and Vladimir E. Bondybey — Institut
für Physikalische und Theoretische Chemie, Technische Universität
München, Lichtenbergstr. 4, 85748, Garching, Germany
A self-igniting DC-electric discharge of C2H2 in Xe (matrix gas) or
C2H2/Xe in Ar or Kr (matrix gases) is used to produce and study the
XeC2 molecule in these various rare gases at 12 K. Unlike in Ar and Kr
matrices, the well-known electronic spectra of C2 is completely absent in
a Xe matrix. This together with annealing experiments in Ar matrices
indicate that ground state Xe and C2 react uniquely and without a barrier
to form the XeC2 molecule. The infrared-active C-C stretch of this
compound is found to be close to the C-C stretching frequency of C − 2 anion,
in excellent agreement with our density functional theoretical (DFT)
calculations which yield a XeCC singlet species bent by 148.6 o and with
substantial charge separation approaching Xe + C − 2 and a notably short,
2.107 ˚A, Xe-C bond. The spectra of the Xe- 13 C- 12 C, Xe- 12 C- 13 C and Xe-
13 C- 13 C species are also obtained and the isotopic shifts are in excellent
agreement with the DFT predictions, although not sufficient to distinguish
a bent from a linear structure.
Numerous broad absorptions centered near 423 nm (in Xe) are observed
which are clearly due to the XeC2 molecule. Laser-induced fluorescence
studies reveal a near-infrared emission likely due to XeC2 but
not yet understood.
MO 4 Femtosekundenspektroskopie: Elektrontransfer
Zeit: Montag 11:00–12:45 Raum: HS 315
MO 4.1 Mo 11:00 HS 315
Ultraschnelle photoinduzierte Prozesse biologisch relevanter
Moleküle in der Gasphase: Indol, Pyrrol, Adenin — •Helmut
Lippert 1 , Volker Stert 1 , Ingolf Volker Hertel 1,2 und Wolfgang
Radloff 1 — 1 Max-Born-Institut, Max-Born-Str. 2A, D-12489
Berlin — 2 Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, D-14195 Berlin
Die aromatischen Heterocyclen Indol, Pyrrol und Adenin wurden nach
Anregung bei λpump = 250 nm bzw. 263 nm mittels Femtosekunden
Pump-Probe Spektroskopie im Molekularstrahl untersucht. Die Resultate
werden mit Hinblick auf eine mögliche Population des repulsiven πσ ∗
Zustands diskutiert, der als wesentlich für die Photophysik derartiger
Chromophore angesehen wird [1]. Die Addition nur weniger Solvensmoleküle
wie Wasser oder Ammoniak beeinflußt die Dynamik entscheidend,
was durch Studien zu Indol(NH3)n Clustern bereits eindrucksvoll belegt
worden ist [2]. Für Pyrrol konnten erstmalig mit fs Laserimpulsen neutrale
H Atome als Fragmente mittels (2+1)REMPI bei λprobe = 243 nm
[3] zeitaufgelöst nachgewiesen werden.
[1] W. Domcke, A.L. Sobolewski, Science 302, 1693 (2003).
[2] H. Lippert, V. Stert, L. Hesse, C.P. Schulz, I.V. Hertel, W. Radloff,
JPC A 107, 8239 (2003).
[3] J. Wei, A. Kuczmann, J. Riedel, F. Renth, F. Temps, PCCP 5, 315
(2003).
MO 4.2 Mo 11:15 HS 315
The ultrafast photodynamics of indole — •Tanja Bizjak 1 ,
Prem B. Bisht 2 , Stefan Lochbrunner 1 , and Eberhard Riedle 1
— 1 Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Sektion Physik, Ludwig-
Maximilians-Universität München — 2 Physics Department, Indian
Institute of Technology Madras, Chennai, India
Indole is a chromophore of many nitrogen heterocyclic biomolecules,
like the essential amino acid tryptophan. We have performed femtosecond
UV-visible broadband absorption studies of the photodynamics of
indole in different solvents and compared the results with steady state
measurements. In the nonpolar solvent cyclohexane we observe population
transfer from the optically excited La state to the Lb state within 7
ps. In the polar solvent ethanol ultrafast state reversal is found followed
by population transfer from the Lb to the La state within 6 ps. In water
efficient photoionization is observed in addition to fluorescence. Presol-
49
vated electrons are formed together with indole radicals within our time
resolution of 60 fs and are solvated further in about 350 fs. We propose
an ultrafast branching between the ionization and fluorescence channel
immediately after the optical excitation. Contrary to the case of solvated
electrons in pure water, electrons stemming from indole do neither exhibit
dielectric relaxation in the range of 1 - 2 ps nor recombination on
the 100 ps time scale.
MO 4.3 Mo 11:30 HS 315
Time-resolved spectroscopy of intramolecular excited state electron
transfer — •Thomas Schultz 1,2 , Susanne Ullrich 1 , Stefan
Lochbrunner 1,3 , and Albert Stolow 1 — 1 Steacie Institute
for Molecular Sciences, National Research Council, Ottawa, Canada —
2 Present address: Max-Born Institute for Non-linear Optics, Berlin, Germany
— 3 Present address: LS für BioMolekulare Optik, Sektion Physik,
Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany
We used time-resolved photoelectron spectroscopy to investigate
the excited state electron transfer dynamics in a series of
aminobenzonitriles including cyanobenzene, 4-aminobenzonitrile, N,N-4dimethylaminobenzonitrile
and N,N-4-diisopropylaminobenzonitrile (DI-
ABN). This class of molecules has been extensively discussed as prototype
models for twisted intramolecular charge transfer (TICT). We found very
fast initial dynamics due to intramolecular vibrational energy redistribution
in all investigated compounds. In DIABN we additionally observed
population transfer from a locally excited to the charge transfer state.
The electron transfer rate of 0.25/ps was independent of the excitation
energy in the wavelength range 250 - 303 nm. A discrepancy between the
observed population decay in the locally excited state and the population
rise in the charge transfer signal. Possible explanations for this finding
will be discussed in detail.
MO 4.4 Mo 11:45 HS 315
Experimental verification of the ultrafast intramolecular
electron transfer in triphenylmethane lactones — •Tanja
Bizjak 1 , Jerzy Karpiuk 2 , Stefan Lochbrunner 1 , and Eberhard
Riedle 1 — 1 LS für BioMolekulare Optik, Sektion Physik, Ludwig-
Maximilians-Universität München — 2 Institute of Physical Chemistry,
Polish Academy of Sciences, Warsaw

A search for and the exploration of donor-acceptor systems with high
electron transfer rates is very important both for practical reasons and
for deeper understanding of the various factors controlling charge transfer
processes that occur on the time scale comparable to vibrational relaxation
and even electronic dephasing. It has been recently estimated that
the photoinduced charge separation (CS) process in malachite green lactone
proceeds within t≤130 fs [1]. In the present study the kinetics of
CS in malachite green lactone and in phenolphthalein in aprotic and protic
media have been explored using fs transient absorption spectroscopy
with 270 nm excitation. It has been found that in malachite green lactone
in acetonitrile both the S2→S1 electronic relaxation and the CS process
are completed within 130-150 fs. The phenol cation radical, a product of
the primary CS in phenolphthalein in acetonitrile excited directly to S1
state, appears in transient absorption spectra with a rise time of 55 fs,
the fastest CS time reported so far for organic donor-acceptor systems.
[1] J. Karpiuk, Phys. Chem. Chem. Phys. 5 (2003) 1078.
MO 4.5 Mo 12:00 HS 315
Ultrafast intramolecular electron transfer dynamics in crystal
violet lactone — •Jerzy Karpiuk 1 , Uli Schmidhammer 2 , Stefan
Lochbrunner 2 , and Eberhard Riedle 2 — 1 Institute of Physical
Chemistry, Polish Academy of Sciences, Kasprzaka 44/52, 01-224
Warsaw, Poland — 2 Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Sektion Physik,
Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany
Dual fluorescence of crystal violet lactone (CVL) in polar solvents
comes from two different excited states: (i) a moderately polar, optically
generated excited state CTA localized on the 6-DMAPd subunit
(µe ∼ = 10D), and (ii) a highly polar excited state CTB (µe ∼ = 25D)
populated upon ultrafast electron transfer (ET) from one of the dimethylanilino
groups to the phthalide moiety [1]. The CTB state is formed only
if it is sufficiently stabilized by solvent polarity. The kinetics in various
aprotic and protic media have been studied using fs transient absorption
spectroscopy with 386 nm excitation. It has been found that the build
up rate of the CTB state is faster than that of solvation and that the
equilibrium between the CTA and CTB is established at a rate comparable
to the solvent longitudinal dielectric relaxation time. Fast excited
state deactivation in protic media (50 ps in methanol) due to hydrogen
bonding with the solvent indicates a significant role of the C-O bond
cleavage and opening of the lactone ring.
[1] J. Karpiuk, Annales of the Polish Chemical Society 2001, 271.
MO 5 Theorie I
MO 4.6 Mo 12:15 HS 315
Pump-Probe-Spectroscopy of Ultrafast Heterogeneous Electron
Transfer from Perylene to colloidal TiO2 — •Ralph Ernstorfer
1 , Lars Gundlach 1 , Silke Felber 1 , Petter Persson 2 , Tobias
Letzig 1 , Carsten Zimmermann 1 , Rainer Eichberger 1 , and
Frank Willig 1 — 1 Hahn-Meitner-Institut, Glienicker Str. 100, D-
14109 Berlin — 2 Department of Quantum Chemistry, Uppsala University,
Sweden
The dynamics of photoinduced electron transfer from the excited singlet
state of perylene chromophores into the conduction band of TiO2
nanoparticles has been measured by fs-transient absorption spectroscopy
in ultrahigh vacuum conditions. The energetic alignment of the molecular
states relative to the semiconductor has been determined by stationary
photoelectron spectroscopy. The electron transfer rate in such systems depends
mainly on the electronic coupling between the adsorbate and the
semiconductor. While retaining the anchor group of the chromophores,
different bridge groups have been inserted between anchor group and dye.
It will be shown that not only the distance between donor and acceptor
but also the chemical nature of the bridge group determines the electron
transfer rate.
MO 4.7 Mo 12:30 HS 315
Electron transfer dynamics between semiconductors and chemically
anchored chromophores probed with photoemission signals
— •Lars Gundlach 1 , Ralph Ernstorfer 1 , Silke Felber 1 ,
Lars Töben 1 , Rainer Eichberger 1 , Elena Galoppini 2 , Qian
Wei 2 , and Frank Willig 1 — 1 Hahn-Meitner Institut, Glienickerstr.
100, D-14109 Berlin, Germany — 2 Chemistry Department, Rutgers University,
N.Y., USA
Dynamics of electron transfer between semiconductor surfaces and single
molecules is of great interest with regard to single-molecule based
electronic devices.
Energetics and dynamics of different semiconductor:chromophor systems
were studied with fs time and angle resolved two-photon photoemission
spectroscopy and stationary PES. The alignment of occupied and unoccupied
molecular levels with respect to the energy bands of the semiconductor
was measured together with electron dynamics of the semiconductor
and electron transfer dynamics.
Experiments with different chromophores attached to single crystal TiO2
and InP via different spacer and anchor groups will be presented.
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 355
MO 5.1 Mo 14:00 HS 355
Orbitalfunktionale - ein Weg zur genaueren Berechnung des
elektrischen Response im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie
— •Stephan Kümmel — Max-Planck-Institut für Physik komplexer
Systeme, Nöthnitzer Strasse 38, D-01187 Dresden
Die Dichtefunktionaltheorie ist eine der am häufigsten verwendeten
Theorien zur Berechnung elektronischer Strukturen. Die dabei häufig
verwendeten semilokalen Näherungen für die Austausch- und Korrelationsenergie
(z.B. LDA, GGA’s) ergeben Grundzustandsenergien und
Geometrien vieler Moleküle und Cluster in Übereinstimmung mit den
experimentellen Werten. Response-Eigenschaften wie z.B. die elektrische
Polarisierbarkeit werden häufig jedoch weniger genau vorhergesagt. Besonders
große Fehler ergeben sich z.B. für die Polarisierbarkeiten linearer
molekularer Systeme. Diese Fehler lassen sich zurückführen auf qualitative
Fehler im Kohn-Sham Potential. Orbitalfunktionale, die die Austauschenergie
exakt berücksichtigen, führen zum richtigen asymptotischen
Verhalten des Kohn-Sham Potentials, berücksichtigen intrinsische nichtlokale
Effekte und führen zu einer deutlich verbesserten Beschreibung des
Response.
MO 5.2 Mo 14:15 HS 355
On the Coupling of Mechanical and Chemical Energy: Proton
Affinity as a Function of External Force — •Martin K. Beyer
— Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, TU München,
Lichtenbergstr. 4, 85747 Garching
The proton affinity as a function of an external mechanical force is
defined, and its applicability as a chemical concept is explored [1]. It is
shown with the help of density functional calculations that forces in the
sub-nN to nN range change the proton affinity of small model molecules
50
by values ranging from kT up to several 10 kJ mol −1 , which suggests that
these affinity changes are chemically significant.
[1] M. K. Beyer, Angew. Chem. 115, 5062 (2003); Angew. Chem. int.
Ed. 42, 4913 (2003).
MO 5.3 Mo 14:30 HS 355
Depolarisation of the rotational alignment. — •M. Rutkowski
and H. Zacharias — Physikalisches Institut, Westfälische Wilhelm-
Universität, Wilhelm-Klemm Str. 10, 48149 Münster, Germany
Up to now experimental investigations of the rotational alignment of
molecules both in the gas phase and desorbing from surfaces are performed
under the assumption that the rotational alignment is non varying
with time. However, early theoretical investigations for atoms [1] predict
a strong time dependence, caused by the interaction of the nuclear
spin with the electronic angular momentum. In this talk a corresponding
model for the rotational angular momentum of molecules is applied to
D2, H2 and NO molecules. The calculations of the rotational alignment
of these molecules yield strong periodic oscillations, which significantly
change both in amplitude and periodicity with the rotational quantum
number.
[1] U. Fano, J.H. Macek, Rev. mod. Phys., 45, 553 (1973).

MO 5.4 Mo 14:45 HS 355
Identifying small organic molecules: A detailed experimental
and theoretical study of C 1s NEXAFS spectra of C6 ring containing
molecules — •C. Kolczewski 1 , R. Püttner 2 , M. Martins
2 , A.S. Schlachter 2 , G. Snell 2 , M. Sant’anna 2 , K. Hermann
1 , and G. Kaindl 2 — 1 Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-
Gesellschaft, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin, Germany — 2 Institut für Experimentalphysik,
Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin,
Germany
High resolution, vibrationally resolved, NEXAFS spectra at the C 1s
ionization threshold have been recorded for a series of small organic
molecules from cyclohexene, C6H10, to the simplest aromatic molecule
benzene, C6H6, with a fully delocalized π-electron system. Ab initio density
functional theory (DFT) calculations have been performed to interpret
the experimental spectra. Here we focus on the energetic position of
the C 1s → π* transition peak in the experimental NEXAFS spectrum of
1,3 cyclohexadiene which is shifted with respect to the other molecules.
Based on our theoretical studies the shift can be explained by the structure
of the corresponding final state orbital. For 1,3 cyclohexadiene it
is almost identical to that of cis-butadiene whereas for the remaining
molecules the corresponding final state orbitals are more similar to those
of benzene.
If electronic relaxation effects and an approximate vibrational fitting
(based on experimental data) are included our theoretical spectra agree
perfectly with experiment.
MO 5.5 Mo 15:00 HS 355
Minimax LCAO Approach to the Relativistic Two Center
Coulomb Problem and its FEM Spectrum — •Hui Zhang,
Ossama Kullie, and Dietmar Kolb — Fachbereich Naturwissenschaften
Theoretische Physik, Heinrich-Plett-Str. 40, 34132
Kassel
The one electron relativistic diatomic systems H + 2 and Th 179+
2 are
solved in a 2-spinor LCAO (linear combination of atomic orbitals) approach
using a minimax principle equivalent to a constraint minimization.
The values are in agreement with those of the Finite Element Method
(FEM) and of other approaches as far as results are available in the lit-
erature. No spurious nor contaminated states are found. The complete
spectrum for Th 179+
2 up to n=6 correlating s1/2 to h11/2 states is given.
[1] H. Zhang, O. Kullie, D. Kolb, submitted to Journal of Physics B:
Atomic, Molecular and Optical Physics.
MO 5.6 Mo 15:15 HS 355
Min-Max Dirac-Fock-Slater Berechnungen für zwei atomige
Moleküle — •Ossama Kullie und Dietmar Kolb — FB18 Uni
Kassel, Heinrich-Plett-Str. 40, 34132 Kassel
MO 6 Cluster I
In unsern letzten Beitrag (DPG-Tagung 2003/Hannover) haben wir 2-
Spinor voll relativistische Berechnung für H + 2 und Th2 179+
2 vorgestellt [1].
In diesem Vortarg werden hochgenaue 2-Spinor Dirac-Fock-Slater Berechnungen
für zwei atomige Moleküle an zwei Beispielen, CO und N2, mit
der Methode der Finiten Elementen vorgestellt. Unsere Ergebnisse zeigen,
dass das Mini-Max-Funktional, welches eine exakte Beschreibung der
Dirac-Gleichung ist, besser oder vergleichbare Energien hervorbringt. Im
Gegensatz zu 4-Spinor Berechnungen konvergieren die 2-Spinor Lösungen
von oben, sie sind frei von positronischer Kontamination oder spuriosen
Zuständen und erfordern weniger Aufwand. Das Konvergenzverhalten
der Lösung hat bessere numerische Eigenschaften, wie die Extrapolation
und die Fehleranalyse zeigen, und ist eher dem nicht-relativistischen
Schrödinger Gl. ähnlich. Wir verwenden wie in unseren 4-Spinor Berechnungen
ellyptisch-hyperpolische Koordinaten, Globalfaktoren und weitere
eindimensionale singuläre Koordinaten Transformation. [1] O. Kullie
and D. Kolb, A. Rutkowski,Two-spinor Fully Relativistic Finite-Element
(FEM) Solution of the Two-center Coulomb Problem, in print.
MO 5.7 Mo 15:30 HS 355
Hochgenaue Hartree-Fock Ergebnisse für zweiatomige Moleküle
— •Oliver Beck 1 , Dirk Heinemann 2 und Dietmar Kolb 1 —
1 Fachbereich Physik Universität Kassel — 2 Abteilung 1 Universität Kas-
sel
Mit einem finite-Element-Programm wurden durch Anwendung eines
Mehrgitterverfahrens zur Lösung der entstehenden Matrizengleichungen
Eigenschaften von zweiatmigen Molekülen sehr genau berechnet.
Wir präsentieren Ergebnisse für verschiedene Ordnungen der FEM-
Formfunktionen, wobei wir Genauigkeiten von kleiner 1nH erreichen. Dies
wird mit Ergebnissen des finite-Differenzen-Codes von Kobus, Laaksonen
und Sundolm sowohl hinsichtlich Genauigkeit als auch Aufwand verglichen.
Wir untersuchen, inwiefern die Ergebnisse durch Anwendung von
Extrapolationsmethoden verbessert werden können.
MO 5.8 Mo 15:45 HS 355
Probing molecular geometry and dynamics with photons — •B.
Zimmermann, M. Lein, and J.-M. Rost — Max-Planck-Institute for
the Physics of Complex Systems, Nöthnitzer Str. 38, 01187 Dresden
Interference effects in high harmonic generation from molecules may
provide a new venue to measure microscopic distances such as internuclear
separation and molecular orientation [1]. A clear trace of these
properties in the interference pattern would tremendously simplify the
observation of dynamic processes in molecules, such as dissociation. We
will present new results on this topic beyond the simple model molecules
investigated so far. [1] M. Lein et. al, Phys. Rev. A 66, 023805 (2002)
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 332
MO 6.1 Mo 14:00 HS 332
Untersuchung der Bedeckung von CdSe Nanopartikeln mit kleinen
Molekülen mit Mitteln der UV/VIS und IR-Spektroskopie
— •Birgit Bußmann 1 , Stefan Kudera 2 , Wolfgang J. Parak 2
und Markus Braun 1 — 1 Ludwig-Maximilians-Universität München,
Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Oettingenstrasse 67, 80538 München,
Deutschland — 2 Ludwig-Maximilians-Universität München, Lehrstuhl
für angewandte Physik, 80539 München, Deutschland
Die organische Hülle von Halbleiternanopartikeln hat starken Einfluss
auf deren optische Eigenschaften, ihre Löslichkeit und ihre Fähigkeit,
an andere Moleküle zu binden. Bei Austausch der Hüllschicht von Cd-
Se Nanopartikeln wird die ursprüngliche TOPO/TOP-Schicht zum Teil
durch andere aliphatische Moleküle, die z.B. Amin- und Mercaptogruppen
enthalten, ersetzt. Die quantitative Untersuchung der Hülle mit einer
Kombination aus UV/VIS- und IR-Absorptionsmessungen an Lösungen
und KBr-Preßlingen wird vorgestellt. Die Verschiebung der Schwingungsbanden
der bindenden Gruppen lässt Rückschlüsse auf die Anzahl der
bindenden und nicht bindenden Hüllenmoleküle in der Probe ziehen. Der
Bedeckungsgrad der Nanopartikeloberfläche wurde aus der quantitativen
Auswertung der CH3-Schwingungsmoden bestimmt.
51
MO 6.2 Mo 14:15 HS 332
Zeitaufgelöste Photoelektronen-Spektroskopie an monodispersen
Nanopartikeln — •Marco Niemietz, Peter Gerhardt, Gerd
Ganteför und Young Dok Kim — Fachbereich Physik, Universität
Konstanz, 78457 Konstanz
Elektronische angeregte Zustände in Metallen haben eine kurze Lebensdauer
im Bereich von 100 fs, da die Anregungsenergie durch Augerartige
Prozesse rasch auf die übrigen ” kalten“ Elektronen verteilt werden
kann. In Nanoteilchen ist dieser Prozess jedoch durch die geringe
Zusandsdichte behindert. Mittels zeitaufgelöster Photoelektronen-
Spektroskopie an massen-separierten Clusteranionen können diese Relaxationszeiten
größenabhängig bestimmt werden. Für kleinste Goldcluster
ergeben sich erwartungsgemäß Zeiten im Nanosekundenbereich [1]. Es
werden Daten für Silizium-, Gold- und Aluminiumcluster [2] diskutiert.
[1] M. Niemietz, P. Gerhardt, G. Ganteför und Y. D. Kim, Chem. Phys.
Lett. 380, 99 (2003)
[2] P. Gerhardt, M. Niemietz, Y. D. Kim und G. Ganteför, Chem. Phys.
Lett. 382, 454, (2003)

MO 6.3 Mo 14:30 HS 332
Oxidationsverhalten von metallischen Nanopartikeln aus Kupfer
und Palladium — •Felix von Gynz-Rekowski, Young Dok
Kim und Gerd Ganteför — Fachbereich Physik, Universität Konstanz,
78457 Konstanz
Die chemischen Eigenschaften kleinster Teilchen aus wenigen Atomen
weichen stark von denen des Festkörpers ab. So sind negativ
geladene Goldcluster mit 2 bis 20 Atomen reaktiv gegenüber Sauerstoff
und können sogar als Katalysatoren eingesetzt werden. Wir untersuchen
die Reaktion von molekularem und atomarem Sauerstoff mit
massen-separierten Clusteranionen aus Kupfer und Palladium mittels
Photoelektronen-Spektroskopie. Die Kupfercluster oxidieren im Gegensatz
zum Festkörper und zum einzelnen Atom nicht. Diese Daten werden
mit neuesten Ergebnissen an Palladium verglichen, einem Material, welches
häufig in der Katalyse verwendet wird.
MO 6.4 Mo 14:45 HS 332
Landau damping of the collective electron motion in laserirradiated
thin films and clusters — •Sergei V. Popruzhenko 1 ,
David F. Zaretsky 2 , Philipp A. Korneev 1 , and Wilhelm
Becker 3 — 1 Moscow Engineering Physics Institute (State Univ.)
— 2 Russian Research Center ”Kurchatov Institute”, Moscow —
3 Max-Born-Institut, Berlin
We calculate the rate of energy conversion from the collective coherent
oscillations of the electronic subsystem of a heated ionized nanobody
such as a thin film or a spherical cluster into stochastic electron motion
by the mechanism of collisionless Landau damping. For the two limiting
cases of specular reflection and diffusive reflection of the electrons off the
boundary of the system, the damping constant is evaluated as a function
of the size of the system and the electron temperature. The rate of
heating of the electron subsystem as well as the cross sections for light
scattering and absorption by a large heated ionized cluster are calculated
and analyzed in view of recent experimental findings.
MO 6.5 Mo 15:00 HS 332
Strukturbestimmung isolierter Metallcluster mittels
Ferninfrarot-Spektroskopie — •André Fielicke 1 , Christian
Ratsch 2 , Jörg Behler 3 , Matthias Scheffler 3 , Gert von
Helden 3 und Gerard Meijer 1,3 — 1 FOM Institute for Plasma
Physics Rijnhuizen, Nieuwegein, NL — 2 Department of Mathematics,
University of California, Los Angeles, USA — 3 Fritz-Haber-Institut der
Max-Planck-Gesellschaft, Berlin
Wir präsentieren eine Methode zur Strukturbestimmung isolierter
Metallcluster in der Gasphase. Dabei werden die Ferninfrarot(FIR)-
Schwingungspektren der Metallcluster mittels resonanter Mehrphotonen-
Dissoziation von Komplexen der Cluster mit Edelgasatomen gemessen.
Der Vergleich dieser experimentellen Spektren mit durch Dichte-
Funktional-Theorie(DFT)-Methoden berechneten Schwingungsspektren
erlaubt die Bestimmung der Struktur der Cluster. Für Vanadium- und
Niobclusterkationen mit bis zu 23 Atomen haben wir die experimentellen
FIR-Spektren im Bereich von 140-450 cm −1 bestimmt und Strukturen für
kleine Vanadiumcluster berechnet. Wir finden große Ähnlichkeiten zwischen
den FIR-Spektren von Vanadium- und Niobclustern mit gleicher
Zahl von Atomen, was auf strukturelle Gemeinsamkeiten hindeutet.
MO 6.6 Mo 15:15 HS 332
Femtosecond laser spectroscopy on free mass-selected transition
metal clusters — •J. Stanzel, F. Burmeister, N. Pontius,
M. Neeb, and W. Eberhardt — BESSY GmbH, Albert-Einstein-Str.
15, 12489 Berlin, Germany
Clusters in the gas phase are confined systems, where the energy is
spatially localized. After optical excitation the energy dissipates among
the electronic and vibrational degrees of freedom leading for example to
thermionic electron emission or thermal desorption of ligand molecules.
Using pump and probe femtosecond laser spectroscopy the internal energy
dissipation from an optically excited state can be monitored in real
time.
Time resolved photoelectron measurements on small Ni, Pd and Pt-
Clusters show that the electron relaxation times are only one order of
magnitude smaller than for the corresponding bulk. [1,2,3] Further measurements
are performed for small W clusters which will be presented
here.
[1] N. Pontius et al., Phys. Rev. B 67, 035425 (2003)
[2] N. Pontius et al., J. Chem. Phys. 115, 10479 (2001)
[3] N. Pontius et al., Phys. Rev. Lett. 84, 1132 (2000)
MO 6.7 Mo 15:30 HS 332
Third harmonic generation and other nonlinear phenomena
in laser-irradiated clusters — •Sergei V. Fomichev 1 , David F.
Zaretsky 2 , Sergei V. Popruzhenko 1 , and Wilhelm Becker 3 —
1 Moscow Engineering Physics Institute (State Univ.), Moscow, Russia
— 2 Russian Research Center “Kurchatov Institute”, Moscow, Russia —
3 Max-Born-Institut
For a cluster irradiated by a strong laser field, the electron dynamics
are nonlinear due to the finite size of the system. This causes the presence
of the third harmonic of the incident laser field both inside the cluster and
in the scattered field. Since for ionized clusters of noble-gas atoms usually
the Mie frequency is close to three times the (incident) Ti:Sapphirelaser
frequency, the third-harmonic field may experience strong resonant
enhancement. This leads, in particular, to efficient production of multicharged
ions and x-ray emission in the cluster, as well as to resonant
behavior of the cross section of third-harmonic generation. This cross
section and the yield of multicharged ions are calculated for various laser
parameters and cluster media and compared with the available experimental
data.
References: S.V. Fomichev, S.V. Popruzhenko, D.F. Zaretsky, and W.
Becker, J. Phys. B 36, 3817 (2003); Opt. Express 11, 1188 (2003).
MO 6.8 Mo 15:45 HS 332
Ab Initio Studies on Size-Dependent H2 Elimination Reaction
in Al + (H2O)n — •Chi-Kit Siu — Physikalische Chemie II, Technische
Universität München, Lichtenbergstr. 4, D-85748 Garching
Chemical properties of ions in solution are strongly influenced by their
solvation environment. Knowledge of the ionic solvation is important for
chemical processes in solution, in the atmosphere, and also in biological
systems. In order to have better understanding on the ionic solvation, one
should pay attention to the vicinity of an ion. However, study on such microscopic
solvation is challenging due to the complexity of the solvation
structure. A gas phase cluster ion provides a simplified nano-scale model
for investigating the structure and the reactivity of a solvated ion. The
solvation effects can be monitored via a stepwise solvation by carefully
controlling the cluster size in a mass spectrometer. Interestingly, sizedependent
intracluster reactions are observed. Al + (H2O)n is one of the
typical examples showing such size-dependent effect. A H2 molecule is
evaporated out from the clusters at certain sizes. The role of the isomers
of Al + (H2O)n for the H2 elimination reaction have been investigated by
ab initio calculations. Since the cluster ions are fluxional due to the presence
of many hydrogen bonds, knowledge on the relative stability of the
stationary structures from conventional quantum chemical calculation is
insufficient. The solvation dynamics and the reaction mechanism can be
effectively studied by direct sampling of the potential energy surface at
finite temperature using Ab Initio Molecular Dynamics method.
MO 7 Femtosekundenspektroskopie: Protontransfer + Energiefluss
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 315
MO 7.1 Mo 14:00 HS 315
Moleküle erzeugen und ” belauschen“ kohärente Kristallschwingungen
— •Markus Gühr und Nikolaus Schwentner — Institut
für Experimentalphysik, FU Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
Die elektronische Anregung von zweiatomigen Molekülen in einem
Edelgaskristall erlaubt sowohl die Erzeugung als auch die Beobachtung
von kohärenten Kristallphononen im THz-Bereich. Diskutiert werden die
52
Systeme I2:Kr [1] und Br2:Ar anhand der fs-Pump-Probe Spektren der
jeweiligen Chromophore (I2 und Br2). Wir beobachten in beiden Fällen
die kohärenten Zonenrandphononen der Kristalle mit einer Frequenz von
1.5 THz (Kr) bzw. 2 THz (Ar). Die zweiatomigen Moleküle besetzen
einen doppelsubstitutionellen Gitterplatz. Bei Anregung mit einem fs-
Laserpuls (Pumppuls) aus dem elektronischen Grundzustand ( 1 Σ) in
einen anderen kovalenten Zustand ( 3 Π) ändert sich die Form des Molekülorbitals
und damit die Molekül-Kristall-Wechselwirkung. Dies führt

zu einer neuen Gleichgewichtskonfiguration um das Molekül und einer
impulsiven Anregung von Phononen im Gitter. Die Zonenrandphononen
bleiben wegen ihrer verschwindenden Gruppengeschwindigkeit am Chromophor
lokalisiert. Sie modulieren die lokale Dichte, folglich die Solvatationsenergie
der Ionenpaarzustände und damit die Nachweisempfindlichkeit
im Probeprozess. In dieser Weise prägen die Zonenrandphononen ihre
Frequenz dem Pump-Probe Spektrum des Chromophors auf. Weiterhin
wird die Möglichkeit der kohärenten Kontrolle der Phononenanregung
diskutiert.
[1] M. Gühr, M. Bargheer und N. Schwentner, Phys. Rev. Lett. 91,
085504 (2003)
MO 7.2 Mo 14:15 HS 315
Resonanz-Raman- und Pump-Probe-Spektroskopie:
Vollständige Charakterisierung des Reaktionspfades bei
einem ultraschnellen Protontransferprozess — •Kai Stock 1 ,
Adriana Szeghalmi 2 , Michael Schmitt 2 und Stefan Lochbrunner
1 — 1 Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Sektion Physik,
Ludwig-Maximilians-Universität München — 2 Institut für Physikalische
Chemie, Universität Würzburg
Bei ultraschnellen, photoinduzierten intramolekularen Prozessen gibt
es bereits am Franck-Condon-Punkt eine treibende Kraft in Richtung
des Produktes. Für den intramolekularen Protontransfer von 1-Hydroxy-
2-acetonaphthon im elektronisch angeregten Zustand bestimmten wir
das Potentialgefälle am Franck-Condon-Punkt mit Resonanz-Raman-
Messungen. Sie zeigen, dass das Gefälle am stärksten entlang von Kernkoordinaten
ist, die mit Verzerrungen des H-Chelatringes und mit C=C-
Streckschwingungen des aromatischen Chromophors verbunden sind. Um
den weiteren Verlauf des Reaktionspfades zu charakterisieren, setzten wir
Anrege-Abfrage-Spektroskopie mit einer Zeitauflösung von 30 fs ein. In
den Messungen treten starke oszillatorische Signalanteile auf, die durch
kohärente Schwingungsbewegungen verursacht werden. Diese Schwingungen,
die zu planaren Verzerrungen des H-Chelatringes führen, tragen auch
zum Resonanz-Raman-Spektrum bei. Der Reaktionspfad verläuft offensichtlich
vom Franck-Condon-Punkt bis zum Produktminimum entlang
dieser Moden.
MO 7.3 Mo 14:30 HS 315
HBT in nanoscaled zeolite: Intrazeolite Femtochemistry — •Uli
Schmidhammer, Vincent De Waele, and Eberhard Riedle —
Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Sektion Physik Ludwig-Maximilians-
Universität München
Nanosized periodic structures of zeolites loaded with photoreactive
molecules have a great potential in optoelectronics and the design of
functional materials. The investigation of the photochemistry of such
host guest systems, that frequently show strong interaction, requires a
resolution down to the femtosecond time scale. This is hard to achieve in
extended bulk samples.
We report on the photochemical behavior of 2-(2’-hydroxyphenyl)benzothiazole
(HBT) in FAU zeolite and demonstrate that the use of
a nanoscaled colloidal suspension allows to perform pump-probe experiments
without restriction in time resolution. HBT was incorporated during
the synthesis of FAU in the presence of the template tetramethylammonium
hydroxide (TMA) [1]. The inclusion appears to involve an
interaction between the TMA ions and HBT leading to a modification
of HBT. The normal enol groundstate is replaced by the trans-keto conformation.
Unlike the enol form this isomer shows strong fluorescence
around 470 nm. Transient measurements reveal an increase of this emission
within 1.5 ps and a decay time of 4 ns. The spectral position and
the decay time identify the emissive state as the anion of HBT, formed
by excited state proton transfer to the solvent.
[1] S. Mintova, V. De Waele, U. Schmidhammer, E. Riedle and T. Bein,
Angew. Chem. Int. Ed. 42 (2003) 1611.
MO 7.4 Mo 14:45 HS 315
Laser Driven Proton Motion in a Hydrogen-bonded System. A
Quantum Molecular Dynamics Approach — •Milena Petković
— Institut für Chemie, Physikalische und Theoretische Chemie, Freie
Universität Berlin, Takustr. 3, 14195 Berlin
M. Petković, O. Kühn
Hydrogen bond dynamics in Salicylaldimine after an excitation of the
OH bending/stretching vibration with an ultrafast IR laser pulse is studied,
using a 7-dimensional CRS [1] model comprising the large amplitude
H-atom motion and five normal modes of the molecular scaffold. The
numerical solution of the time-dependent Schrödinger equation was per-
53
formed employing the MCTDH approach [2]. Bending vibration: besides
the bending vibration the fundamental transition of highest frequency
scaffold mode is appreciably excited, so the dynamics is characterized by
a coherent wave packet motion. The remaining normal modes have also
been excited, but to a much lower extent. Stretching vibration: all modes
were noticably excited. Strong couplings lead to fast subpicosecond IVR
processes. During the pulse, most of the energy flows into the reaction
coordinates, but after the pulse has been turned off, the ehergy was redistributed
among all normal modes. The OD bending/stretching vibration
of the deuterated species has also been excited and a pronounced isotope
effect on the intramolecular energy flow was observed.
[1] B. A. Ruf; W. H. Miller, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 2, 1988, 84,
1523
[2] M. H. Beck, A. Jäckle, G. A. Worth; H.-D. Meyer, Phys. Reports,
2000, 324, 1
MO 7.5 Mo 15:00 HS 315
Triplett-Energie-Transfer von Xanthon zu Naphthalin —
•Helmut Satzger 1 , Christopher Root 1 , Peter Gilch 1 , Beat
Fierz 2 , Thomas Kiefhaber 2 und Wolfgang Zinth 1 — 1 Lehrstuhl
für BioMolekulare Optik, Oettigenstr. 67, Ludwig-Maximilians-
Universität München, 80538 München — 2 Biozentrum, Universität
Basel, Klingelbergstr. 50/70, CH - 4056 Basel
Xanthon hat nach Photo-Anregung eine Quantenausbeute von nahezu
eins für Intersystem crossing (ISC) in den Triplett-Zustand. Mittels transienter
Absorptions-Spektroskopie konnte die ultraschnelle Dynamik von
Xanthon in Ethanol und von Xanthonsäure in Wasser ermittelt werden.
Kommt ein angeregtes Xanthon-Molekül in Kontakt mit Naphthalin,
geschieht ein Triplett-Triplett-Energie-Transfer (TTET). Durch variieren
der Konzentrationen von Donor und Akzeptor konnte die Dynamik dieses
Prozesses bestimmt werden.
Es stellt sich heraus, dass sowohl ISC als auch TTET auf der Zeitskala
weniger Pikosekunden ablaufen. Xanthon als Donor und Naphthalin als
Akzeptor sind somit ideale Systeme, um als Sonden in flexible Peptidketten
eingebaut die minimalen Zeitkonstanten der Kontaktbildung zu
bestimmen.
MO 7.6 Mo 15:15 HS 315
Fs-timeresolved 2-Photon Spectroscopy of the Carotenoids in
Photosystem 1 and other Photosynthetic Protein Complexes
— •Peter Jomo Walla 1,2 , Michael Hilbert 2 , Axel Wehling 1 ,
Dirk Schwarzer 2 , Peter Kutne 2 und Sebastian Kuehn 2 —
1 Technical University of Brunswick, Institute for physical and theoretical
Chemistry, Hans-Sommerstr. 10, D 38106 Brunswick, Germany —
2 Max-Planck-Institute for Biophysical Chemistry, Am Fassberg, D
37077Goettingen, Germany
Carotenoids play a crucial role as light-harvesting pigments in photosynthesis
and in the regulation of the energy flows in the photosynthetical
apparatus. In Light-harvesting complex II e.g., which collects more than
50 % of the light used for photosynthesis on earth, carotenoids contribute
about 30 % to this huge amount of collected energy. However, a detailed
insight in the underlying mechanisms was very often impossible due the
optical forbidden character of the first excited state of carotenoids, S1.
This is because it has the same Ag symmetry as the ground state, S0.
Therefore for many photosynthetical complexes there is still neither any
knowledge about the S1 state energies nor about the corresponding energy
transfer mechanisms. An elegant approach to gain more insight into
these questions is the investigation via 2-photon excitation because Ag-
Ag-transitions are generally 2-photon allowed. We present the results of
2-photon excitation spectra as well as Fs-2-photon pump-probe and Fs-
2-photon up-conversion experiments on Photosystem 1 of Synecochoccus
Elongatus and other photosynthetical protein complexes.
MO 7.7 Mo 15:30 HS 315
Ultraschnelle Mehrphotonen-Spektroskopie an Carotenoiden —
•Björn Heinz 1 , Tiago Buckup 1 , Wendel Wohlleben 1 , Hideki
Hashimoto 2 und Marcus Motzkus 1,3 — 1 MPI für Quantenoptik, D-
85748 Garching, Germany — 2 Department of Physics, Osaka University,
J-558-8585 Osaka, Japan — 3 Physikalische Chemie, Philipps-Universität
Marburg, D-35032 Marburg, Germany
Der ultraschnelle Energiefluss in Carotinoiden nach Absorption von
Licht ist von Bedeutung für die vielfältigen natürlichen Funktionen, die
diese Moleküle in der Biologie und vor allem in der Photosynthese haben.
Nach dem klassischen Bild kann nur der S2 Zustand mittels linearer Absorption
angeregt werden. Die dunklen, Einphoton-verbotenen Zustände

der Carotinoide können dagegen charakterisiert werden, indem transiente
Absorption nach Zweiphotonen-Absorption gemessen wird. Bisherige
Messungen ergaben kein schlüssiges Bild [1]. Mit spektral breitbandiger
Detektion nach Zweiphotonen-Anregung weisen wir die erwartete
Besetzung des S1 Zustands in β-Carotin und M13 nach. Resonante
Mehrphotonen-Prozesse führen jedoch unausweichlich zu weiteren Reaktionen,
wie der zur Ionisation (Radikal-Kation) sowie zum ultraschnellen
Übergang zu Triplet-Zuständen.
[1] P.J. Walla et al. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1909-1916.
MO 7.8 Mo 15:45 HS 315
Spektroskopie und Kontrolle am Energiefluß der Carotinoide
— •Wendel Wohlleben 1 , Tiago Buckup 1 , Jennifer L. Herek
2 und Marcus Motzkus 1,3 — 1 MPI für Quantenoptik, Garching
— 2 AMOLF-Institute, Amsterdam — 3 Physikalische Chemie, Philipps-
Universität Marburg
MO 8 Theorie II
Um spektroskopische Daten molekularen Eigenschaften zuzuordnen,
wird häufig mit Daten von gezielt veränderten, z.B. deuterierten Molekülen
verglichen. Man kann jedoch anstelle des Systems allein dessen
Anregung modifizieren, indem Femtosekunden-Impulse gezielt geformt
werden. Derart können spezifische Parameter der natürlichen Photoreaktion
kontrolliert und die Funktion bestimmer Zustände und Moden im
Reaktionsablauf bestimmt werden. Diese Art der Differenzspektroskopie
wird in Erweiterung unserer bisherigen Arbeiten [1] auf den Lichtsammelkomplex
LH2 der bakteriellen Photosynthese angewandt. Ein neues
Modell des ultraschnellen Energieflusses in Carotinoiden klärt speziell die
Funktion der dunklen Singulett-Zustände auf [2].
[1] J.L. Herek, W. Wohlleben, R.J. Cogdell et al., Nature, 417 (2002)
533.
[2] W. Wohlleben, T. Buckup, J.L. Herek et al., Biophys. J., 85 (2003)
442.
Zeit: Montag 16:30–17:30 Raum: HS 355
MO 8.1 Mo 16:30 HS 355
Ultrafast solvent to dye electron transfer via exciplex formation
- a computer simulation study — •Philipp Scherer 1 and
Masanori Tachiya 2 — 1 Theoretische Physik T38, TU Muenchen,
85748 Garching — 2 National Institute of Advanced Industrial Science
and Technology (AIST), Tsukuba, Ibaraki 305-8565, Japan
We study ultrafast photoinduced electron transfer processes in
Cyanoanthracene/Dimethylaniline solutions. Using molecular dynamics
simulations in combination with quantum calculations we analyze the
transition from the optically excited state of the Cyanoanthracene to
an exciplex state which has largely the character of an ion pair state
CA − DMA + . We find, that initially the transfer is a barrierless adiabatic
process involving a contraction of the Donor-acceptor distance.
This is accompanied by strong intramolecular reorganization and dielectric
relaxation of the solvent. Despite the more complicated electronic
structure of the system we find that a simple two state model is sufficient
to describe the dynamics of exciplex formation.
MO 8.2 Mo 16:45 HS 355
Theoretical study of ultrafast electron-injection processes
at dye-semiconductor interfaces — •Ivan Kondov 1 , Michael
Thoss 1 , and Haobin Wang 2 — 1 Theoretische Chemie, Technische
Universität München, 85748 Garching, Germany — 2 Department of
Chemistry and Biochemistry, MSC SC, New Mexico State University,
Las Cruces, NM 88003, USA
A detailed study of photoinduced electron-transfer processes from an
electronically excited state of a dye molecule to the conduction band of
a semiconductor is presented. The approach is based on an Anderson-
Newns type electronic Hamiltonian and a generic model for electronvibrational
coupling in heterogeneous electron transfer reactions. The
results of quantum dynamical simulations for this model reveal the influence
of coherent and dissipative vibrational motion on the electroninjection
dynamics.
Furthermore, results of electronic calculations for different chromophores
adsorbed at small TiO2-clusters are presented which offer insight
into the mechanism of electron-injection at dye-semiconductor interfaces.
MO 8.3 Mo 17:00 HS 355
Zustandsabhängige Dynamik von SN2–Reaktionen: Eine vierdimensionale
quantenmechanische Untersuchung — •Carsten
Hennig und Stefan Schmatz — Institut für Physikalische Chemie,
Georg–August–Universität Göttingen, D-37077 Göttingen
54
Der SN2–Mechanismus ist von grundlegender Bedeutung in der Chemie.
In diesem Vortrag werden Ergebnisse von zeitunabhängigen quantenmechanischen
Streurechnungen an der symmetrischen SN2–Reaktion
Cl − +CH3Cl ′ → ClCH3+Cl ′− vorgestellt. Die Rechnungen sind exakt
in C3v–Symmetrie; explizit berücksichtigt wurden die beiden C–Cl–
Streckschwingungen, die Inversionsschwingung der Methylgruppe sowie
die hochfrequente C–H–Streckschwingung.
Die Reaktion ist durch die Ausbildung eines Komplexes sowohl auf der
Reaktanten– als auch auf der Produktseite charakterisiert; in Filterdiagonalisierungsrechnungen
wurden zahlreiche langlebige Resonanzzustände
identifiziert. Diese können im Spektrum der Reaktionswahrscheinlichkeiten
als Funktion der Energie, P(E), wiedergefunden werden. Eine Mittelung
von P(E) erlaubt Aussagen über die Modenabhängigkeit der Reaktion.
Von besonderem Interesse ist dabei die Frage, bis zu welchem
Grad die Inversionsschwingung als ” Beobachter“–Mode behandelt werden
kann, wie es in bisherigen Arbeiten gefolgert wurde. Auch die Funktion
der C–H–Streckschwingung verdient besondere Aufmerksamkeit, da
es zahlreiche langlebige Resonanzen mit einer Anregung in dieser Mode
gibt.
MO 8.4 Mo 17:15 HS 355
Error reduction and harmonic inversion schemes applied to the
semiclassical calculation of molecular vibrational energy levels
— S. D. Kunikeev 1 , E. Atilgan 1 , H. S. Taylor 1 , A. L. Kaledin 2 ,
and •J. Main 3 — 1 Department of Chemistry, University of Southern
California, Los Angeles, USA — 2 Department of Chemistry, University
of California, Berkeley, USA — 3 Inst. f. Theoretische Physik 1, Universität
Stuttgart, Germany
A singular value decomposition based harmonic inversion (HI) signal
processing scheme is applied to the semiclassical initial value representation
(IVR) calculation of molecular vibrational states. Relative to the
usual IVR procedure of Fourier analysis of a signal made from the Monte
Carlo evaluation of the phase space integral in which many trajectories
are needed, the new procedure obtains acceptable results with many fewer
trajectories. Calculations are carried out for the vibrational energy levels
of the water molecule to illustrate the overall procedure.

MO 9 Photoelektronenspektroskopie
Zeit: Montag 16:30–18:45 Raum: HS 332
MO 9.1 Mo 16:30 HS 332
Generation and Photoelectron Spectroscopy of some Transient
Species in Atmospheric Chemistry — •Zheng Sun 1 and Dianxun
Wang 2 — 1 Lehrstuhl II für Physikalische Chemie der Technischen Universität
München, Lichtenbergstr.4, 85748, Garching b. München, Germany
— 2 Institute of Chemistry, The Chinese Academy of Sciences,
Zhongguancun, Beijing, 100080, P.R. China
Atmospheric chemistry has been a rapidly growing field with a recent
focus on the global environment changes, which include stratospheric
ozone depletion, photochemical smog, acid rain and global warming etc.
Molecules of alkyloxyl, alklynitrene, alkylthio radical are found to play
an important role in the pollution process. This report is on the investigation
of the generation, detection and electronic structure of these
unstable species.
A novel method of pyrolysis to generate short-lived species/radicals
is proposed, i.e. molecular sieve is used to decrease the temperature of
the pyrolysis reaction; nitrogen monoxide (NO) is used as stabilizing
reagent to prolong the lifetime of the unstable species. With this pyrolysis
method, several radicals such as (CH3)3CO, (CH3)2CHN, (CH3)2CHO,
CH3CH2N, CH3CH2O, CH3CH2S, CH3O, CH3N, CH3S are generated.
The conventional Photoelectron Spectroscopy (PES) studies on these
species provide not only the ionization potentials of these species but
also the property of different ionic states of their cation. These studies
on the unstable species will enhance the deep research on their effect and
reaction mechanism in atmospheric chemistry and broaden the field of
PES study.
MO 9.2 Mo 16:45 HS 332
Intramolekulare Streuung von Auger–Elektronen in dissoziierenden
Molekülen hoher Symmetrie — •R. Hentges 1 , O Kugeler
1,2 , D. Rolles 1 , G. Prümper 1 , M. Braune 1 , T. Lischke 1 , S.
Marburger 1,2 , J. Viefhaus 1 , U. Hergenhahn 2 und U. Becker 1
— 1 Fritz–Haber–Institut der Max–Planck–Gesellschaft, Faradayweg 4–6,
D–14195 Berlin — 2 Max–Planck–Institut für Plasmaphysik, Boltzmannstraß
2 , D–85748 Garching
Durch Anregung eines nicht-bindenden Innerschalenelektrons in ein
antibindendes Valenzorbital kann ein molekularer Zustand mit stark repulsiver
Potentialkurve erzeugt werden. Häufig finden nach einer solchen
Anregung Dissoziation und Augerzerfall auf der gleichen Zeitskala
statt. Auger–Elektronen können daher auch nach der Dissoziation
noch emittiert werden, und weisen dann atomaren Charakter sowie eine
Dopplerverschiebung auf, die von der Bewegung des emittierenden
Fragments stammt [1]. Die kinetische Energie der aus dem Molekül heraus
(vorwärts) emittierten Elektronen ist blauverschoben, in das Molekül
hinein (rückwärts) emittierte Elektronen zeigen eine rote Energieverschiebung.
Mit hochauflösender Elektron–Ion–Koinzidenzspektroskopie an O2
und SF6 ist es uns gelungen, eine Streuung solcher Elektronen an anderen
Molekülfragmenten, sowie einen Ladungstransfer zwischen den Fragmenten
nachzuweisen. Auch bei nicht doppleraufgelöstem Nachweis [2]
verursacht die intramolekulare Rückstreuung eine Vorwärts–Rückwärts–
Asymmetrie der Ionenverteilung zugunsten der Vorwärtsintensität.
[1] O. Björnholm, et al., Phys. Rev. Lett., 84, 2826 (2000).
[2] A. Golovin, et al., Phys. Rev. Lett., 79, 4554 (1997).
MO 9.3 Mo 17:00 HS 332
Probing the Degree of Core Hole Localization in Isotope Substituted
N2 via Photoelectron Spectroscopy — •D. Rolles 1 ,
M. Braune 1 , S. Cvejanovic 1,2 , R. Hentges 1 , S. Korica 1 , B.
Langer 1,3 , G. Prümper 1 , A. Reinköster 1 , J. Viefhaus 1 , and U.
Becker 1 — 1 Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, 14195
Berlin, Germany — 2 University of Rijeka, 51000 Rijeka, Croatia — 3 Max-
Born-Institut, 12489 Berlin, Germany
The localization or delocalization of core holes in photoexcited
homonuclear molecules has been a subject of fierce debate over
several decades. Recent studies have found convincing evidence for
both localization as well as delocalization in different systems [1,2,3].
Examining the showcase molecule N2, we prove that the core hole
(after 1s ionization) is indeed delocalized and the photoelectron is
emitted coherently from both centers. However, we find that the hole
can be partially localized and the degree of coherence can be reduced
by breaking the inversion symmetry through isotope substitution. The
55
result is a mixing of the 1 σ gerade and ungerade symmetry components
leading to a change of the g/u-resolved cross section and photoelectron
angular distribution by several percent. To our knowledge, this is the
first time that such an isotope effect has been observed in core-level
photoelectron spectroscopy.
[1] U. Hergenhahn et al., J. Phys. Chem. A 105, 5704 (2001).
[2] O. Björneholm et al., Phys. Rev. Lett. 84, 2826 (2000).
[3] R. Hentges et al., Verhandlungen der DPG (2004)
MO 9.4 Mo 17:15 HS 332
Einphotonen-Doppelionisation von H2 — •Christian Siedschlag
1 und Thomas Pattard 2 — 1 FOM Institute for Atomic and
Molecular Physics, Kruislaan 407, 1098 SJ Amsterdam, The Netherlands
— 2 MPI für Physik komplexer Systeme, Nöthnitzer Str. 38, 01187
Dresden
In den letzten Jahren war die vollständige Fragmentation eines H2-
Moleküls aufgrund der Absorption eines einzelnen Photons Gegenstand
sowohl theoretischen als auch experimentellen Interesses. Wir diskutieren
hier die Adaption eines kürzlich für die Beschreibung atomarer Doppelionisation
entwickelten approximativen Formalismus [1] für den molekularen
Fall und untersuchen die Anwendbarkeit des Halbstoß-Modells [2]
der Mehrfachphotoionisation auch für Molekültargets. Erste Ergebnisse
für die Doppelionisationswahrscheinlichkeit als Funktion der Photonenenergie
werden präsentiert und mit verfügbaren experimentellen und
theoretischen Daten verglichen.
[1] T. Schneider, P.L. Chocian and J.M. Rost; Phys. Rev. Lett. 89, 073002
(2002)
[2] T. Pattard and J. Burgdörfer; Phys. Rev. A 64, 042720 (2001)
MO 9.5 Mo 17:30 HS 332
Dynamik der UV-Photodissoziation von tert-Butylradikalen
— •Wolfgang Roth, Matthias Zierhut und Ingo Fischer —
Institut für Physikalische Chemie, Bayerische Ludwig-Maximilians-
Universität, Am Hubland, 97074 Würzburg, Deutschland
Die Photodissoziationsdynamik des tert-Butylradikals nach Anregung
in den elektronischen 3s- bzw. 3p-Zustand wurde im Molekularstrahl
durch zeit- und frequenzaufgelöste [1+1’] Photoionisation der freigesetzten
Wasserstoffatome untersucht. Die Messungen bei unterschiedlichen
Anregungswellenlängen ergaben eine niedrige Schwellen für schnelle Prozesse
(

MO 9.7 Mo 18:00 HS 332
Dreiteilchen-Fragmentation von H3 und D3 — •Martin Jungen
— Institut für Physikalische Chemie, Universität Basel
Es wurde beobachtet, dass bereits tiefliegende Rydbergzustände von
H3 und D3 nach H + H + H prädissoziieren können, freilich mit sehr geringer
Rate, z.B. der Zustand 3pe ′ : 2 E ′ ab einer innern Energie, die ca.
3 eV über der Dissoziationsgrenze liegt (s. den vorhergehenden Vortrag).
Mit einer quantenchemische Studie der 6 tiefsten Elektronenzustände
von H3 lässt sich ein möglicher Weg dieses Prozesses erkennen. Der 3pe ′
Rydbergzustand m¨sste sich aus seinem D3h Gleichgewicht über oder
durch eine niedrige Barriere zu einer linearen Geometrie verformen; er
bliebe dort in einer lokalen Potentialmulde gefangen bis zu seinem durch
nichtadiabatische Kopplung bewirkten Übergang auf die dissoziative Potentialfläche,
welche in D∞h-Symmetrie zum Dreiteilchenaufbruch führt.
MO 9.8 Mo 18:15 HS 332
Photodissociation studies of state-selected molecular ions by
velocity map ion imaging — •N. Hendrik Nahler, Olivier P.J.
Vieuxmaire, Josephine A. Jones und Michael N.R. Ashfold —
University of Bristol, School of Chemistry, Bristol BS8 1TS, UK
High resolution ion imaging methods have been used to study the photodissociation
of ground state Br + 2 ( 2 Πg) and BrCl + ( 2 Π) cations, with
spin-orbit state specification, monitoring 79 Br + and 35 Cl + fragments as
appropriate. The state-selected molecular ions are prepared by a 2+1
REMPI scheme and than dissociated by absorption of a single photon
from a second tunable dye laser. Image analysis allows precise determination
of the dissociation energies of Br + 2 ( 2 Π3/2,g), Br + 2 ( 2 Π1/2,g), BrCl +
( 2 Π3/2), and BrCl + ( 2 Π1/2) and values for the respective spin-orbit splitting
constants. The values so derived for BrCl + are in excellent accord
with those obtained from complementary photoelectron imagin studies.
Photoexcitation of Br + 2 at wavelengths just above the first dissociation
threshold yields ground state Br + and Br fragments, the recoil anisotropy
of which is found to be sensitively wavelength dependent. Careful measurements
of the angular anisotropy (β-parameter) versus the dissociation
wavelength reveals the presence of high frequency structure, in the region
up to the first excited [Br( 2 P3/2) + Br + ( 3 P1)] dissociation limit; this we
attribute to predissociating vibrational levels in an adiabatic potential
converging to this excited limit. The dissociation channels from BrCl +
show predominantly parallel character. Branching ratios into the various
Br + ( 3 PJ) and Cl ( 2 PJ) channels will be presented and discussed in the
context of the various participating excited state potentials.
MO 9.9 Mo 18:30 HS 332
Dissoziative Photoionisation von Kohlenwasserstoffradikalen —
•Thomas Schüßler 1 , Ingo Fischer 1 , Christian Alcaraz 2 und
Wolfgang Roth 1 — 1 Institut für Physikalische Chemie, Am Hubland,
97074 Würzburg — 2 LURE, Bât. 209, BP 34, Centre Universitaire
Paris-Sud, 91898 Orsay, France
Es werden Ionisierungsenergien und der H- bzw. H2-Verlust verschiedener
kleiner organischer Kohlenwasserstoffsysteme vorgestellt, die mittels
einer Synchrotronstrahlungseinrichtung gemessen wurden.
Im Propargyl-Kation wurde etwa 3.5 eV oberhalb der Ionisierungsenergie
ein H-Verlust beobachtet, nicht jedoch, wie vorhergesagt, der von
H2.
Das Ethyl-Kation verliert ein H2-Molekül 3.5 eV oberhalb seiner Ionisierungsenergie,
was jedoch 1 eV oberhalb der theoretischen Aussagen
liegt.
Das Allyl-Kation verliert H2 etwa 2 eV oberhalb der Ionisierungsschwelle.
MO 10 Femtosekundenspektroskopie: Schwingungsdynamik
Zeit: Montag 16:30–18:00 Raum: HS 315
MO 10.1 Mo 16:30 HS 315
IR versus Raman Spectroscopy: Monitoring Vibrational Cooling
after Electronic Excitation — •Arne Sieg, Tobias Schrader,
Florian Koller, Wolfgang Schreier, Qingrui An, and Peter
Gilch — Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität, Oettingenstr.
67, D-80538 München, Germany
Molecules undergoing ultrafast (∼ 100 fs) internal conversion processes
(IC) are very suitable model systems for the examination of the vibrational
dynamics related with chemical reactions. The detection of these
dynamics can be performed by time resolved IR and Raman spectroscopy.
In a combined study on the vibrational cooling of para-nitroaniline (pNA)
both methods are compared. Only Raman spectroscopy gives access to
the excitation of a stretch mode, which is shown to decay in ∼ 3 ps [1]. IR
spectroscopy is better suited to monitor the frequency shift of this resonance.
This shift to lower wavenumbers relaxes with time constants of 1
– 11 ps. It stems from anharmonic coupling to other vibrational modes.
Therefore, this shift is an useful sensor for the population and dynamics
of these low frequency modes. [1] Q. An, P. Gilch, Chem. Phys. Lett. 363
(2002) 397
MO 10.2 Mo 16:45 HS 315
Solvent Effects on theVibrational Relaxation of para-
Nitroaniline — •Wolfgang Schreier, Tobias Schrader, Arne
Sieg, Florian Koller, Wolfgang Zinth, and Peter Gilch
— Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität, Oettingenstr. 67,
D-80538 München, Germany
The re-distribution of excess energy released in photo-chemical processes
in solution is crucial for the stabilization of the reaction products.
Since these processes occur on the picosecond time scale their examination
calls for advanced time resolved techniques and suitable model systems.
Para-Nitroaniline (pNA) can serve as such a system. After photoexcitation
pNA rapidly reforms its ground state and thereby releases
25000 cm −1 of excess energy. Its transfer to the solvent surroundings has
been studied in dependence of the solvent nature by optical pump-probe
spectroscopy [1]. This yields a global measure for dynamics of the vibrational
excitation. Here, time-resolved IR experiments on pNA yielding
mode specific informations are presented. The temporal evolution of an
IR line shape is evaluated and discussed in relation to solvent properties.
[1] S.A. Kovalenko et al. J. Chem. Phys. 115 (2001) 3256
56
MO 10.3 Mo 17:00 HS 315
Vibrational multi-level quantum coherences due to anharmonic
couplings in intermolecular hydrogen bonds — •Nils Huse,
Karsten Heyne, Jens Dreyer, Erik T.J Nibbering, and Thomas
Elsässer — Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie,
Max-Born-Str. 2a, D-12489 Berlin
Femtosecond 3-pulse photon echo studies of acetic acid dimers in solution
reveal multi-level coherences of O-H stretching excitations caused
by the anharmonic coupling between the high-frequency stretching and
low-frequency hydrogen bond motions. We demonstrate for the first time
that such multi-level coherences determine the nonexponential decay of
the macroscopic O-H stretching polarization, whereas spectral diffusion
processes play a minor role as echo peak shift measurements and dynamic
hole burning show [1,2]. The dephasing time of individual vibrational
transitions contributing to the overall polarization is approximately 200
fs, much longer than the apparent rapid polarization decay.
[1] N. Huse, K. Heyne, J. Dreyer, E.T.J. Nibbering, Th. Elsaesser,
Phys. Rev. Lett. (91), 197401 (2003)
[2] K. Heyne, N. Huse, J. Dreyer, E.T.J. Nibbering, Th. Elsaesser,
Chem. Phys. Lett. (369), 591 (2003)
MO 10.4 Mo 17:15 HS 315
Femtosecond Vibrational Spectroscopy based on Stimulated
Raman Scattering — •Stefan Laimgruber und Peter Gilch —
Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität, Oettingenstr. 67, D-
80538 München, Germany
The urge to follow structural dynamics of reacting molecules by femtosecond
techniques has led to the extension of vibrational spectroscopy
(IR and Raman) to that time regime. Raman techniques often suffer from
extremely low scattering cross sections. This drawback can be diminished
be reverting to stimulated Raman scattering. In a novel implementation
[1] of this technique, a femtosecond white light pulse and a spectrally
narrow laser pulse are overlapped in the sample. This allows for the acquisition
of complete Raman spectra within very short times (≤ 1 s).
If a third femtosecond laser pulse excites the sample, Raman spectra of
transient species can be recorded. Here, a novel set-up for this Raman
spectroscopy is introduced and first results on model compounds are
presented. Particular emphasis is laid on the amplification of the solute
signal by a resonance enhancement. [1] M. Yoshizawa, and M. Kurosawa,

Phys. Rev. A 61 (2000) 013808
MO 10.5 Mo 17:30 HS 315
Femtosecond Transient Vibrational Spectroscopy of
Halorhodopsin — •Frank Peters 1 , Joerg Tittor 2 , Dieter
Oesterhelt 2 , and Rolf Diller 3 — 1 Inst. f. Exp. Physik, FU
Berlin, 14195 Berlin — 2 MPI f. Biochemie, 82152 Martinsried — 3 FB
Physik, TU Kaiserslautern, 67663 Kaiserslautern
Femtosecond time resolved mid-infrared spectroscopy has been proven
to be a powerful tool for investigating ultrafast vibrational dynamics in
biological systems [1]. For the first time we have studied the all-trans
to 13-cis chromophore isomerization in the light-driven chloride pump
halorhodopsin (hR) with a time resolution of ca. 220 fs. The vibrational
dynamics are dominated by two time constants, i.e. 1.8 and 7.5 ps. Implications
regarding the chromophore reaction kinetics [2], especially the
time constant of the 13-cis product formation are discussed. Concomitant
protein dynamics are suggested by spectral changes on a similar
time scale in the amide region. [1] J. Herbst, K. Heyne, R. Diller, Science
297(2002) 822-825. [2] T.Arlt, S. Schmidt, W. Zinth, U. Haupts, D.
Oesterhelt, Chem. Phys. Letters 241 (1995) 559-565.
MO 10.6 Mo 17:45 HS 315
Study of the conformations of two-ring molecules in the gas
phase - results by time-resolved femtosecond degenerate fourwave
mixing — •Victor Matylitsky, Christoph Riehn, and
Bernd Brutschy — Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt
am Main, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie,Marie-
Curie-Str. 11, D-60439 Frankfurt am Main, Germany.
MO 12 Poster I
Cyclohexylbenzene (CHB), para-cyclohexylaniline (pCHA) and nicotine
(3-(N-methyl-2-pyrrolidinyl)pyridine) have been studied by timeresolved
femtosecond degenerate four wave mixing spectroscopy in the
gas phase. All species have a low pressure at room temperature (¡ 0.1
mbar) and therefore have to be heated to achieve an appropriate experimental
concentration. As a gas cell we have used a heat pipe oven. This
experimental technique allows to investigate gaseous samples at elevated
temperatures during a long time without window contamination problems.
The rotational recurrences of CHB and pCHA have been analyzed
in the non-rigid symmetric prolate rotor approximation. A complete fit of
the fs-DFWM spectra provides values for the rotational B0 and centrifugal
distortion DJ, DJK constants. The weak rotational recurrence feature
of nicotine is explained by its asymmetry. Also, the influence of the different
isomers of nicotine on the fs DFWM spectrum will be discussed.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
MO 12.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
How do lenses destroy ultrashort light pulses? — •Jörg
Neuhaus, Stephan Malkmus, and Markus Braun — Ludwig-
Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für BioMolekulare Optik,
Oettingenstraße 67, 80538 München
The collimation of ultrashort pulses in the fs-regime and the control
of the beam diameter often is realised with telescopes. As for ultrashort
pulses not only the phase velocity, but also the group velocity plays an
important role, the use of strongly focussing lenses can lead to undesired
spatial chirp of the pulse. This spatial chirp reduces the time-resolution
in a pump-probe experiment.
We present simulations of a pulse after propagating through a system
of lenses and by means of these calculations acquire optimal parameters
for telescopes in use. The simulations are compared with experimental
results, utilising autocorrelation and crosscorrelation measurements as a
tool for determining the spatial chirp.
MO 12.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Influence of linear chirped excitation pulses on the wavepaket
motion in the dye oxazine 1 — •Regina Dürr, Constanze
Sobotta, Stephan Malkmus, and Markus Braun — Ludwig-
Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für BioMolekulare Optik,
Oettingenstraße 67, 80538 München
Coherent excitation of molecular vibrations in a molecule with an ultrashort
optical pulse leads to wavepaket motion. This motion can be
recorded by pump-probe spectroscopy providing that the crosscorrelation
width of pump and probe pulse is shorter than the period of the
molecular vibration mode.
We present measurements on the dye oxazine 1 for different values of
the linear chirp of the excitation pulse. Effects on the wavepaket motion
due to negative and positive chirps are compared.
MO 12.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
Der Einfluss lokaler elektrischer Felder auf elementare Reaktionsdynamik
— •Arnulf Materny, Günter Flachenecker,
Alexander Jeschke, Jakow Konradi und Malte Sackmann —
International University Bremen, Campus Ring 1, 28759 Bremen
Der Verlauf chemischer Reaktionen wird stark von den Umgebungsbedingungen
beeinflusst. Mit Hilfe der Femtosekunden zeitaufgelösten
Laserspektroskopie sind die elementaren Reaktionsschritte zugänglich.
Nach einer Laseranregung resultieren elastische und inelastische Stöße in
57
Energie- bzw. Phasenrelaxation sowohl bei den reagierenden Molekülen
als auch in deren Umgebung. Wichtig für den Reaktionsablauf sind insbesondere
die Kreuzungen der elektronischen Potentialflächen. Am Beispiel
der Dissoziationsreaktion des Jods in Käfig- und Kanalstrukturen einund
polykristalliner Zeolithe konnte die große Bedeutung lokaler elektrischer
Felder auf den Prädissoziationsschritt demonstriert werden. Messungen
bei unterschiedlichen Temperaturen ergaben, dass der eigentliche
Dissoziationsvorgang, der durch die Kreuzung eines bindenden und eines
repulsiven Potentialastes bestimmt wird, nicht von der Häufigkeit der
Stöße mit den umgebenden Molekülen abhängt. Die Orientierung der
Moleküle relativ zu den Dipolen der Käfig- oder Kanalmatrix beeinflusst
dagegen die Prädissoziationsrate deutlich.
MO 12.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
Modell molekularer Schalter und Kontrollstrategie — •Lena
Seyfarth, Dorothee Geppert und Regina de Vivie-Riedle —
Department Chemie, Ludwig-Maximilians-Universität München
Ziel unserer Arbeit ist die Entwicklung eines optimalen molekularen
Schalters mit Cyclohexadien als Chromophor.
Dafür konnte ein Modell entwickelt werden, das die beiden Potentialflächen
und die nicht-adiabatischen Kopplungsterme der konischen
Durchschneidungen in Form von analytischen Funktionen darstellt. Hierdurch
wird es möglich, das Modell an das System von Cyclohexadien oder
an beliebige größere Derivate anzupassen. Über Variation der lokalen und
globalen Parameter der Funktionen kann ihr Einfluss auf die Dynamik
untersucht werden.
Um die Hin- und Rückreaktion möglichst kontrolliert und quantitativ
ablaufen zu lassen, wurde die phasensensitive Formulierung der Optimal
Control Theory angewendet. Damit kann der Impuls des Wellenpaketes
auf der angeregten Potentialfläche kontrolliert werden, der entscheidend
die Produktausbeute beeinflusst. Es konnte ein optimierter Laserpuls für
die Rückreaktion gefunden werden, der die Ausbeute des Produktes um
25% steigert.

MO 12.5 Di 14:00 Schellingstr. 3
Photoisomerization dynamics of azobenzene analyzed by timeresolved
photoelectron spectroscopy — •Thomas Schultz 1,2 ,
Jason Quenneville 3 , Todd J. Martinez 3 , Susanne Ullrich 1 ,
Marek Zgierski 1 , and Albert Stolow 1 — 1 Steacie Institute for
Molecular Sciences, National Research Council, Ottawa, Canada —
2 Now at: Max-Born-Institut Berlin, Max-Born Str. 2a, 12489 Berlin —
3 Department of Chemistry, University of Illinois, Urbana, USA
The excited state dynamics of trans-azobenzene were investigated by
time-resolved photoelectron spectroscopy. Two excited ππ ∗ -states with
distinct dynamics were identified in the wavelength region 285-350 nm.
Based on the experimental results and ab initio molecular-dynamics calculations,
we present a new model to explain the photoisomerization
mechanism of azobenzene: (1) Two excited electronic states S2 and S3
are near-degenerate. (2) Both, S2 and S3 absorb with similar absorption
cross sections. (3) S2 undergoes direct and very efficient internal conversion
to the ground state, violating Kasha’s rule, while S3 relaxes to the
first excited state S1 and thus obeys Kasha’s rule. The presented results
can resolve a long-standing dispute about the isomerization mechanism
in azobenzene.
MO 12.6 Di 14:00 Schellingstr. 3
Polarisationsabhängige Pump-Probe Dynamik in K2 —
•Christian Horn 1 , Matthias Wollenhaupt 1 , Oksana Graefe 1 ,
Dirk Liese 1 , Thomas Baumert 1 , Tobias Brixner 2 , Gerhard
Krampert 2 , Reimer Selle 2 und Gustav Gerber 2 — 1 University of
Kassel, Institute of Physics and Center for Interdisciplinary Nanostructure
Science and Technology (CINSaT), Heinrich-Plett-Str. 40, D-34132
Kassel, Germany — 2 Physikalisches Institut, Universität Würzburg, Am
Hubland, 97074 Würzburg, Germany
In der Vergangenheit wurde die kohärente Kontrolle molekularer Dynamik
durch verschiedene Kontrollmechanismen erreicht, die darauf basieren,
die zeitliche Struktur des elektrischen Feldes eines Laserpulses
anzupassen. Eine Erweiterung der Möglichkeiten ergibt sich, wenn
man zusätzlich auch den zeitlichen Verlauf des Polarisationszustandes
verändert. Wir untersuchen die Multi-Photon Ionisation des K2 Moleküls
in einem Pump-Probe Experiment, in dem die Polarisationrichtung des
Pump und des Probe Pulses unterschiedlich sind. Die Übergangsmomente
A 1 Σ + u ← X 1 Σ + g und 2 1 Πg ← A 1 Σ + u stehen senkrecht aufeinander, so dass
unterschiedliche Polarisationen des Probe-Pulses zu einer unterschiedlichen
Dynamik führen. Ergebnisse aus Experimenten mit verschiedenen
Polarisationen des Probe-Pulses werden vorgestellt.
MO 12.7 Di 14:00 Schellingstr. 3
Femtosecond Spectroscopy of Chlorine Molecules embedded in
Solid Argon — •MIZUHO FUSHITANI, MATIAS BARGHEER,
MARKUS GÜHR, and NIKOLAUS SCHWENTNER — Institut
für Experimentalphysik, FU Berlin, Arnimallee 14, 14195, Germany
Ultrafast dynamics of chlorine molecules(Cl2) embedded in solid Argon(Ar)
is studied by using fs pump-probe spectroscopy. A wavepacket of
Cl2 was created on the inner limb of the B( 3 Π 0 + u) and/or C( 1 Π1u) electronic
excited potentials by a pump pulse and the subsequent relaxation
was monitored by a probe pulse which further excites the wavepacket to
the ion-pair manifold. Due to the anharmonicity of the molecular potential,
the wavepacket gets dispersed with time. The dispersion, however,
can be precompensated by an appropriate chirped pulse. In this study,
negatively chirped pulses were used to examine the wavepacket focusing
of Cl2. The energy relaxation rate of a wavepacket at different vibrational
energy levels in the B state was obtained by changing the wavelength of
pump and probe pulses. The rate shows very different behaviors above
or below the dissociation limit, indicating the different energy loss in the
collision with the cage. We also carried out a phase-locked pulse pair experiment
where the electronic coherence of molecules can be investigated.
A pump pulse pair with a 0(π) phase shift excites more(less) number of
molecules than a phase-unlocked pulse pair does, as long as molecules
preserve the electronic coherence after each vibrational period. We observed
the vibrational recurrence of Cl2 in solid Ar, which indicates that
Cl2 keeps its electronic coherence for 250fs even if it is embedded in the
solid where many-body electronic interactions take place.
MO 12.8 Di 14:00 Schellingstr. 3
Control of molecular photodynamics by strong-field alignment
in solids — •Toni Kiljunen 1 , Burkhard Schmidt 2 , and Nikolaus
Schwentner 1 — 1 Institut für Experimentalphysik, FU-Berlin,
Arnimallee 14, 14195 Berlin — 2 Institut für Mathematik II, FU-Berlin,
Arnimallee 2–6, 14195 Berlin
Molecular response to intense nonresonant laser fields is studied theoretically,
in terms of alignment of a molecule with field polarization. The
oscillating field induces anisotropic polarization and the energy gain in
the field leads to formation of pendular states, i.e. directional hybridizations
of free molecule rotations. Two qualitatively different time scales
are interrogated in the process: adiabatic regime, where the population
on excited molecular rotational states follows the laser pulse envelope,
and ultrafast regime, where post-pulse alignment occurs. The effect of
condensed phase surrounding, such as a solid rare gas hindering the induced
molecular rotation, is assessed by incorporation of highly symmetric
model potentials in the time-dependent Schrödinger equation. The
main goal of the research is to attain optical control on molecular photophysics
and -chemistry by affecting product yields of photoprocesses,
such as dissociation and recombination, via suitable preorientation in
condensed phase conditions.
MO 12.9 Di 14:00 Schellingstr. 3
Br2 in Ar-Kristallen: Ultraschnelle Dynamik in kondensierter
Umgebung — •Markus Gühr, Mizuho Fushitani, Heide Ibrahim,
Toni Kiljunen und Nikolaus Schwentner — Institut für Experimentalphysik,
FU Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
Wir diskutieren am Beispiel von in Argonkristallen eingebautem Br2
verschiedene ultraschnelle Prozesse in der kondensierten Phase. Die Experimente
werden nach dem Schema der fs-Pump-Probe Spektroskopie
mit durchstimmbaren Laserpulsen (280-650 nm) und einer Zeitauflösung
von teilweise unter 50 fs durchgeführt. Im elektronischen A Zustand ( 3 Π1)
als auch im B Zustand ( 3 Π0) wird eine ausgeprägte Schwingungswellenpaketdynamik
beobachtet. Mittlere Trajektorien der Schwingungswellenpakete
wurden bis über das Gasphasendissoziationslimit hinaus vermessen.
Daraus wird das Wechselwirkungspotenzial mit dem Käfig bestimmt.
Eine impulsive Deformation des Käfigs führt zur Erzeugung von
Kristallphononen. Sie modulieren die Pump-Probe Spektren unter bestimmten
Nachweisbedingungen. Weiterhin lassen sich die Schwingungswellenpakete
durch spektrale Formung der Anregungspulse ( ” chirp“) im
anharmonischen Molekülpotential räumlich fokussieren. Durch die Variation
der relativen Polarisation von Pump- und Probepuls können wir
in den Ultrakurzzeitspektren nichtadiabatische Übergänge zwischen verschiedenen
elektronischen Zuständen isolieren. Schliesslich erläutern wir
Szenarien zur kohärenten Kontrolle der nichtadiabatischen Übergänge
von Br2 in kondensierten Umgebungen.
MO 12.10 Di 14:00 Schellingstr. 3
Molecular orientation via a dynamically induced pulse–train:
wave–packet dynamics of NaI in a static electric field — •Philipp
Marquetand 1 , Arnulf Materny 2 , Niels E. Henriksen 3 und Volker
Engel 1 — 1 Institut für Physikalische Chemie, Am Hubland, 97074
Würzburg, Germany — 2 School of Engineering and Science, International
University Bremen, Campus Ring 8, D-28759 Bremen, Germany —
3 Department of Chemistry, Technical University of Denmark, DTU 207,
DK-2800 Lyngby, Denmark
We regard the ro–vibrational wave–packet dynamics of NaI molecules
in a static electric field after femtosecond excitation to its first electronically
excited state. The following quasi–bound nuclear wave–packet
motion is accompanied by a bonding situation changing from covalent to
ionic. At times when the charge separation is present. i.e. when the bondlength
is large, a strong dipole moment exists and rotational excitation
takes place. Upon bond contraction, the then covalently bound molecule
does not experience the external field. This scenario repeats itself
periodically. Thus, the vibrational dynamics causes a situation which is
comparable to the interaction of the molecule with a train of pulses where
the pulse separation is determined by the vibrational period.
MO 12.11 Di 14:00 Schellingstr. 3
Indirect versus direct photoionization with ultrashort pulses:
interferences and time–resolved bond-length changes —
•Volker Engel and Stefanie Graefe — Institut für Physikalische
Chemie, Universität Würzburg, Am Hubland, D-97074 Würzburg,
Germany
The photoionization of NaI molecules with femtosecond laser pulses
58

leads to photoelectron distributions which vary with the delay between a
pump– and a probe–pulse. If the vibrational wave packet as prepared in
the pump–transition is located in a region where the bonding character
is ionic, the photoelectron, due to its localization on the iodine atom,
may be ejected directly or be scattered from the Na + ion. This leads to
structures in the photoelectron spectrum which, in turn, reflect temporal
bond-length changes.
MO 12.12 Di 14:00 Schellingstr. 3
Photoinduzierte Prozesse in biologischen Systemen —
•Benjamin Dietzek 1 , Raman Maksimenka 1 , Gudrun Hermann
2 , Wolfgang Kiefer 1 , Jürgen Popp 3 und Michael
Schmitt 1,3 — 1 Institut für Physikalische Chemie, Universität
Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg — 2 Institut für Biochemie
und Biophysik, Universität Jena, Philosophenweg 12, 07743 Jena —
3 Institut für Physikalische Chemie, Universität Jena, Helholtzweg 4,
07743 Jena
Licht-induzierte Prozesse in biologisch relevanten Systemen zeichnen
sich durch die hohe Effizienz des biologisch vorteilhaften Prozesses gegenüber
dissipativen Konkurrenzprozessen aus. Für das Verständnis von
Prozessen in biologischen Systemen ist es somit notwendig, die Voraussetzungen
für diese hohe Selektivität zu charakterisieren. Für die Beschreibung
solcher biologisch relevanter Systeme wie zum Beispiel Phytochrom
oder Protochlorophyllid A ist eine Untersuchung der unmittelbar
auf die Lichtabsorption folgenden, ultraschnell ablaufenden strahlungslosen
Deaktivierungsprozessen notwendig. Die Charakterisierung dieser
Primärprozesse wurde mittels fs-zeitaufgelöster transienter Absorption
und der transienten Gitter-Spektroskopie mit einer Zeitauflösung
von 80 fs vorgenommen. Im Falle von Phycocyanobilin, einem Modellchromophor
für das Enzym Phytochrom wurde eine starke Pumpwellenlängenabhängigkeit
der Fotoreaktionszeit beobachtet. Die experimentellen
Daten bestätigen ein kinetisches Modell für die lichtinduzierten
Prozesse in Phycocyanobilin.
MO 12.13 Di 14:00 Schellingstr. 3
The investigation of excited-state dynamics of polyatomic
molecules by means of fs time-resolved four-wave mixing
spectroscopy — •Maksimenka Raman 1 , Benjamin Dietzek 1 ,
Torsten Siebert 1 , Wolfgang Kiefer 1 , and Michael Schmitt 1,2
— 1 Institut für Physikalische Chemie, Universität Würzburg, Am
Hubland, 97074, Würzburg — 2 Institut für Physikalische Chemie,
Universität Jena, Helmholtzweg 4, 07743 Jena
The evolution of molecules in their excited states is of great interest in
physics, chemistry and biology, since the absoption of a photon may e.g.
lead to photoreactions. Therefore it is important to explore the relaxation
pathways of molecules after photoexcitation. Especially the roles of certain
nuclear degrees of freedom invloved in radiationless transitions need
to be elucidated. We demonstrate that different fs time-resolved fourwave
mixing schemes can be applied to investigate the excited-state dynamics
of polyatomic molecules. Thus coherent anti-Stokes Raman scattering
(CARS) is capable to selectively interrogate the role of specific
Raman modes. This technique has been applied to directly observe the
redistribution of vibrational energy between different modes of Stilbene
3 taking place after photoexcitation. Time-resolved CARS was used to
identify shifts of normal modes positions in the excited state in comparison
to the ground state. Furthermore, transient grating spectroscopy was
used to characterize radiationless transitions between various electronic
states in azulene derivatives. In summary, different fs four-wave mixing
schemes were successfully applied to characterize dynamical processes in
polyatomic molecules induced by photoexcitation.
MO 12.14 Di 14:00 Schellingstr. 3
FS-Study on Carotenoid to Bacteriochlorophyll Energy-
Transfer in Light-Harvesting1 Complexes from Rhodospirillum
rubrum with Carotenoids of Different Conjugation Lengths —
•Peter Gaertner 1 , Helmut Port 1 , Markus Branschaedel 2
und Robin ghosh 2 — 1 3. Physikalisches Institut — 2 Department of
Bioenergetics, Institute of Biology, Uni Stuttgart
This contribution comprises a comparative fs-spectroscopic study on
light-harvesting complexes 1 (LH1) from mutants of Rhodospirillum rubrum
(R.r.). These complexes contain carotenoids (Car) of different conjugation
lengths (n=13 or n=11, resp.), but no reaction center. After
selective excitation of different electronic states of the pigments and comparison
with the LH1 of a carotenoid-less mutant, we are able to draw
conclusions about Car to Bacteriochlorophyll (BChl) energy-transfer.
59
MO 12.15 Di 14:00 Schellingstr. 3
Ultrafast Infrared Spectroscopy on Ground State Dynamics
during Photoisomerisations — •Florian Koller, Tobias
Schrader, Wolfgang Schreier, Arne Sieg, Wolfgang Zinth,
and Peter Gilch — Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität,
Oettingenstr. 67, D-80538 München, Germany
Photoisomerisations are often accompanied by a rapid (100 fs – 1 ps)
depletion of the excited state. These dynamics can be studied by femtosecond
fluorescence and absorption spectroscopy. Little is known on the
ensuing processes in the electronic ground state. Time resolved IR spectroscopy
can open the route to a detailed understanding of the structural
re-arrangements and the vibrational relaxation in the ground state. This
is demonstrated by IR experiments (in the range of 1520 – 1050 cm −1
) on the isomerisation of 4 − nitro − 4 ′ (dimethylamino) − azobenzene
(NA). The decay of the excited state was followed by the disappearance
of an IR line at 1275 cm −1 reproducing the fluorescence decay time. At
later stages, apart from cooling processes on the 5 ps time scale, surprisingly
slow dynamics (up to 200 ps) due to structural re-arrangements are
detected.
MO 12.16 Di 14:00 Schellingstr. 3
An RF trap for anion-molecule reaction dynamics — •Jochen
Mikosch 1,2 , Dirk Schwalm 2 , Matthias Weidemüller 1 , and
Roland Wester 1 — 1 Physikalisches Insitut, Universität Freiburg,
79104 Freiburg — 2 Max-Planck-Institut für Kernphysik, 69117
Heidelberg
We have set up a cold negative ion cluster source and an RF ion trap
to investigate anion-molecule reactions in a controlled experiment that
allows us to prepare negative molecular ions and clusters with controlled
internal and translational excitation. Anion-molecule reactions are important
in various environments, from the liquid phase to the Earth’s
atmosphere. For selected reaction systems total and differential cross
section measurements will be performed. Furthermore, reactions inside
water clusters will be investigated which offer a controlled microscopic
view on dynamics at the transition from the gaseous to the liquid phase.
MO 12.17 Di 14:00 Schellingstr. 3
Unimolecular fragmentation of anthracene and phenanthrene —
•Adalbert Ding, Christian Lenski, and Michael Lenski — Technische
Universität Berlin, Optisches Institut, Sekr. P1–1, Strasse des 17.
Juni 135, D–10623 Berlin
Most favoured theories concerning the diffuse interstellar bands propose
that the observed radiation originates from infrared fluorescences of
vibronic highly excited polycyclic aromatic hydrocarbons. In the present
study light from the Berlin synchrotron BESSY was used to investigate
the fragmentation of anthracene and phenanthrene.
By evaporation of the solid substances in an oven an effusive beam of
target molecules was produced. After having been ionized using photon
energies between 10 eV and 30 eV the fragmentation of these substances
was analysed by means of time–of–flight–mass–spectrometry.
Comparison of experimental results with RRKM–calculations serves
to clarify if anthracene and phenanthrene isomerize to identical intermediate
states prior to fragmentation.
MO 12.18 Di 14:00 Schellingstr. 3
Vollständige Bestimmung der Geschwindigkeitsvektoren einzelner
Photodissoziationsfragmente mittels 3D-Imaging — •Niels
Gödecke, Karl-Heinz Gericke, Christof Maul und Oliver Ott
— Institut für Physikalische Chemie, TU Braunschweig, D-38106 Braunschweig
Zur vollständigen Charakterisierung unimolekularer laserinduzierter
Photodissoziationsprozesse gehören neben der Kenntnis der beteiligten
Energiezustände ebenso Informationen über die räumliche Verteilung
der Reaktionsprodukte. Um die gewünschten Größen direkt, d.h. ohne
den Einsatz fehlerbehafteter Inversionsalgorithmen, ermitteln zu können,
wurde eine Apparatur entwickelt, die es erlaubt, die entstehenden Fragmente
orts-, zeit- und zustandsaufgelöst zu detektieren. Ermöglicht
wird dies durch die Kombination von Molekularstrahl, Flugzeit-
Massenspektrometrie, resonanz-verstärkter Multiphotonenionisation und
einer Delay-Line-Anode als Detektor. Die Technik wird am Beispiel der
Photodissoziation von Thiophosgen (CSCl2) bei einer Wellenlänge von
235 nm vorgestellt. Neben dem Verzweigungsverhältnis und der Verteilung
der kinetischen Energie für Chlor im Grundzustand Cl und Spin-
Bahn-angeregtem Chlor Cl ∗ sowie der CSCl-Partnerfragmentverteilung

wurde auch der die Anisotropie beschreibende β-Parameter geschwindigkeitsabhängig
bestimmt. Außer dem Nachweis einer Abhängigkeit des
Verzweigungsverhältnisses P(Cl ∗ )/[P(Cl) + P(Cl ∗ )] von der kinetischen
Energie der Fragmente gelang eine Bestätigung theoretischer Vorhersagen,
die eine Abhängigkeit des Verzweigungsverhältnisses vom Quantenzustand
des CSCl-Fragments erwarten lassen.
MO 12.19 Di 14:00 Schellingstr. 3
KER-selektive Auger-Elektronenemission von raumfestem N2
— •T. Jahnke 1 , L. Foucar 1 , J. Titze 1 , R. Wallauer 1 , T. Osipov
2 , E. Benis 2 , A. Alnaser 2 , O. Jagutzki 1 , W. Arnold 1 , C. L.
Cocke 2 , M. H. Prior 3 , H. Schmidt-Böcking 1 und R. Dörner 1 —
1 Institut für Kernphysik der J.W.Goethe Universität, August-Euler-Str.
6, 60486 Frankfurt am Main — 2 Dept of Physics, Kansas State University,
Cardwell Hall, Manhattan KS 66506 — 3 Lawrence Berkeley National
Laboratory, Berkeley CA 94720
Nach der K-Photoionisation von N2 kommt es nach einem Augerzerfall
in der überwiegenden Zahl der Fälle zu einer Fragmentation des
Moleküls in 2 positiv geladene Ionen. Durch koinzidente Messung der
Impulse der ionischen und der elektronischen Fragmente kann die Stellung
der Molekülachse zum Zeitpunkt des Zerfalls rekonstruiert werden,
und der Impuls des Auger-Elektrons relativ zu dieser dargestellt werden.
MO 12.20 Di 14:00 Schellingstr. 3
Direct Experimental Observation of Interatomic-Coulombic-
Decay of Neon Dimers — •T. Jahnke 1 , A. Czasch 1 , M. Schöffler
1 , S. Schößler 1 , A. Knapp 1 , M. Käsz 1 , J. Titze 1 , C. Wimmer
1 , K. Kreidi 1 , R. Grisenti 2 , O. Jagutzki 1 , U. Hergenhahn 1 ,
H. Schmidt-Böcking 1 und R. Dörner 1 — 1 Institut für Kernphysik
der J.W.Goethe Universität, August-Euler-Str. 6, 60486 Frankfurt am
Main — 2 Fritz-Haber-Institut, MPG Berlin
Using the COLTRIMS technique a direct experimental observation of
the ”Interatomic-Coulombic-Decay” (ICD) of Neon dimers has been performed.
A supersonic jet consisting of Neon atoms and small clusters is
crossed with a beam of linearly polarized light. After 2s-photoionization
of a Neon atom, an Auger decay of the atom is prohibited as the system
does not provide enough energy for the emission of an electron. In contrast
to that, for a Neon dimer an Auger decay is energetically possible,
as predicted by Cederbaum et al.: ICD occurs - relaxation of the inner
valance hole takes place as energy is transferred from the neighboring
atom.
MO 12.21 Di 14:00 Schellingstr. 3
Electron and nuclear density dynamics in model systems —
•Marco Erdmann and Volker Engel — Institut für Physikalische
Chemie, Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
We study the correlated electronic and nuclear quantum dynamics
in model systems which allow for a numerically exact solution of the
time–dependent Schrödinger equation. The influence of non–adiabatic
couplings on absorption spectra is investigated and temporal changes in
the electronic and nuclear densities during laser induced spectroscopic
transitions are analyzed. The time–dependent localization of electrons
within the system is characterized with the help of the ELF (electron
localization function) in the case of parallel spin and by an analogous
function for anti-parallel spin.
MO 12.22 Di 14:00 Schellingstr. 3
Energietransfer und Vibrationen in molekularen Aggregaten —
•Alexander Eisfeld und John S. Briggs — Hermann-Herder-Str.
3 D-79104 Freiburg
Seit ihrer Entdeckung vor fast 70 Jahren haben molekulare Aggregate
bestehend aus organischen Farbstoffen grosse Aufmerksamkeit auf sich
gezogen. Neben ihren mannigfaltigen Anwendungen in der Technik erregte
vor allem das bei der Aggregation entsehende schmale, rotverschobene
Absorptionsband das Interesse vieler Forscher. Schon früh wurde die Exzitonentheorie
von Frenkel benutzt um das Auftreten dieses sogenannten
J-Bandes zu erklären. Allerdings bereitete die genaue Form des Absorptionsspektrums
einige Schwierigkeiten, da die elektronische Anregung
an Vibrationen gekoppelt ist. Mit der CES-Approximation war es uns
möglich Absorptionsspektren verschiedener Aggregate herrvorragend zu
berechnen 1 . Es sollen nun der Geltungsbereich der CES-Approximation
genauer untersucht werden indem die Ergebnisse der CES Rechnungen
mit Resultaten verglichen werden die durch Diagonalisieren des zugrundeliegenden
Hamiltonoperators erziehlt wurden.
60
1 A. Eisfeld, J.S. Briggs, The J-Band of organic Dyes: Lineshape and
Coherence Length, Chem. Phys. 281, 61 (2002)
MO 12.23 Di 14:00 Schellingstr. 3
Ionization of H2 in intense laser pulses — •Erich Goll 1 , Alejandro
Saenz 2 , and Günter Wunner 3 — 1 Inst. f. Theor. Chem.,
Universität Stuttgart, D-70569 Stuttgart — 2 Inst f. Phys., Humboldt-
Universität zu Berlin, D-10117 Berlin — 3 Inst. f. Theor. Phys. 1, Universität
Stuttgart, D-70569 Stuttgart
The ionization of H2 in intense laser pulses was investigated by solving
the time-dependent Schrödinger equation in the basis of eigenfunctions
of the H2 potential. In order to describe the ionization we employed an
ionization operator, which depends on the ionization potential. This potential
corresponds to the difference between the potential curves of H2
and H + 2 and therefore varies with the distance of the nuclei. In short
pulses this leads to an effect called Lochfraß (hole biting). It means that
the wave function decreases fast in particular at those nuclear distances,
where the ionization rate is high.
Quantitative analysis shows that this effect only partly accounts for
the suppressed ionization of H2, where the ion yield for H2 is much lower
than for Ar, despite the similarity of their ionization potentials.
We have performed calculations not only for the ionization step but
also for the ensuing time evolution of the wave function in the H + 2 potential.
We find that the occupation of the vibrational states does not obey
the Franck-Condon principle.
MO 12.24 Di 14:00 Schellingstr. 3
Dynamic Transformation of Chemical Reactions of M + YX →
[MYX] → [MXY] → MX + Y — •Victor Wei-Keh Wu — Department
of Electronic Engineering, Lan-Yang Institute of Technology,
261-02 Tou-Cheng, I-Lan, Taiwan, Republic of China
It has been for ca. 80 years that chemical reaction dynamics in general
form of A + BC → AB + C has been investigated. In the mean time,
it can be well concluded: M + YX = M + HX/CH3X/DX → [MYX] →
[MXY] → MX + H/CH3/D = MX + Y : the more heavier of M (M = Ba,
K) of the reaction Ba/K + HBr, the less possible that H firstly attaches
M, or the more heavier of Y of Ba + HBr/CH3Br (Y = H, CH3, D),
the less possible that Y firstly attaches M, before MX is produced. This
means there is more or less migration, coordination of relative positions
of involved atoms during the moment of colliding or sticking together of
all atoms. The energy and momenta (translational, orbital and angular)
along the whole reaction route must be naturally conserved. How far
whether L + J = L’ + J’ can be approximately treated with L ≈ J’
should also be kept investigated. These trends may be extended for the
biomolecular reaction dynamics, specifically, for the interacting atoms
of the respective functional groups of the respective sites of interacting
biomolecules. To confront with these subjects, many assumptions
and simplifications for simulation must be done. The author is at the
same time in charge of Victor Basic Research Laboratory e. V., Bielefeld,
Germany (Email: victorbres3tw@yahoo.com.tw, http://www.unibielefeld.de/
˜ fkure, Telefax:+49-(0)521-5213339, Fax:+886-(0)3-977-
4483/Tel:-1997-ext-231(O), Tel:+886-0919-300-525(handy)
MO 12.25 Di 14:00 Schellingstr. 3
Evidence for subthermal rotational populations in molecular
ions through state-dependent Dissociative Recombination —
•L. Lammich 1 , D. Strasser 2 , H. Kreckel 1 , M. Lange 1 , H.B.
Pedersen 1 , V. Andrianarijaona 1 , S. Altevogt 1 , H. Buhr 1 , D.
Schwalm 1 , A. Wolf 1 , and D. Zajfman 2 — 1 Max-Planck-Institut für
Kernphysik, Heidelberg — 2 Weizmann Institue of Science, Rehovot, Israel
Astrophysical applications and a clean theoretical understanding call
for laboratory studies of electron–molecular ion interactions at cryogenic
temperatures (10–100K), while the ion storage rings commonly used for
such measurements are large scale, room temperature devices. A recent
experiment at the ion storage ring TSR indicates that subthermal rotational
level populations of stored molecular ions have been prepared by
continuous inelastic electron interactions.
Variations in the rate coefficient α for Dissociative Recombination of
D2H + ions with low energy electrons were observed over long storage
times, and could be attributed to changes in the rotational level distributions
of the stored ions. The comparison of data taken for different
settings of the merged electron and ion beams show that, besides the
coupling to the surrounding 300K blackbody radiation, electron interactions
can reduce the rotational excitations in the molecular ion beam.

The latter was observed also for the radiatively inactive H + 3 ion. Recent
experimental results suggest in addition some influence of collisions with
residual gas on the molecular rotations.
[1] L. Lammich et al., Phys. Rev. Lett. 91 (2003), 143201
MO 12.26 Di 14:00 Schellingstr. 3
Combination of Supersonic Molecular Beam and Low Temperature
22-pol Ion Trap. Association of CH + 3 + CO. — •Gheorghe
Borodi 1 , Alfonz Luca 1 , Radek Plaˇsil 2 , and Dieter Gerlich 1
— 1 Fakultät für Naturwissenschaften, Technische Universität Chemnitz,
09126 Chemnitz — 2 Department of Electronics and Vacuum Physics,
Mathematics and Physics Faculty, Charles University, 180 00 Prague
A low temperature radio-frequency 22-pole ion trap has been combined
with a molecular beam for studying ion-neutral association processes at
temperatures where an effusive gas inlet cannot be used due to condensation.
CH + 3 ions have been stored in 22-pole trap at 10 K and He
buffer gas with number densities ranging from 3 × 10 14 cm −3 down to
5 × 10 10 cm −3 . The pulsed supersonic beam of CO has been characterized
via the N + + CO charge transfer reaction. Within a width of 160 µs, the
momentary CO number density in the trap was 1.7 × 10 11 cm −3 . Assuming
ideal CO expansion the collision energy in the central of mass frame
is 310 meV. For calculation of an effective temperature the remaining
internal excitation of both reactants has to be assumed additionally. The
collision complexes have been stabilized by the cold He buffer gas, reaching
a temperature as low as 10 K. The ternary rate coefficient has been
determined to be 8 × 10 −25 cm 6 s −1 . In order to further reduce the translational
temperature in the beam experiment, the method of loading the
beam with heavy rare gases is used.
MO 12.27 Di 14:00 Schellingstr. 3
Influence of the Bead–Bead Interaction on the Rotational Dynamics
of Nonrigid Macromolecules in Solution. — •Alexander
Uvarov and Stephan Fritzsche — Universität Kassel, D–34132 Kassel,
Germany
To understand the relaxation mechanisms of macromolecules, i.e. their
relaxation from a nonequilibrium into their equilibrium state, remains one
of the central problems in studying proteins and DNA in solution. During
the last years, therefore, a large number of experiments and molecular
dynamic simulations [1] have been carried out in order to analyze the
statical and relaxational properties of macromolecules. An alternative
description of biomolecules is offered by statistical methods if they are
treated in terms of their molecular subsystems, the so–called beads of the
macromolecule.
In this contribution, we present and discuss the Internal Diffusion equation
which describes the time evolution of the conformational phase–
space distribution function of a nonrigid macromolecule. To investigate
the effects of the bead–bead interaction potential on the orientation and
relaxation of the macromolecules, the end–to–end autocorrelation function
of the macromolecule, immobilized on a surface, has been calculated
for a hookean, fene and dna bead–bead potentials. Moreover, the rotational
diffusion coefficient of the macromolecule has been computed
and compare with theories which start from a rigid–rod model [2].
[1] B. Liu and B. Dünweg, J. Chem. Phys. 118, (2003), 8061
[2] M. Doi, S. F. Edwards, The Theor. of Polym. Dynam. (Oxf. Univ.
Press, 1986); R. Pecora, J. M. Deutch, J. Chem. Phys. 83, (1985), 4823
MO 13 Spektroskopie von Molekülen in He-Clustern
Zeit: Dienstag 16:30–17:00 Raum: HS 355
Fachvortrag MO 13.1 Di 16:30 HS 355
Spectroscopy of Organic Molecules in Helium Nanodroplets —
•Wolfgang E Ernst 1 , Frank Ruediger Bruehl 2 und Shuo Jiang
3 — 1 Institut fuer Experimentalphysik TU Graz — 2 Physikalisch-
Technische Bundesanstalt Berlin — 3 Tsinghua University Beijing PRC
Helium nanodroplets of 0.4 K internal temperature are generated in
a molecular beam experiment. They provide an almost non-interacting
matrix for the study of molecular spectra at such low temperature. We
doped large helium clusters with organic molecules such as pentacene
to investigate the influence of helium on the spectral line shapes. The
inhomogeneous contribution to the linewidth of about 12 GHz is due to
the size distribution of helium clusters in the beam. Various porphyrin
type molecules were embedded in helium and their relaxation after electronic
excitation was measured. Regardless of the excitation wavelength,
we observe emission emission only from the ground vibrational level of
the S1 state. This demonstrates that the vibrational relaxation in the
droplet is complete within the fluorescence lifetime. For zinc tetrabenzoporphine,
four sets of excitation and emission spectra shifted by 30 to 50
cm-1 with respect to one another, seem to indicate the presence of four
different conformers of this molecule in helium. In the spectra of free base
tetraphenylporphine, the low frequency torsional modes are strongly
broadened in helium.
MO 14 Spektroskopie von Molekülen in He-Clustern
Zeit: Dienstag 17:00–18:30 Raum: HS 355
MO 14.1 Di 17:00 HS 355
Spektroskopie von CO Molekülen in Heliumtröpfchen — •Klaus
von Haeften 1 , Carsten Krause 1 , Anja Metzelthin 1 , Stephan
Rudolph 1 , Andreas Rüdiger 1 , Iaroslav Simanovski 2 und Martina
Havenith 1 — 1 Lehrstuhl für Physikalische Chemie II, Ruhr-
Universität Bochum, D-44780 Bochum — 2 General Physics Institute
RAS, ul. Vavilova 38, 119991 Moscow, Russia
Die Linienbreiten der Infrarotspektren schwerer Moleküle wie SF6 oder
OCS in Heliumtröpfchen sind deutlich schmaler, als die des leichten HF
und deuten auf die Rotationsrelaxation als Ursache hin. Während für
langsam rotierende Moleküle die Kopplung an das superflüssige Helium
schwach ist, können die leichteren, schnell rotierenden Moleküle unter
Umständen Rotonen in den Heliumtröpfchen anregen und so ihre Relaxationsrate
erhöhen. Die Isotopomere zweiatomiger Moleküle sind aufgrund
ihrer jeweiligen B-Konstanten ideale Kandidaten, um diesen Effekt
in Heliumtröpfchen zu untersuchen. Wir präsentieren erste Spektren der
Isotopomere von CO. Die beobachteten Linienbreiten zeigen eine klare
Abhängigkeit von der jeweiligen B-Konstante. Der Trend ist in qualitativer
Übereinstimmung mit dem Modell des resonanten Energietransfers
auf Rotonenzustände des supraflüssigen Heliums.
61
MO 14.2 Di 17:15 HS 355
Relaxationsdynamik der Solvatationshülle von Molekülen in
superflüssigen Heliumtropfen — •Rudolf Lehnig und Alkwin
Slenczka — Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität
Regensburg, D-93040 Regensburg
Die Emissionsspektren von Phthalocyanin (Pc) in Heliumtröpfchen zeigen
eine Verdoppelung aller Linien [1]. Aus der spektralen Charakteristik
dieser Verdoppelung folgt ein Vier-Niveau-Schema des Systems aus Pc
und seiner Heliumumgebung. Die Ausbildung dieser Zustände wird mit
einer Relaxation der Heliumumgebung des eingebetteten Moleküls nach
dessen elektronischer Anregung erklärt. Mit diesem Relaxationsmodell
wurden bereits pump-probe-Spektren von Tetracen in Heliumtröpfchen
interpretiert [2]. Die Emissionsspektren von Tetracen in Heliumtröpfchen
zeigen die im pump-probe Spektrum gemessenen stimulierten Emissionen
in spontaner Emission. Das Auftreten dieser Signale in den Emissionsspektren
kann mit einem Drei-Niveau-Schema beschrieben werden. Dies
gilt ebenso für die pump-probe-Spektren. Den Beobachtungen in den
Emissionsspektren des Pc und des Tetracens in Heliumtröpfchen werden
zwei unterschiedliche Mechanismen der Dynamik der Solvatationshülle
zugrunde gelegt.
[1] R. Lehnig, A. Slenczka, J. Chem. Phys., 2003, 118, 8256.
[2] A. Lindinger, J. P. Toennies, A. F. Vilesov, Phys. Chem. Chem. Phys.,
2001, 3, 2581.

MO 14.3 Di 17:30 HS 355
Clusterspektroskopie und Photochemie in superflüssigen Heliumtropfen
— •Alkwin Slenczka und Rudolf Lehnig — Institut
für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Regensburg, D-
93040 Regensburg
In einer systematischen Studie konnten wir zeigen, dass die Emission
elektronisch angeregter Moleküle in Heliumtropfen ausschlie
sslich aus dem Grundzustand des S1 Zustands erfolgt. Überschu
ssenergie dissipiert vor dem Strahlungszerfall in den Heliumtropfen. Dieser
Effekt erlaubt die Analyse von van der Waals Clustern in Heliumtropfen.
Am Beispiel der Cluster des Phthalocyanins mit Ar Atomen
kann anhand der Emissionsspektren der Cluster in Heliumtropfen isomere
Strukturen von gekoppelten Anregungen der van der Waals Binungen
unterschieden werden. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, den Einflu
ss einzelner Lösungsmittelmoleküle auf photochemische Prozesse zu untersuchen.
Wir zeigen dies am Beispiel der Tautomerisierung von 3-
Hydroxiflavon und dessen Clustern mit Wassermolekülen.
MO 14.4 Di 17:45 HS 355
Echtzeitdynamik der Bildung von Rb ∗ He-Exziplexen an der
Oberfläche von supraflüssigen im Gegensatz zu normalflüssigen
Heliumtröpfchen — G. Droppelmann 1 , O. Bünermann 1 , C. P.
Schulz 2 und •F. Stienkemeier 1 — 1 Fakultät für Physik, Universität
Bielefeld, Universitätsstr. 25, 33615 Bielefeld — 2 Max-Born-Institut,
Max-Born-Str. 2a, 12489 Berlin
Helium-Nanotröpfchen (HeN, N ≈5000) werden in einer Überschallexpansion
aus einer kalten Düse erzeugt und mit einzelnen Rubidiumatomen
dotiert. Diese sind schwach an der Oberfläche der Tröpfchen
gebunden. Bei der elektronischen Anregung in den 5P3/2-Zustand wird
die Bildung von Rb ∗ He-Exziplexen durch Femtosekunden Pump-Probe-
Spektroskopie in Echtzeit verfolgt. Dadurch, dass wir supraflüssige 4 He-
(T = 380mK) und normalflüssige 3 He-tröpfchen (T = 150mK) verwenden,
lässt sich der Einfluss des superfluiden Zustandes auf den Bildungsprozess
der Moleküle untersuchen. Im Gegensatz zu Ergebnissen aus Modellrechnungen,
die einen Tunnelmechanismus zur Bestimmung der Bildungszeiten
ansetzen [1], erhalten wir für 3 He-Tröpfchen eine deutlich
längere Bildungszeit (10.7ps im Vergleich zu 8.4ps bei 4 He). Die Ergebnisse
werden diskutiert in Bezug auf den Zusammenhang zwischen
Relaxationsdynamik und den Eigenschaften des Heliums.
[1] Reho et al., J.Chem.Phys. 113, 9694 (2000).
MO 14.5 Di 18:00 HS 355
Spektroskopie von Cäsium-dotierten Helium-Nanotröpfchen
— •O. Bünermann 1 , M. Mudrich 2 , F. Stienkemeier 1 und
M. Weidemüller 2 — 1 Fakultät für Physik, Universität Bielefeld,
Universitätsstr. 25, 33615 Bielefeld — 2 Physikalisches Institut,
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Hermann-Herder-Strasse 3, 79104
Freiburg
Superfluide Helium-Nanotröpfchen (HeN, N ≈10000) werden in einer
Überschallexpansion durch eine kleine Düse (d = 5µm) bei hohem Druck
(p ≈ 80bar) und sehr tiefen Temperaturen (T ≈ 21K) erzeugt und mit
einem oder mehreren Cäsiumatomen dotiert. Die Alkaliatome werden
hierbei an die Oberfläche der Tröpfchen gebunden. Durch die Wechselwirkung
mit der Oberfläche ergeben sich stark verbreiterte und verschobene
Absorptionslinien und die Bildung von CsHe-Exziplexen. Es
wurden erstmalig die Spektren der D1- und D2-Linien von an Heliumtröpfchen
angelagerten Cäsiumatomen aufgenommen. Dabei haben
wir unterschiedliche Nachweismethoden (Laser-induzierte Fluoreszenz,
Strahlabschwächung bei Oberflächenionisation, massenselektierte Photoionisation)
miteinander verglichen. Desweiteren wurden Anregungspektren
von auf den Tröpfchen gebildeten Cäsium-Dimeren und -Trimeren
aufgenommen. Besonders interessant ist dabei, dass die elektronische angeregten
Zustände teilweise strahlend und teilweise strahlungslos relaxieren.
MO 14.6 Di 18:15 HS 355
Ein neu entdecktes, hantelförmiges Cs ∗ Hen>2 Exciplex —
•Daniel Nettels, Adrian Hofer, Peter Moroshkin, Reinhard
Müller-Siebert, Simone Ulzega und Antoine Weis —
Département de Physique, Université de Fribourg, Chemin du Musée,
1700 Fribourg, Schweiz
Zwischen Cäsium- und Heliumatomen besteht eine Hassliebe der besonderen
Art. Befinden sich beide Atome im elektronischen Grundzustand,
so beobachtet man eine starke Abstossung zwischen dem ungepaarten
Valenzelektron des Cäsiums und dem edlen Heliumatom. Befindet
sich das Cäsiumatom jedoch in einem angeregten Zustand so können
Heliumatome entlang von Knotenlinien bzw. Knotenflächen der Orbitalfunktionen
angezogen werden. Die entstehenden Cs ∗ Hen Moleküle werden
Exciplexe genannt. Sie lassen sich aufgrund der charakteristischen Strahlung
identifizieren, die entsteht, wenn das Cäsiumatom in den Grundzustand
zurückfällt. Bisher hatte man nur Cs-Exciplexe mit ein oder zwei
gebundenen Heliumatomen beobachtet, wobei jeweils ein Atom sich in
den gegenüberliegenden Mulden von apfelförmigen Cäsiumorbitalen befindet.
Erstmals ist uns nun der Nachweis hantelförmiger Cs(Π1/2)Hen
Exciplexe gelungen, deren Existenz in der Literatur angezweifelt wurde.
Unsere Modellrechnungen legen nahe, dass wir Cs ∗ He6 beobachtet
haben, wobei die sechs Heliumatome ringförmig um die Taille der hantelförmigen
Cäsiumkonfiguration angeordnet sind. Offen ist, inwiefern die
Existenz dieser Exciplexe von der Symmetrie der umgebenden Heliummatrix
abhängt, in der wir die Moleküle beobachten.
MO 15 Femtosekundenspektroskopie: Photoelektronen + Isomerisierung
Zeit: Dienstag 16:30–18:30 Raum: HS 315
MO 15.1 Di 16:30 HS 315
Changes of the electronic structure along the internuclear coordinate
studied by ultrafast photoelectron spectroscopy: the
2 1 Σ + u Na2 double-minimum state — •Oksana Graefe, Matthias
Wollenhaupt, Andreas Assion, Dirk Liese, Cristian Sarpe-
Tudoran, Marc Winter, and Thomas Baumert — University of
Kassel, Institute of Physics and Center for Interdisciplinary Nanostructure
Science and Technology (CINSaT), Heinrich-Plett-Str. 40, D-34132
Kassel, Germany
In a two-color femtosecond pump-probe experiment photoelectron
spectra were detected to map the nuclear wave packet on the 2 1 Σ + u Na2
double-minimum state. The wave packet serves as a local probe for the
R-dependent ionization probability. The pump photon energy of 3.65 eV
allows to access a range of internuclear distances from 3 - 9 ˚A. The bound
1 2 Σ + g and the repulsive 1 2 Σ + u ionic states are accessible with the probe
photon energy of 4.68 eV. Energy resolved photoelectron measurements
permitted to rule out competing ionization pathways. Our results show
that for the bound ionic state the ionization probability at the outer turning
point is 4.0±0.4 times larger than that at the inner turning point.
62
MO 15.2 Di 16:45 HS 315
Chirped pulse ionization: bondlength dynamics and interference
effects — •Volker Engel, Theo Lohmüller, and marco
Erdmann — Institut für Physikalische Chemie, Universität Würzburg,
Am Hubland, D-97074 Würzburg, Germany
Ionization with chirped pulses is studied using the Na2 molecule as
a numerical example. Bondlength expectation–values are determined for
different linear chirp parameters. It is shown that under certain conditions
the photoelectron spectra can exhibit a pronounced interference
structure which has an analogy in oscillatory patterns and the rainbow
structure found in the scattering amplitude for atom–atom collisions.

MO 15.3 Di 17:00 HS 315
Zeitaufgelöste Photoelektronenspektroskopie von para-
Difluorbenzol mit einem Imaging-Spektrometer - Schwingungsquantenbeats
— •Christoph Riehn 1 , Victor V. Matylitsky 1 ,
Bernd Brutschy 1 , Till Jahnke 2 , Reinhard Dörner 2 und Horst
Schmidt-Böcking 2 — 1 Institut für Physikalische und Theoretische
Chemie, Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt/M., Marie-
Curie-Str. 11, 60439 Frankfurt/M. — 2 Institut für Kernphysik, Johann
Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt/M., August-Euler-Str. 6, 60486,
Frankfurt/M.
Die Superposition des 5 1 - und des 6 2 -Schwingungszustandes von para-
Difluorbenzol nach elektronischer Anregung mit einem ps-Laserpuls wurde
durch Photoionisation mit einem zweiten ps-Puls zeitaufgelöst abgefragt.
Die Überlagerung führt zu einer Oszillation im Gesamtionenstrom
mit einer Periodendauer von ca. 12 ps. Die korrespondierenden
Elektronenenergie-Spektren wurden mit einem neu aufgebauten 3D-
Photoelektronen-abbildenden Detektor im Zählmodus bei 0.5 kHz Wiederholrate
aufgezeichnet. Die Abhängigkeit dieser Spektren von der
Verzögerungszeit wird diskutiert. Die besonderen Eigenschaften des Verfahrens
für die Untersuchung von dynamischen Prozessen im Pikosekundenbereich
mittels zeit-, energie-, und winkelaufgelöster Photoelektronenspektren
werden erläutert.
MO 15.4 Di 17:15 HS 315
Femtosekunden zeitaufgelöste Photoelektronenspektroskopie
an trans-Stilben — C. Dietl 1 , P. Niklaus 1 , •E. Papastathopoulos
1 , F. Santoro 2 und G. Gerber 1 — 1 Physikalisches Institut,
Universität Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg — 2 Istituto per
i Processi Chimico Fisici, Molecular Modeling Lab, Area della Ricerca
del CNR di Pisa, Via Moruzzi 1, I-56124 Pisa, Italy
Photoisomerisierungsreaktionen wurden sehr intensiv sowohl experimentell
als auch theoretisch untersucht, um intramolekulare Strukturänderungen
besser zu verstehen. Wir verwendeten die Technik der
Femtosekunden zeitaufgelösten Photoelektronenspektroskopie zur Beobachtung
der trans–cis Photoisomerisierungsreaktion von Stilben. Trans–
Stilben wurde durch einen 266nm femtosekunden Laserpuls über die Isomerisierungsbarriere
angeregt. Die zeitliche Dynamik wurde durch Ionisation
mit einem zweiten 266nm Laserpuls in einem Pump-Probe Experiment
anhand der emittierten Photoelektronen verfolgt. In den gemessenen
transienten Photoelektronenspektren sind zwei Beiträge mit
unterschiedlicher Dynamik enthalten. Neben dem eindeutig zu identifizierenden
Beitrag aus der Ionisation des S1 Zustands mit einer Dynamik
auf einer ps-Zeitskala wird in dem zweiten Beitrag ein Hinweis auf einen
weiteren elektronischen Zustand gefunden. Die experimentellen Ergebnisse
werden auf Basis neuester theoretischer Arbeiten diskutiert.
MO 15.5 Di 17:30 HS 315
Die cis-trans-Isomerisierung von freiem Stilben folgt einem
Hula-Twist-Weg — •Werner Fuß 1 , Konstantin Kosmidis 2 ,
Wolfram E. Schmid 1 und Sergei A. Trushin 1 — 1 Max-Planck-
Institut für Quantenoptik, 85741 Garching — 2 Dept. of Physics, University,
Gr-45110 Ioannina
cis-Stilben wurde in Gasphase mit einem 75-fs-Puls bei 270 nm angeregt
und durch Ionisation bei 810 oder 2100 nm durch zeitabhängige
Messung der Massenspektren abgefragt. Dabei fanden wir nicht nur die
bekannte Zerfallszeit (300 fs) der fluoreszierenden Region, sondern eine
zweite Zeitkonstante (160 fs), die wir dem Verlassen des senkrechten
Minimums p* (des lange gesuchten ”Phantomzustands” mit verdrilltem
Ethen-Teil) zuordnen. Die kurze Lebensdauer erfordert einen konischen
Schnitt zum Verlassen von p*. Neben C=C-Verdrillung werden
dafür weitere Koordinaten benötigt, nach quantenchemischen Rechnungen
entweder Pyramidalisierung (Umhybridisierung) eines Ethen-C oder
Verdrillung der Phenyl-C-Einfachbindung (”Hula-Twist”, weil sich dabei
effektiv nur der Mittelteil des Moleküls dreht). Deshalb haben wir auch
die p*-Lebensdauer eines ”steifen Stilbens” gemessen, wo die Verdrillung
der Einfachbindungen durch Angliederung von zwei fünfgliedrigen
Ringen blockiert ist. Wir fanden 840 fs. Diese längere Zeit ist nur im
63
Hula-Twist-Weg erklärbar; der andere Weg wäre nicht behindert. Hula-
Twist ist also der Kanal niedrigster Energie der cis-trans-Isomerisierung
im ungehinderten Molekül. Die Reaktion wird gelenkt durch eine innere
treibende Kraft, nämlich durch das Gefälle des Wegs durch den konischen
Schnitt.
MO 15.6 Di 17:45 HS 315
Excited state dynamics of trans- and cis-azobenzene after UV
excitation in the ππ ∗ band: Isomerization in the S1 state —
•Markus Braun, Christopher Root, and Helmut Satzger —
Ludwig-Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für BioMolekulare
Optik, Oettingenstraße 67, 80538 München
In azobenzene, two benzene rings are connected via two double bonded
nitrogen atoms (azo group, N=N). The molecule has two isomers, the
thermally stable trans- and the metastable cis-form. They can be interchanged
by optical excitation with light at suitable wavelengths with a
time constant of the isomerisation reaction in the sub-ps to ps range.
Transient absorption measurements on cis- and trans-azobenzene after
UV excitation in the ππ ∗ -band are presented and compared to data obtained
after VIS excitation in the nπ ∗ -band. The data show a two-step
process, where after a fast motion on the S2 potential energy surface, the
molecule relaxes to the S1-state and in both cases (trans → cis and cis →
trans) the isomerization reaction takes place on the S1 potential energy
surface.
MO 15.7 Di 18:00 HS 315
Impact of a strong Push-Pull Substitution on the Femtosecond
Isomerisation of Azobenzene — •Bernhard Schmidt,
Constanze Sobotta, Stefan Malkmus, Stefan Laimgruber,
Markus Braun, Wolfgang Zinth, and Peter Gilch — Sektion
Physik, Ludwig-Maximilians-Universität, Oettingenstr. 67, D-80538
München, Germany
Due to its prototypical character the isomerisation of azobenzenes
has been subject to many femtosecond studies dealing with the parent
compound. A push-pull substitution reduces the thermal isomerisation
times. Here we report on femtosecond fluorescence and absorption
experiments on the photodynamics of the push-pull compound
4 − nitro − 4 ′ (dimethylamino) − azobenzene (NA). Immediately after
excitation, the emission of NA mirrors the absorption spectrum. This
emission decays within 100 fs and is followed by a broad red-shifted
emission decaying in 1 ps. This behaviour recurs in the absorption data
which in addition yield information on the ground state recovery and
cooling processes. The recovery dynamics suggest that the 100 fs process
does not lead to a re-population of the ground state. Though qualitively
similiar to azobenzene, in NA all processes are accelerated.
MO 15.8 Di 18:15 HS 315
Einfluss des Lösungsmittels auf die ultraschnellen Faltungsprozesse
bei Azopeptiden — •Christopher Root 1 , Helmut Satzger
1 , Josef Wachtveitl 2 , Raymond Behrendt 3 , Christian Renner
3 , Luis Moroder 3 und Wolfgang Zinth 1 — 1 Lehrstuhl für
BioMolekulare Optik, Oettigenstr. 67, Ludwig-Maximilians-Universität
München, 80538 München — 2 Institut für Physikalische und Theoretische
Chemie 11, Marie-Curie-Str. 11, 60439 Frankfurt am Main — 3 Max-
Planck-Institut für Biochemie, am Klopferspitz 18a, 82152 Martinsried
Azopeptide ermöglichen die zeitaufgelöste Beobachtung der ersten
Schritte bei der Peptidfaltung. Durch die schnelle trans/cis
Isomerisierung des Chromophors Azobenzol (wenige ps) kann die
Strukturänderung des Petidteils getriggert und mittels zeitaufgelöster
transienter Absorptions-Spektroskopie beobachtet werden.
Neuartige wasserlösliche Peptid-Chromophor-Systeme, die teilweise
auch biologische Aktivität zeigen, wurden untersucht. Nach der schnellen
Isomerisierung des Azobenzols sind durch Rückwirkungen des Peptidteils
auf den Chromophor indirekt die ersten Faltungsprozesse sichtbar.
Durch den Vergleich der Ergebnisse mit früheren Messungen in DMSO
wird deutlich bei welchen Prozessen die Eigenschaften des Lösungsmittels
eine Rolle spielen.

MO 17 Poster II
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
MO 17.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Towards trapping of slow, polar molecules from an effusive
source — •T. Rieger, T. Junglen, S.A. Rangwala, P.W.H.
Pinkse, and G. Rempe — Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching.
The ability to trap cold molecules should facilitate the study of ultracold
molecular physics and of ultracold collisions in particular. In the last
few years significant steps towards this goal have been made[1].
Recently, we have successfully produced a beam of slow polar molecules
with a new filtering technique[2]. In that experiment, molecules from a
room-temperature effusive source are injected into a bent electrostatic
quadrupole guide, which acts as a longitudinal and transversal velocity
filter for molecules in a low-field-seeking Stark state. The effusive source
is now pre-cooled to temperatures below the melting point of the polar
molecule (ND3) that is being used. Here we report on these and other
improvements in the design, which increased the flux of slow molecules
and improved the vacuum in the detection chamber. We plan to use this
improved source to continuously load an electrostatic trap, for which it
is vital to have velocities smaller than about 10m/s.
[1] D. Egorov et al., Phys. Rev. A 66, 043401 (2002); H.J. Loesch et al.,
Phys. Rev. Lett. 85, 2709 (2000); H.L. Bethlem et al., Phys. Rev. Lett.
88, 13003 (2002)
[2] S.A. Rangwala et al., Phys. Rev. A 67, 043406 (2003)
MO 17.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Sympathetic Cooling of Complex Molecules in a Linear
Paul Trap — •Hartmut Borawski, Alexander Ostendorf,
Bernhard Roth, and Stephan Schiller — Heinrich-Heine-
Universitaet Duesseldorf
Ultracold molecules promise new perspectives in the field of molecular
physics and high resolution spectroscopy.
The goal of our experiment is to apply the method of sympathetic
cooling in a linear Paul trap for complex molecules (with masses up to
30.000 amu): laser cooled Ba + is stored together with the molecules to reduce
the kinetic energy of the molecules by Coulomb interaction. If laser
cooling is strong enough the trapped Ba + forms an ion crystal in which
the complex molecules can be embedded. The spatially located molecules
can be investigated at rest, e.g. by using spectroscopic techniques.
We present recent results on the transfer of complex molecules from a
commercial ESI source into the linear Paul trap. Further we report on the
progress in laser-cooling of Ba + and in the imaging of large ion crystals
using an ICCD camera.
MO 17.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Stark-Abbremsung und Kühlung von großen Molekülen —
•Jochen Küpper 1 , Hendrick L. Bethlem 2 und Gerard Meijer 1
— 1 Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Abteilung Molekülphysik,
Berlin — 2 FOM Instituut voor Plasmafysica “Rijnhuizen”,
Nieuwegein, Die Niederlande
Die Untersuchung von Biomolekülen in der Gasphase ist ein wichtiger
Ansatz zu einem detaillierten Verständnis der Bausteine des Lebens.
In den letzten Jahren wurden große Fortschritte bei der Untersuchung
der intrinsischen Eigenschaften von Biomolekülen mit Hilfe von Gasphasenspektroskopie
gemacht [1]. Die Erzeugung ultrakalter, isolierter Biomoleküle
erlaubt weitergehende Untersuchungen mittels hochauflösender
Spektroskopie und Streuexperimenten. In unserer Arbeitsgruppe haben
wir Methoden entwickelt um neutrale, polare Moleküle mit Hilfe zeitlich
variierender hoher elektrischer Felder abzubremsen und zu kühlen
[2]. Hier demonstrieren wir wie diese Methoden auf große organische und
biologisch relevante System übertragen werden können. Wir präsentieren
erste Ergebnisse zur Abbremsung von Molekülen in hochfeldsuchenden
Zuständen und stellen ein neues Experiment zur Abbremsung und
Kühlung von Biomolekülen vor.
[1] Sonderausgabe ” Biomoleküle in der Gasphase“ Eur. Phys. J. D 20(3),
309–626 (2002)
[2] H.L. Bethlem und G. Meijer, Int. Rev. Phys. Chem. 22, 73–128 (2003)
64
MO 17.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Rotationsrelaxation in dotierten Heliumtröpfchen — •Stephan
Rudolph 1 , Carsten Krause 1 , Anja Metzelthin 1 , Andreas
Rüdiger 1 , Iaroslav Simanovski 2 , Klaus von Haeften 1 und
Martina Havenith 1 — 1 Lehrstuhl für Physikalische Chemie II,
Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum — 2 General Physics
Institute RAS, ul. Vavilova 38, 119991 Moscow, Russia
Bei einer Düsenstrahlexpansion von Helium ins Vakuum entstehen Heliumtröpfchen,
in denen Moleküle bei 0,37 K spektroskopisch untersucht
werden können. Wir haben eine Molekularstrahlanlage aufgebaut, mit
der mit Hilfe eines Bleisalz-Diodenlasers im Bereich von 2100 cm −1 erstmals
die Spektren der Isotopomere von CO im Heliumtröpfchen aufgenommen
werden konnten. Die Linienbreiten stimmen mit früheren Beobachtungen
an anderen Molekülen darin überein, dass leichtere Moleküle
im Heliumtröpfchen ihre Relaxationsrate erhöhen können. Die hier gemessenen
Linienbreiten zeigen eine klare Abhängigkeit von der jeweiligen
B-Konstante. Die Spektren zeigen jeweils eine einzige Linie, die mit
großer Genauigkeit durch eine Lorentz-Funktion beschrieben wird, was
einen homogenen Verbreiterungs-Mechanismus vermuten lässt. Weiterhin
konnten unter Berücksichtigung der Isotopie Rückschlüsse auf den Einfluss
des Heliums auf die Rotationskonstanten von CO gezogen werden.
MO 17.5 Do 14:00 Schellingstr. 3
Formation of homo- and heteronuclear alkali molecules on
helium nanodroplets — •M. Mudrich 1 , O. Bünermann 2 , F.
Stienkemeier 2 , and M. Weidemüller 1 — 1 Physikalisches Institut,
Universität Freiburg, 79104 Freiburg — 2 Fakultät für Physik, Universität
Bielefeld, Universitätsstr. 25, 33615 Bielefeld
We present excitation spectra of heteronuclear alkali dimers (LiCs and
NaCs) and of different oligomer states of cesium and rubidium formed
on superfluid helium nanodroplets. The beam of helium nanodroplets is
created by supersonic expansion through a small nozzle (d = 5µm) at
low temperature (T ≈ 20 K) and at high pressure (p ≈ 80bar). Different
detection schemes (photoionization, laser-induced fluorescence and laserinduced
beam depletion) are compared. Mass-selective photoionization
reveals the formation of CsHe* exciplexes both at the D1 and D2 transition
of the cesium atoms attached to helium clusters. Characteristic
features in the cesium excitation spectrum are identified as Cs3 trimer
states. From the LiCs and NaCs excitation spectra we deduce constraints
to ab initio potential curves.
MO 17.6 Do 14:00 Schellingstr. 3
Anregungsdynamik des Silber-Dimers in Heliumtropfen — •A.
Przystawik, P. Radcliffe, Th. Diederich, J. Tiggesbäumker
und K.-H. Meiwes-Broer — Fachbereich Physik, Universität Rostock,
Universitätsplatz 3, 18051 Rostock
Bei einer Düsenstrahlexpansion von Helium ins Vakuum entstehen Heliumtröpfchen,
in denen durch den Einfang von Atomen in einer Pick-Up-
Zelle extrem kalte, neutrale Cluster gebildet werden können [1].
Die optische Spektroskopie kleiner Silbercluster mit Zweiphotonenionisation
hat ausgeprägte Resonanzen für einige Größen gefunden [2]. Die
Nutzung der resonanten Ionisation als Mittel zur Massenselektion erlaubt
die Aufnahme von Photoelektronenspektren der neutralen Spezies. Dieses
Werkzeug eignet sich insbesondere für die Untersuchung der angeregten
Zustände des Clusters mit der Pump-Probe-Technik. Das Silber-Dimer
zeigt nach der Anregung Relaxationen auf unterschiedlichen Zeitskalen.
Weiterhin deuten die Messungen darauf hin, daß bei der resonanten Ionisation
mit Photonen von 4eV Energie auch Dreiphotonenprozesse eine
Rolle spielen.
[1] A. Bartelt, J.D. Close, F. Federmann, N. Quaas und J.P. Toennies,
Phys. Rev. Lett. 77, 3525 (1996)
[2] F. Federmann, K.Hoffmann, N. Quaas und J.P. Toennies, Eur. Phys.
J. D 9, 11 (1999)
MO 17.7 Do 14:00 Schellingstr. 3
Dynamik von Metallclustern in einer Ar-Matrix — •Frank Fehrer
1 , Paul Gerhard Reinhard 1 und Eric Suraud 2 — 1 Institut für
Theoretische Physik II, Universität Erlangen,Staudtstraße 7, D-91058 Erlangen
— 2 Laboratoire de Physique Quantique, 118 route de Narbonne,
F-31062 Toulouse Cedex, France

Wir haben eine mikroskopische Beschreibung des gekoppelten
Cluster-Matrix-Systems entwickelt. Sie basiert auf folgenden Ingredienzien:
Zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie für die Cluster-Elektronen,
Kopplung an die Edelgasatome durch Pseudopotentiale, kurzreichweitige
Abstoßung und einen Van-der-Waals-Beitrag. Das Modell wird an
empirisch bekannte Daten der Dimere Na-Ar und Ar-Ar kalibriert.
Als erste Anwendungen untersuchen wir den Einfluss der Ar-Matrix
auf das Dipol-Spektrum der Cluster sowie auf die Dynamik von Laseranregungen.
Im zweiten Schritt analysieren wir den Energietransport vom
Cluster in die Matrix und die nachfolgende Veränderung der Matrix durch
die Anregung.
MO 17.8 Do 14:00 Schellingstr. 3
Cluster impact dynamics — •Anna Tomsic and Christoph Gebhardt
— Max-Planck-Institut für Quantenoptik
We present results from classical molecular dynamics simulations of the
impact of clusters of SO2 and H2O on rigid model surfaces. The clusters
consist of 10 3 molecules and collide with the surface at a wide range of
impact velocities. The degree of fragmentation, the internal temperature
of the final fragments and the characteristics of the monomer emission
can efficiently be described by scaling parameters related to the binding
energy of the cluster and the impact velocity. To study the effect of the
presence of a charged particle on the outcome of the collision, a Na + ion
was introduced to the center of impacting water clusters. The ion typically
acts as a spectator to the collision and ends up in one of the largest
surviving cluster fragments. The immediate environment of the ion inside
the cluster was examined, and we found that its ligand shell is rapidly exchanged
during the collision by a combination of impact-induced removal
of ligands and diffusion.
MO 17.9 Do 14:00 Schellingstr. 3
Photodetachment-Photoelektronen Spektroskopie und ZEKE-
Spektroskopie an Halogen-N2O Clustern — •Martin Tschurl,
Christoph Ueberfluß, Volker Distelrath und Ulrich Boesl
— Institut für Pysikalische und Theoretische Chemie, TU München,
85747 Garching
Halogen-N2O Cluster haben ihr Vorkommen vor allem in der Stratosphäre.
Da die Halogene maßgeblich am Abbau des Ozonloches mitwirken,
ist das Untersuchen ihrer Cluster ein weiterer Beitrag zum
Auffinden atmosphärenchemisch wichtiger Prozesse. Dabei kann mittels
Photodetachment-Photoelektronen Spektroskopie (PD -PES) die Clusterstärke
über die Verschiebung der Elektronenaffinität von freien Halogen
zu Halogencluster bestimmt werden. Die hochauflösende Variante
der PD-PES stellt die Anionen-ZEKE (zero kinetic energy) Spektroskopie
dar. Mittels ZEKE Spektroskopie können selbst die niederenergetischen
van der Waals Schwingungen des Cl-N2O Clusters aufgelöst werden.
MO 17.10 Do 14:00 Schellingstr. 3
Photodetachment-Photoelektronen Spektroskopie und ZEKE-
Spektroskopie an Halogen-N2O Clustern — •Martin Tschurl,
Christoph Ueberfluß, Volker Distelrath und Ulrich Boesl
— Institut für Pysikalische und Theoretische Chemie, TU München,
85747 Garching
Halogen-N2O Cluster haben ihr Vorkommen vor allem in der Stratosphäre.
Da die Halogene maßgeblich am Abbau des Ozonloches mitwirken,
ist das Untersuchen ihrer Cluster ein weiterer Beitrag zum
Auffinden atmosphärenchemisch wichtiger Prozesse. Dabei kann mittels
Photodetachment-Photoelektronen Spektroskopie (PD -PES) die Clusterstärke
über die Verschiebung der Elektronenaffinität von freien Halogen
zu Halogencluster bestimmt werden. Die hochauflösende Variante
der PD-PES stellt die Anionen-ZEKE (zero kinetic energy) Spektroskopie
dar. Mittels ZEKE Spektroskopie können selbst die niederenergetischen
van der Waals Schwingungen des Cl-N2O Clusters aufgelöst werden.
MO 17.11 Do 14:00 Schellingstr. 3
Photodissociation processes of Rydberg states in N2 in the
exciting-photon energy ranges between 23 eV to 24.3 eV and
25.6 eV to 26.7 eV — •Lutz Werner 1 , Sebastian Lucht 1 ,
Stephan Klumpp 1 , Hans Schmoranzer 1 , Arno Ehresmann 1 ,
Sven Kammer 2 , Sascha Sukhorukov 2 , Rüdiger Schill 2 , and
Karl-Heinz Schartner 2 — 1 Technische Universität Kaiserslautern
— 2 I. Physikalisches Institut Justus Liebig Universität Giessen
It has been recently shown that neutral photodissociation of the
O2 (c 4 Σ − u )nlλ 3 Σ − u , (v = 0,1) and the CO (4 Σ − u )nsσg Σ − u Rydberg
states are state selective. They dissociate into neutral fragments where
65
one of the fragments is in a Rydberg state as well and where the effective
principal quantum number of the Rydberg electron is conserved. N2
Rydberg states (C 2 Σ + u )nsσ (v) were investigated using monochromized
synchrotron radiation to clarify whether such a behavior can also be observed
in N2. Dispersed fluorescence from excited NI fragments in the
spectral ranges from 114 nm to 135 nm and simultaniously from 82 nm
to 102 nm in the exciting-photon energy range from 23 eV to 24.3 eV and
25.6 eV to 26.7 eV was investigated. The exciting photon energy range
was chosen such that it lies just beneath the thresholds for dissociative
ionisation into the fragments NII( 3 P) + NI( 4 S) and NII( 3 P) + NI( 2 D).
In this exciting energy regions intensities from NI fragment fluorescence
transitions 2p 2 ( 3 P)3s 4 P → 2p 3 4 S, 2p 2 ( 3 P)3d 2 P → 2p 3 4 S and from
transitions in the VUV-region 2p 2 ( 3 P)nd and 2p 2 ( 3 P)ns were measured
as functions of the exciting-photon energy with the very narrow bandwidth
of 2meV.
MO 17.12 Do 14:00 Schellingstr. 3
Competition between Autoionization and Dissociation
into neutral fragments of the O2 vibronic Rydbergstates
(c 4 Σ − u )ns/ndσg
3 Σ − u (v = 0,1) — •Sebastian Lucht 1 , Lutz
Werner 1 , Stephan Klumpp 1 , Hans Schmoranzer 1 , Arno
Ehresmann 1 , Phillip Demekhin 2 , Victor Sukhorukov 2 , Sven
Kammer 3 , Sascha Mickat 3 , Rüdiger Schill 3 , and Karl-Heinz
Schartner 3 — 1 Technische Universität Kaiserslautern — 2 Rostov
State University of Transport Communications — 3 I. Physikalisches
Institut Justus Liebig Universität Giessen
The competition between autoionization and dissociation into neutral
(v =
fragments of the vibronic Rydberg states O2(c4Σ− u )ns/ndσg 3Σ − u
0,1) has been investigated using photon-induced fluorescence spectroscopy
and the simultaneous measurement of the photo ion yield. For
the vibronic Rydberg states (c4Σ− u )ns/ndσg 3Σ − u (v = 1) strong features
in the fluorescence wavelength region from 90 to 105 nm were observed
but only weak features in the photo ion yield, indicating strong dissociation.
In contrast for the vibronic Rydberg states (c4Σ− u )ns/ndσg 3Σ − u (v =
0) only weak features were observed in the fragment fluorescence but
strong features in the photo ion yield, indicating strong autoionisation.
Experiments were performed with monochromatized synchrotron radiation
with a bandwidth of ∆E = 1.5 meV where it was possible to observe
single rotational branches. The experiments are compared to ab-initio
calculations for the partial autoionization and dissociation widths and to
the corresponding simulations of spectroscopic shape of the rovibronic
branches.
MO 17.13 Do 14:00 Schellingstr. 3
High resolution studies of Autler-Townes effect in Na2. — •R.
Garcia Fernandez 1 , A. Ekers 1 , J. Klavins 2 , L.P. Yatsenko 3 ,
N.N. Bezuglov 4 , O. Kaufmann 1 , B.W. Shore 1 , M. Auzinsh 2 ,
and K. Bergmann 1 — 1 FB Physik, TU Kaiserslautern. — 2 Dept. of
Physics of the Latvian University, Riga. — 3 Inst. of Physics of the
Academy of Sciences, Kiev, Ukraine. — 4 V.A. Fock Inst. of Physics,
Univ. St.Petersburg, Russia
Autler-Townes effect in a cascade scheme X 1 Σ + g → A 1 Σ + u → 5 1 Σ + g
(or 6 1 Σ + g ) in Na2 molecules has been studied with high resolution using
a well collimated supersonic molecular beam. A strong cw laser field
couples the intermediate and the final level. The excitation spectrum obtained
by scanning the weak cw probe laser over the resonance of the
transition between the populated initial level and the intermediate level
yields a well resolved Autler-Townes doublet. The doublets measured at
different intensities and detunings of the probe and pump lasers are consistent
with theoretical predictions. The experiments were performed for
two combinations of rotational levels: J ′′ = 1 → J ′ = 0 → J = 1, and
J ′′ = 7 → J ′ = 8 → J = 9. The former simulates a three level system,
while the latter involves a multitude of mJ sublevels. The differences of
the results in these two cases and the consequences of a deviation from
perfect geometric alignment of the laser beams for the shape of the doublets
are discussed.
MO 17.14 Do 14:00 Schellingstr. 3
Anomalous appearance of Autler-Townes effect due to interference
with optical pumping. — •A. Ekers 1 , R. Garcia Fernandez
1 , J. Klavins 2 , L.P. Yatsenko 3 , N.N. Bezuglov 4 , O. Kaufmann
1 , B.W. Shore 1 , and K. Bergmann 1 — 1 FB Physik, TU Kaiserslautern,
Germany. — 2 Dept. of Physics, University of Latvia, Riga. —
3 Inst. of Physics of the Academy of Sciences, Kiev, Ukraine. — 4 V.A.
Fock Inst. of Physics, Univ. St.Petersburg, Russia.

The effect of optical pumping on the Autler-Townes splitting in a cascade
scheme X 1 Σ + g → A 1 Σ + u → 5 1 Σ + g in Na 2 molecules has been studied
with high resolution using a well collimated supersonic molecular beam.
The initially populated lower level is coupled by a strong cw laser field
with the intermediate level. The intermediate level is probed by a weak
cw laser field at frequencies around the resonance with the upper level.
Depending on the detuning of the coupling laser, the excitation spectrum
of the upper level shows either only one narrow peak, or a strongly
distorted double peak structure, or one broad asymmetric peak. This observation
is explained by interplay between optical pumping and ac Stark
shift. Improper interpretations of earlier studies of Autler-Townes effect
in similar schemes are also discussed.
MO 17.15 Do 14:00 Schellingstr. 3
Stark-Effekt des asymmetrischen Rotators - das Programm
STARS — •Elke Heinecke, Markus Glugla und Achim Hese
— Technische Universität Berlin, Institut für Atomare Physik und Fachdidaktik
Wir stellen das von uns entwickelte Programm STARS zur Berechnung
des Stark-Effektes des asymmetrischen Rotators vor. Das Programm berechnet
den Stark-Effekt des asymmetrischen Rotators wahlweise durch
Diagonalisierung der Stark-Matrix oder via Störungsrechnung. Es erlaubt
sowohl die Simulation ganzer Stark-Spektren als auch die Berechnung einzelner
Linienaufspaltungen und -verschiebungen auf der Basis von Dipolmomenten
und Polarisierbarkeiten. Das Programm läuft unter Windows
und ist einfach zu bedienen.
MO 17.16 Do 14:00 Schellingstr. 3
Use of point–group symmetries in the analysis of vibrational
spectra — •Katya Rykhlinskaya and Stephan Fritzsche — Universität
Kassel, Institut für Physik, D–34132 Kassel, Germany
In recent years, a large number of experiments has been carried out
to study the properties of molecules and clusters. They often use the
techniques of vibrational spectroscopy to resolve the geometrical structure
and the bonds of the molecules. Two experimental techniques are
known today to measure the vibrational spectra of the molecules: infrared
absorption and Raman scattering [1]. However, in order to derive
the symmetry and structure of the molecules from the observed spectra,
they have to be combined with point group theory. To facilitate the use
of this theory in vibrational spectroscopy, here we present and discuss a
set of Maple procedures (called the Bethe package [2]). We show in
particular how these procedures can be used to analyse the spectra from
infrared and Raman spectroscopy. In addition, the interactive design of
this package may help the user in following up the literature and in daily
research work.
[1] D. C. Harris, M. D. Bertolucci, Symmetry and Spectroscopy (Dover
Publication, New York, 1989).
[2] S. Fritzsche and K. Rykhlinskaya, Comp. Phys. Commun., submitted
(2003).
MO 17.17 Do 14:00 Schellingstr. 3
Spektroskopische Charakterisierung von (protonierten) Imidazol
Clusterionen — •Nicola Solca, Horia-Sorin Andrei und Otto
Dopfer — Physikalische Chemie, Universität Würzburg, Am Hubland,
97074 Würzburg
Imidazol (Im=C3N2H4) ist ein heterozyklischer, stark basischer aromatischer
Fünfring von zentraler Bedeutung in der Biochemie, da Im
ein Baustein der beiden DNA Basen Adenin und Guanin darstellt. Zudem
werden H-brückengebundene Ketten der Form Imm als aussichtsreiche
Kandidaten für effektive Protonenleiter in modernen Brennstoffzellen
diskutiert. Daher sind Studien zu den geladenen bzw. protonierten Imidazolketten
und deren Solvatationsverhalten von grundlegendem Interesse.
In diesem Beitrag berichten wir über die spektroskopische Charakterisierung
von Clustern der Form Im + -Ln und ImmH + -Ln mit Hilfe der IR
Photodissoziation [1]. Dabei stehen folgende Fragestellungen im Vordergrund:
(1) Im und ImH + bieten mehrere attraktive Bindungsplätze für
neutrale Liganden L an (z.B. H-Brücken bzw. π-Bindungen), deren Bindungsstärke
vom Grad der Protonierung und der Anzahl der Im Einheiten
(m) im Cluster abhängt; (2) die Azidität der N-H Bindungen in ImmH + -
Ln hängt ebenfalls von der Kettenlänge m und der Art und Anzahl der
Liganden ab. Die Analyse der IR Spektren führt im Zusammenspiel mit
quantenchemischen Methoden zu einem detaillierten Verständnis dieser
elementaren Phänomene auf molekularer Ebene.
[1] O. Dopfer, Int. Rev. Phys. Chem. 22, 437 (2003).
MO 17.18 Do 14:00 Schellingstr. 3
Infrared spectroscopy of gas phase cluster anions — •J. Mathias
Weber, Holger Schneider, and Alexia Glöß — Institut
für Physikalische Chemie, Universität Karlsruhe, D-76128 Karlsruhe,
Deutschland
Ion-molecule complexes of atomic anions with carbon dioxide have
been studied by gas phase infrared photodissociation spectroscopy. Ions
were formed by attachment of secondary electrons to atomic and molecular
precursors in the electron impact plasma generated in the high density
region of a pulsed supersonic expansion. Ions were mass selected using
a time-of-flight mass spectrometer, and interacted with pulsed infrared
radiation from an optical parametric oscillator/amplifier. Spectra were
taken between 2250 cm −1 and 3800 cm −1 by monitoring the fragment
ions generated by vibrational predissociation, and interpreted using quantum
chemical calculations. We observe that for clusters containing halide
anions, the asymmetric stretch mode of the carbon dioxide molecule is
red shifted from the frequency of free carbon dioxide, with the red shift
increasing towards the lighter halide ions.
MO 17.19 Do 14:00 Schellingstr. 3
Photoelectron Spectroscopy of Isolated Multiply Charged
Oligonucleotides — •J. Mathias Weber 1 , Ilya N. Ioffe 2 , Katja
M. Berndt 1 , Daniel Löffler 1 , Jochen Friedrich 1 , Oli T.
Ehrler 1 , Joel H. Parks 3 , and Manfred M. Kappes 1 — 1 Institut
für Physikalische Chemie, Universität Karlsruhe, D-76128 Karlsruhe,
Germany — 2 Chemistry Department, Moscow State University, Moscow
119899, Russia — 3 The Rowland Institute at Harvard, 100 Edwin H.
Land Boulevard, Cambridge, MA 02142, USA
Mass spectrometry and ultraviolet photoelectron spectroscopy were
used to investigate the electronic properties of isolated DNA oligonucleotides.
[dA5 − 4H] 4− , and [dT5 − 4H] 4− ions carrying four negative
charges were formed by electrospray ionization and mass selected in
an ion beam. Their photoelectron spectra were analyzed using a magnetic
bottle electron spectrometer. We find the fourth electron affinity
to be slightly negative (-0.30(15) eV) for [dA5 − 4H], while it is positive
(+0.90(15) eV) for [dT5 − 4H]. This significant influence of the base composition
on energetics is in turn relevant for analytic applications as well
as in the context of DNA charge transfer properties.
MO 17.20 Do 14:00 Schellingstr. 3
Characterization of a carbon sublimation source for studying
the growth of small carbon cluster ions C + n . — •Silvio Decker,
Igor Savić, Ivo Čermák, and Dieter Gerlich — Department of
Physics, Technische Universität Chemnitz, 09126 Chemnitz, Germany
For studying astrochemically relevant collision processes between
stored ions (e.g. C + n or D+ 3 ) and carbon atoms and molecules, a sublimation
source has been integrated into an ion trapping apparatus. The
sublimation efficiency of two permanently compressed and electrically
heated carbon rods has been characterized as a function of the heating
power and the resulting operating temperature. The flux of the emitted
C, C2 und C3 molecules has been determined via two different methods,
electron bombardment and deuteron transfer reactions by analyzing the
trap content with a mass spectrometer. Assuming a translational temperature
of 3000 K one obtains in the trap which is at a distance of 40 cm, a
carbon number density of up to 10 8 cm −3 . A detailed analysis has shown,
that a large fraction of the emitted carbon (>70%) condenses already on
the rods or in close vicinity. Quantitative analysis of the increase of C + 4
product ions allows us to conclude that these ions are growing with rate
coefficients larger than 10 −11 cm 3 s −1 .
MO 17.21 Do 14:00 Schellingstr. 3
Study of H + 3 production and rotational de-excitation in a
hollow cathode ion source — •Simon M. Altevogt 1 , Henrik B.
Pedersen 1 , Vola Andrianarijaona 1 , Henrik Buhr 1 , Holger
Kreckel 1 , Sven Krohn 1 , Lutz Lammich 1 , Daniel Strasser 2 ,
Daniel Zajfman 2 , Dirk Schwalm 1 , and Andreas Wolf 1 —
1 Max-Planck-Institut für Kernphysik, 69117 Heidelberg, Germany —
2 Weizman Institut of Science, 76100 Rehovot, Israel
In many plasma ion sources H + 3 is produced with high rovibrational
excitation (3000K). With the aim of producing rotationally cold H + 3 ions
a hollow cathode ion source has been built closely following a design in
use in the group of Prof. H. Helm at the Universität Freiburg. The liquid
nitrogen cooled source delivers a stable current of up to several µA of
H + 3 . Detailed dependencies of the ion yield on the inside H2-gas pressure,
discharge intensity and electrical extraction field strength in the ion drift
66

egion were obtained. To determine the rotational temperature of the
ions, the kinetic energy release following dissociative recombination of
the H + 3 ions from the source with electrons at zero relative energy was
measured in a merged beam setup at the heavy ion storage ring TSR. By
comparing the results to Monte-Carlo simulations, it could be shown that
with a suitable combination of H2-gas pressure and electrical extraction
field the rotational temperature of the H + 3 ions could be reduced to the
level of ≈1000K.
MO 17.22 Do 14:00 Schellingstr. 3
Desorption und Ionisation in Cluster-Oberflächen-Stößen: Von
Atomen zu Biomolekülen — •C. R. Gebhardt, A. Tomsic, H.
Schröder und K.-L. Kompa — Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching
Der Aufprall eines durch adiabatische Expansion erzeugten Molekülclusters
mit einer Stoßoberfläche dauert nur wenige Pikosekunden.
Während dieser kurzen Zeit können auf dem Target vorhandene Oberflächenadsorbate
desorbiert und in den Cluster aufgenommen werden. Bei
geeigneter Wahl von Clustermaterial und Oberflächenadsorbat wird hierdurch
eine Intracluster-Ladungstransfer-Reaktion initiiert, deren geladene
Reaktionsprodukte durch die stoßinduzierte Cluster-Fragmentation
freigesetzt werden. Sowohl Elektronen- als auch Protonentransfer-
Reaktionen können beobachtet werden. Insbesondere eignet sich das Verfahren
auch zur sanften Desorption und Ionisation biologischer Moleküle,
etwa von Peptiden und Proteinen.
MO 17.23 Do 14:00 Schellingstr. 3
Isotopenselektiver Nachweis von Stickstoffmonoxid in der
Atemluft — •Jörg Lauenstein 1 , Christof Maul 1 , Karl-Heinz
Gericke 1 und Oleg S. Vasyutinskii 2 — 1 Institut für Physikalische
und Theoretische Chemie, TU Braunschweig — 2 Ioffe Institute, St.
Petersburg, Russia
Stickstoffmonoxid ist für den menschlichen Organismus in zahlreichen
Belangen lebensnotwendig. Daher ist es wichtig, vom Körper generiertes
NO präzise nachzuweisen. Eine Möglichkeit des nichtinvasiven Nachweises
ist die Detektion von NO in der Atemluft. Wir nutzen dazu das
Prinzip der laserinduzierten Fluoreszenz. Unser Instrumentarium ist in
der Lage, NO-Konzentrationen unter 1 ppt selektiv nachzuweisen. Der
natürliche NO-Gehalt der Atemluft liegt bei ca. 10 ppb. Durch die isotopenselektive
Auflösung ist es möglich, Tracerexperimente mit Probanden
durchzuführen. Vereinfacht wird dieses Vorhaben durch die Tatsache,
dass es nur einen Precursor von NO gibt. Nach Einnahme eines isotopenmarkierten
Precursors und der Aufnahme der NO-Konzentration in der
Atemluft können so Rückschlüsse auf die Umwandlungsprozesse gezogen
werden. Die Methode ist weiterhin geeignet, um den NO-Ausstoß von
Pflanzen zu untersuchen.
MO 17.24 Do 14:00 Schellingstr. 3
Near infrared microspectroscopy of biomolecules — •Andreas
Bergner, Erik Bründermann, Ilona Kopf, Robert Schiwon,
and Martina Havenith-Newen — Physikalische Chemie II; Ruhr-
Universität Bochum; 44780 Bochum
Most biomaterials have significant absorption lines in the infrared region,
the so-called fingerprint region, hence it is very interesting to combine
the advantages of normal microscopy and infrared laser spectroscopy.
So far, microscopy of living materials often requires the use of toxic fluorescent
dyes. Using our technique it is possible to obtain a chemical
landscape of the cells without damage and in a natural environment. In
first measurements we use an infrared diode laser (λ = 1, 53 − 1, 57µm)
to measure the water absorption in rat hepatocytes. With changing osmolarity
of the medium we can see a swelling or shrinking of the cells.
MO 17.25 Do 14:00 Schellingstr. 3
Infrared microscopy of living cells using a cw optoparametric
oscillator — •Götz Wollny, Andreas Bergner, Erik
Bründerman, Andreas Hecker, Robert Schiwon, and Martina
Havenith — Lehrstuhl für Physikalische Chemie II Ruhr-Universität
Bochum Universitätsstrasse 150, 44780 Bochum.
We have developed a new method to image microscopic structures in
living cells using our unique high power cw optoparametric oscillator (up
to 2W). We present the first infrared pictures of hepatocytes (liver cells)
using a frequency of 2920 cm −1 coinciding with the absorption band of
lipids. Infrared microscopy will allow studies of living cells in cases where
fluorescence markers are cell-damaging, alter the natural function of a
67
protein in a cell or where labelling is impossible.
In the infrared spectral range, accessible to our laser systems, substances
can be identified according to their specific absorption in the
so-called ”fingerprint” region (1500-4000 cm −1 ). Our method opens the
possibility to investigate the chemical behaviour and the dynamics of
small biomolecules in living cells to learn more about cell development
over extended periods of time.
Only a few infrared microscopy experiments have been performed so
far due to the strong water absorption in the infrared region and because
of the need for a strong infrared synchrotron light source. Contrary, our
unique optoparametric oscillator will allow us to routinely measure living
cells and to improve spatial and time resolution.
MO 17.26 Do 14:00 Schellingstr. 3
THz-Absorptionsspektren von Ubiquitin in wässriger Umgebung
— •U. Heugen 1 , E. Bründermann 1 , R. Schiwon 1 , G.
Schwaab 1 , E. Larios 2 , M. Gruebele 2 und M. Havenith 1 —
1 Lehrstuhl für Physikalisch Chemie 2, Ruhr-Universität Bochum —
2 A214 Chemical and Life Sciences Lab, University of Illinois, USA
Wir haben ein THz-Spektrometer in Bochum aufgebaut mit dem wir
zum ersten Mal die Möglichkeit haben Absorptionsspektren im Bereich
von 1 bis 4 THz von in Wasser gelösten Proteinen aufzunehmen. Als
Strahlungsquelle kommt der p-Germanium Laser zum Einsatz, der im
Bereich von 70 bis 90 Wellenzahlen eine Leistung von bis zu mehreren
Watt abstrahlt. Dies ermöglicht mehrere 100 µm dicke Schichten von
Wasser zu durchdringen. Damit haben wir die Möglichkeit, Biomoleküle
in ihrer natürlichen Umgebung zu untersuchen.
Wir untersuchen das Protein Ubiquitin und seine Mutanten F45W
und F45W/I61A in einem wässrigen Natrium-Phosphat Puffer-System.
Die Mutante F45W/I61A besitzt eine deutlich von dem Wildtyp und der
Mutante F45W unterschiedliche Struktur. Ubiquitin dient als Modellbeispiel,
um die starke Empfindlichkeit von Ferninfrarotstrahlung auf die
räumliche Struktur von Biomolekülen zu zeigen.
MO 17.27 Do 14:00 Schellingstr. 3
Shaped Laserpulses in der THz-Spektroskopie — •Matthias
Hoffmann 1 , Bernd Fischer 1,2 , Peter Jepsen 1 und Hanspeter
Helm 1,2 — 1 Fakultät für Physik und Mathematik, Albert-Ludwigs-
Universität Freiburg — 2 Freiburger Materialforschungszentrum, FMF
Spektroskopie im THz-Bereich bietet die Möglichkeit zur Untersuchung
von Molekülen im Wellenlängenbereich zwischen 50 und 150 cm −1 . In diesem
Bereich treten charakteristische niederfrequente Schwingungen des
Molekülgerüsts sowie des gesamten Kristallgitters auf. Zur spektroskopischen
Untersuchung verwendet man Ferninfrarot-Pulse, die durch Beschuß
von Halbleitersubstraten durch Femtosekunden-Laserpulse erzeugt
werden. Durch pulse shaping ist es möglich die Form der Laserpulse und
damit auch die Eigenschaften der THz-Pulse zu verändern. Wir untersuchen
die Eignung der so erzeugten Pulse bei der THz-Spektroskopie
sowie Möglichkeiten des Einsatzes von Pulse-Shaping beim Aufbau eines
miniaturisierten Spektrometers zur Detektion kleiner Probenmengen.
MO 17.28 Do 14:00 Schellingstr. 3
Ferninfrarotspektroskopische Untersuchungen niederfrequenter
Molekül- und Gitterschwingungen biologisch relevanter Moleküle
— •Bernd Fischer 1,2 , M. Hoffmann 1 , P. Uhd Jepsen 1
und H. Helm 1,2 — 1 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Physikalisches
Institut, Herrmann-Herder-Str. 3, 79104 Freiburg — 2 Freiburger Materialforschungszentrum
FMF, 79104 Freiburg
Im fernen Infrarot (FIR)-Spektralbereich zwischen ca. 5 cm −1 und
150 cm −1 zeigen viele biologisch relevante Moleküle spezifische Absorptionsspektren.
Wie wir in den letzten Jahren zeigen konnten, werden
diese Spektren von langsamen intramolekularen Schwingungen großer
Moleküle bzw. intermolekularen Schwingungen der durch Wasserstoffbrücken
gebundenen kristallinen Systeme dominiert [1] . Lag in den ersten
Jahren unserer Forschung der Schwerpunkt auf der Entwicklung neuer
FIR-Techniken mit subpikosekunden Laserpulsen, so treten inzwischen
die Anwendungen dieser neuen Methodik in den Vordergrund.
Gestützt auf erste vielversprechende Voruntersuchungen [2] untersuchen
wir im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projektes im Forschungsverband
Biophotonik die Möglichkeit einer Einbindung dieser Technologie
in eine markerfreie Hybridisierungsdetektion von DNS. Weiterhin
haben wir eine sehr große Sensitivität der FIR-Spektren auf kleine Unterschiede
der molekularen Struktur pharmazeutischer Stoffe festgestellt.
Das eröffnet dieser Methode ein großes Potential für medizinische und
pharmazeutische Anwendungen.

[1] M. Walther et al., Chem. Phys. 288 261 (2003) [2] B. Fischer et al., Phys. Med. Biol. 47 3807 (2002)
MO 18 Stossprozesse, Energietransfer
Zeit: Donnerstag 16:30–18:15 Raum: HS 355
MO 18.1 Do 16:30 HS 355
Donor-Akzeptor-Aggregation untersucht in ns-transienter
Spektroskopie — •Melanie Mucke, Christian Spitz, David von
Seggern und Ralf Menzel — Universität Potsdam, Institut für
Physik, Lehrstuhl Photonik, Am Neuen Palais 10, 14469 Potsdam
Pump-&-Probe-Spektroskopie mit Verzögerungszeiten im ns-Bereich
erlaubt es, Übergangsraten in Donor-Akzeptor-Systemen quantitativ
zu bestimmen. Dazu wurde die Fluoreszenz von Pyren mit einer
Cetylpyridiniumchlorid(CPC)-Lösung in systematischer Konzentrationsvariation
gelöscht. Die konzentrationsabhängigen Raten folgen nicht dem
Mott-Schottky-Gesetz. Vielmehr weist das biexponentielle Abklingen
der angeregten Zustände des Pyrens mit konstanten Relaxationszeiten
auf eine statische Aggregation zwischen Donor- und Akzeptormolekül
hin. Diese Interpretation deckt sich mit den Meßergebnissen zu den
zeitabhängigen Besetzungen der ionischen Pyrenzustände.
MO 18.2 Do 16:45 HS 355
FRET-based Scanning Near-Field Optical Microscopy — •Felix
Müller, Stephan Götzinger, and Oliver Benson — Nano-Optik,
Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, D-10117 Berlin
We investigate Förster Resonant Energy Transfer (FRET) by means
of Scanning Near-Field Optical Microscopy (SNOM). Our setup allows
to actively control the distance between the acceptor and donor and thus
to investigate the strong distance dependence of the energy transfer efficiency.
As donor and acceptor we use CdTe nanocrystals 1 and organic
dye molecules (Alexa Fluor 633). The spectral parameters of the donoracceptor
pair are shown to be appropriate for FRET.
We produce an active SNOM probe by attaching a single 500nm sized
colloid covered with a layer of nanocrystals. This donor probe can be
positioned at will above a cover slip coated with a thin layer of the acceptor
molecules. Within a tip-sample distance of a few nanometers, a
sudden increase in the acceptor’s optical signal is observed. This effect
gives strong evidence for FRET.
Accordingly, we propose a novel FRET-SNOM geometry. We discuss
the improved reliability, stability and resolution of this system.
[1] provided by N. Gaponik, H. Weller, Univ. Hamburg
MO 18.3 Do 17:00 HS 355
The dependence of the differential cross section for
Li+HF→LiF+H on the rotational state of HF — •Rolf
Bobbenkamp 1 , Alessandra Paladini 2 , Andrea Russo 2 , and
Hansjürgen Loesch 2 — 1 Dipartimento di Chimica , Universita’ di
Perugia , 06123 - PERUGIA , Italy — 2 Fakultä für Physik, Universit¨t
Bielefeld, Universitätsstrasse 25, D-33615 Bielefeld
Quantum and quasi classical studies have shown that the j-specific differential
cross section of the title process depends strongly on the rotational
state (j) of HF with respect to both shape and magnitude. Based
on these results we simulated the experimentally accessible j-averaged
cross sections for various j-distributions of the HF molecule and found
significant effects. In a crossed molecular beam experiment we have now
examined these predictions.
We measured angular distributions of the reaction product LiF of the
title reaction at several collision energies ranging from 130 to 350 meV
for various rotational temperatures of the HF nozzle beam. We observe
both a significant increase of the product intensity with the temperature
and a change of the shape. Calculations are being performed to allow
a quantitative comparison of the experimental results with theoretical
predictions based on various recent ab-initio potential energy surfaces.
MO 18.4 Do 17:15 HS 355
Experimental Investigations of Radiative and Ternary Association
for CH + 3 + CO: Interstellar Implications. — •Alfonz
Luca 1 , Gheorghe Borodi 1 , Radek Plaˇsil 2 , and Dieter Gerlich 1
— 1 Fakultät für Naturwissenschaften, Technische Universität Chemnitz,
09126 Chemnitz — 2 Department of Electronics and Vacuum Physics,
Mathematics and Physics Faculty, Charles University, 180 00 Prague
Formation of certain molecules in interstellar clouds must be ex-
68
plained either by surface processes or by complex reaction schemes
including radiative association followed by ion-electron recombination.
A low temperature radio-frequency 22-pole ion trap has been used
to study association of CH + 3 + CO at low number of densities
and temperatures from 80 K to 280 K. In pure CO gas the temperature
dependence of the ternary rate coefficient has been determined
as k3(T) = 1.8 × 10 −25 cm 6 s −1 (T / 300 K) −2.2 . If helium is
used for stabilizing the collision complexes a rate coefficient k3(T) =
1.7 × 10 −25 cm 6 s −1 (T / 300 K) −1.5 has been obtained. At CO number
densities below 10 11 cm −3 radiative stabilization becomes dominant.
The radiative rate coefficient has been determined at 80 K, kr =
6.9 × 10 −13 cm 3 s −1 . In order to study this reaction under conditions prevailing
in dense interstellar clouds a loaded supersonic molecular beam
has to be utilized and the trapped CH + 3 ions have to be cooled not only
in He but also in p-H2.
MO 18.5 Do 17:30 HS 355
Dissoziative Rekombination von 3 He 4 He + — •H. Buhr 1 , H.
B. Pedersen 1 , L. Lammich 1 , H. Kreckel 1 , S. Altevogt 1 , V.
Andrianarijaona 1 , D. Strasser 2 , E. M. Staicu-Casagrande 3 ,
N. De Ruette 3 , D. Schwalm 1 , X. Urbain 3 , A. Wolf 1 und
D. Zajfman 1,2 — 1 Max-Planck-Institut für Kernphysik, D-69117
Heidelberg — 2 Weizmann Institute of Science, Rehovot, 76100, Israel —
3 Département de Physique, Université Catholique de Louvain, B1348,
Louvain-la-Neuve, Belgien
Die Dissoziative Rekombination von 3 He 4 He + wurde am Schwerionen
Testspeicherring (TSR) in Heidelberg im Bereich von 0-45 eV Relativenergie
untersucht. Bei einer Relativenergie von 0 eV wurde eine Rate
für die dissoziative Rekombination des Vibrationsgrundzustandes von
αv=0(0eV ) ≤ 2.0·10 −9 cm 3 /s gefunden. Der Prozess führt dann vor allem
zu den atomaren Endzuständen 1s2p 3 P (∼ 62%), 1s2s 1 S (∼ 35%) und
1s2s 3 S (∼ 3%). Für v ≥ 3 wurde eine Rate für die dissoziative Rekombination
≥ 1 · 10 −7 cm 3 /s gefunden. In diesen Fällen werden vor allem
atomare Endzustände mit n ≥ 3 erreicht.
Für niedrige Relativenergien zeigt der Wirkungsquerschnitt für die dissoziative
Rekombination eine Struktur bei 0.2 eV. Bei höheren Energien
findet man einen glatten Peak bei etwa 7.3 eV und einen Bereich zwischen
15 und 45 eV, der reich an Strukturen ist.
MO 18.6 Do 17:45 HS 355
Chemical probing spectroscopy of H + 3 in a 22-pole ion trap —
•J. Mikosch 1,2 , H. Kreckel 1 , R. Wester 2 , J. Glosík 3 , R. Plaˇsil 3 ,
D. Gerlich 4 , D. Schwalm 1 , and A. Wolf 1 — 1 Max-Planck-Institut
für Kernphysik, 69117 Heidelberg — 2 Physikalisches Institut, Universität
Freiburg, 79104 Freiburg — 3 Charles University Prague, Czech Republic
— 4 Institut für Physik, TU Chemnitz, 09107 Chemnitz
The triatomic hydrogen molecular ion H + 3 is the dominant ion in hydrogen
plasmas at moderate temperatures. Consequently it plays important
roles in many fields from interstallar chemistry and planetary
atmospheres to cooling processes in fusion plasmas and model calculations
for polyatomic molecular ions. The recombination rate of H + 3 with
electrons is one of the crucial parameters for the modelling of interstellar
clouds and it is still a controversial issue.
In the last years a cryogenic 22-pole trap project was launched at the
MPI für Kernphysik, to create a temperature-variable source of H + 3 for
electron recombination experiments at the TSR storage ring. Here we
report a new method for H + 3 spectroscopy that operates at low number
densities and relies on the reaction H + 3 +Ar−→ArH + +H2 which is endoergic
by 0.57eV and thus proceeds only for H + 3 states with v ≥ 2. In the
experiment about 500 H + 3 molecules are stored in the ion trap together
with Ar buffer gas; a tunable diode laser excites H + 3 from its lowest rotational
states to v = 3 from where immediately ArH + is formed, which
is detected by a mass spectrometer ion detector. Relative line strengths
and Doppler widths are used as a thermometer of the ion temperature
in the 22-pole trap.

MO 18.7 Do 18:00 HS 355
Temperature and Isotope Dependence of the O + O2 Exchange
Reaction — •Christof Janssen and Dieter Krankowsky — Max-
Planck-Institut für Kernphysik, Postfach 103980, 69029 Heidelberg
Oxygen isotope effects in the formation of ozone are unconventional
and very large. Presently a complete and undisputed understanding of
these isotope effects is not available, but differences in zero point energy
(ZPE) are suggested to play a pivotal role. Isotope exchange reactions,
such as the exothermic 18 O+ 16 O2 → 16 O+ 16 O 18 O (1) and the endothermic
16 O + 18 O2 → 18 O + 16 O 18 O (2) reactions, are closely linked to the
dynamics of ozone formation. The study of isotope and/or ZPE effects in
these reactions may help to understand the kinetics of O + O2 collisions.
Previous studies, however, have neglected differences between iso-
MO 19 Cluster II
topic variants. We have studied the temperature dependence of reactions
(1) and (2) between 233 and 353K. Both exchange rates show
a strong positive temperature dependence and agree well with previous
measurements: k1 = (3.4 ± 0.6) × 10 −12 (300K/T) 1.1±0.5 cm 3 s −1 ,
k2 = (2.7 ± 0.4) × 10 −12 (300K/T) 0.9±0.5 cm 3 s −1 . The ratio of these rates
k1/k2 = (1.27 ± 0.4) exp[(50 ± 40)(K/T − 1/300)] demonstrates that
the exothermic reaction not only is strongly favoured at room temperature,
but also that with decreasing temperature its rate coefficient advantage
increases. This observation is in agreement with the interpretation
that ZPE effects play a crucial role in the isotope selective association/dissociation
dynamics of excited ozone. The observed negative
activation energy of 50 ± 40 K roughly corresponds to the difference of
reaction enthalpies of reactions (1) and (2), which is 65 K.
Zeit: Freitag 11:00–13:00 Raum: HS 332
MO 19.1 Fr 11:00 HS 332
An Experimental Search for Ferromagnetic Supercooled o-H2
Clusters — •Oleg Kornilov 1,2 , Anton Kalinin 1,3 , and J. Peter
Toennies 1 — 1 Max-Planck-Institut für Strömungsforschung, Bunsenstr.
10, D-37073 Göttingen, Germany — 2 Department of Physics, St. Petersburg
State University, St. Petersburg, Russia — 3 Institute of Energy
Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow,
Russia
To achieve a macroscopically coherent superfluid state in supercooled
hydrogen temperatures below 6.6 K have been predicted [1]. To avoid
solidification below the triple point at 13.7 K hydrogen clusters formed
in a free jet supersonic expansion provide ”ideal” conditions owing to the
lack of container walls and impurities, which could nucleate the solid. We
are searching for the superfluidity of ortho-H2 clusters based on their predicted
ferromagnetic behavior [2]. A Rabi-type inhomogeneous magnetic
field will be used to study spin states of moderate-size clusters formed in
a cryogenic expansion of normal hydrogen. By seeding with helium the
magnetic deflection will be increased and at the same time the hydrogen
clusters will be cooled to about 0.37 K by evaporating of helium atoms
from their surface.
[1] V.L. Ginzburg and A.A. Sobyanin, JETP Lett. 15, 242 (1972)
[2] G.M. Seidel, J. Hu, and H.J. Maris, Phys. Rev. Lett. 53, 1164 (1984)
MO 19.2 Fr 11:15 HS 332
IR Spektren von (protonierten) Naphthol Clustern — •Nicola
Solca, Horia-Sorin Andrei und Otto Dopfer — Physikalische
Chemie, Universität Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg
Mittels Photodissoziation wurden in einem Tandem-Massenspektrometer
IR Spektren von Na + -Ln und NaH + -Ln Clustern im Bereich der OH
Streckschwingungen gemessen (Na=1-Naphthol). Die Analyse der Frequenzverschiebungen
und Fragmentationskanäle als Funktion von L und
n erlauben direkte Rückschlüsse auf den Mikrosolvatationsprozess: Struktur
und Stabilität der einzelnen Cluster Isomere, bevorzugte Stelle der
Protonierung, Azidität der OH Gruppen, etc. Der Vergleich mit entsprechenden
Phenolclustern liefert den Einfluss des zweiten aromatischen
Rings auf die Eigenschaften der OH Gruppe, das Protonierungsverhalten
und die Wechselwirkungen mit inerten Liganden.
MO 19.3 Fr 11:30 HS 332
Hochaufgelöste Rumpfniveauspektroskopie von Clustern organischer
Moleküle — •Roman Flesch 1 , Ioana Bradeanu 1 , Andreas
Wirsing 1 , Andrey Pavlychev 2 und Eckart Rühl 1 — 1 Institut
für Physikalische Chemie, Universität Würzburg, Am Hubland, 97074
Würzburg — 2 Institute of Physics, St. Petersburg State University, Russische
Föderation
Homogene Benzol- ((C6H6)n) und Pyridin ((C5H5N)n)-Cluster wurden
am Undulator-Strahlrohr UE-52-SGM des Speicherringes BESSY im
Bereich der Rumpfniveauanregung ((C6H6)n: C 1s → π ∗ ; (C5H5N)n
N 1s → π ∗ ) untersucht.
Die für die isolierten Moleküle beobachtete Schwingungsstruktur bleibt
auch in Clustern erhalten. Für Benzol-Cluster wird eine Rotverschiebung
um –50 ± 2.5 meV relativ zum isolierten Molekül gefunden, während für
Pyridin-Cluster eine Blauverschiebung um +60±5 meV gemessen wird.
Zur Erklärung der Verschiebungen der 1s → π ∗ -Übergänge in Clustern
wird die dynamische Stabilisierung durch Lokalisation des Rumpfloches
69
und die Polarisation in den Clustern diskutiert. Dieses Konzept ist in
Übereinstimmung mit früheren Arbeiten an Clustern zweiatomiger Moleküle.
MO 19.4 Fr 11:45 HS 332
Struktur mikrosolvatisierter Aminosäuren und Peptide — •M.
Gerhards, H. Fricke, A. Gerlach und C. Unterberg — H.-
Heine Universität Düsseldorf, Institut für Physikalische Chemie I, Universitätsstraße
1, 40225 Düsseldorf
Um den Einfluss des Wassers auf Sekundärstrukturen von Peptiden
zu verstehen, werden auf molekularer Ebene zunächst zwei Fragen untersucht:
(a) Wie ist die Struktur der isolierten, unsolvatisierten Spezies
und (b) Wie ist der Einfluss der ersten angelagerten Wassermoleküle (Mikrosolvatation).
In unseren Untersuchungen werden an den Endgruppen
geschützte Aminosäuren (Phe, Trp, Tyr), sowie ein Di- und Tripeptid
bzw. spezielle Peptiddimere (β-Faltblattmodelle) verwendet. Gekoppelt
mit der Massenspektrometrie gelingt es in Molekularstrahlexperimenten,
isolierte Peptide und deren Aggregate mit Wasser massen-, isomerenund
schwingungsselektiv zu untersuchen. Die Schwingungsspektren werden
durch eine Kombination der IR-Spektroskopie mit der resonanten
2-Photonen Ionisation erhalten. Durch Entwicklung eines neuen Nanosekunden
IR-Lasers können wir, neben den NH und OH Streckschwingungen
erstmals auch C=O Streck-, sowie OH und NH Biegeschwingungen
mit dieser Spektroskopie analysieren. Es gelingt daher alle struktursensitiven
Moden der betrachteten Spezies zu untersuchen Die Strukturen
werden aus den IR-Frequenzen abgeleitet und für die einzelnen Peptide
und deren Aggregate mit Wasser erläutert.
MO 19.5 Fr 12:00 HS 332
Elektronische Spektroskopie von 1-Naphthol/Solvent Clustern
1-NpOH/Sn mit S=H2O, N2 und Ar — •Matthias Zierhut,
Wolfgang Roth und Ingo Fischer — Institut für Physikalische Chemie,
Universität Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg, Deutschland
Die Untersuchung des trans-1-Naphthol/H2O-Clusters erfolgte mittels
[1+1] REMPI-,[1+1’] ZEKE- und SHB-Spektroskopie. Anhand der SHB-
Spektren konnten einige intermolekulare Schwingungen erstmalig eindeutig
identifiziert werden.
Das ZEKE-Spektrum zeigte eine Schwingungsprogression der intermolekularen
Streckschwingung mit der harmonischen Frequenz von 190,5
cm −1 . Die Ionisierungsenergie konnte zu 59133 cm −1 bestimmt werden.
Die SHB-Messung an 1-Naphthol-Clustern mit Ar und N2 zeigten, dass
in den REMPI-Spektren dieser Cluster jeweils nur ein Isomer vorlag.
Mehrere intermolekulare Schwingungsbanden konnten beobachtet und
zugeordnet werden.
Die Rotverschiebungen der S1 ← S0-Übergänge der verschiedenen
Cluster wurden ermittelt und zeigten überraschende Unterschiede zu
Messungen an Phenol- bzw. 2-Naphthol-Clustern.

MO 19.6 Fr 12:15 HS 332
HIGH RESOLUTION STUDY OF DELOCALIZED ELEC-
TRON CLOUDS BY PHOTOIONIZATION OF C60 IN
SMALL ENERGY STEPS — •Sanja Korica 1 , Axel
Reinköster 1 , Burkhard Langer 2 , Daniel Rolles 1 , Slobodan
Cvejanović 1 , Jens Viefhaus 1 , and Uwe Becker 1 —
1 Fritz-Haber-Institut der MPG, Faradayweg 4-6, D-14195 Berlin,
Germany — 2 Max-Born-Institut, Max-Born-Str. 2a, D-14489 Berlin,
Germany
Recent measurements of the non-resonant valence photoemission of
C60 in the oscillatory regime have shown that advanced theoretical calculations
are capable to describe the measured cross-section behavior in
great detail [1]. We have made measurements with high photon energy
resolution and small energy steps in order to reveal the predicted resonance
structures experimentally. The characteristic oscillations in the
partial photoionization cross sections of C60 are analysed in terms of geometrical
properties of both, the cage structure and the distribution of the
delocalized electron cloud of the highest occupied molecular orbitals. The
analysis is based on the Fourier transform of the cross section oscillations,
the results are corroborated by different theoretical models. In contrast
to this good overall agreement between theory and experiment there is
striking disagreement with respect to discrete resonance structure in the
partial cross sections predicted by the theoretical calculations. Possible
reasons for this behavior are discussed.
[1] A. Rüdel, R. Hentges, U. Becker, H.S. Chakraborty, M.E. Madjet, and
J.M. Rost, Phys. Rev. Lett. 89 (2002), 125503 and references therein
MO 19.7 Fr 12:30 HS 332
Fragmentation Dynamics of C60 — •Mark Boyle 1 , Ihar
Shchatsinin 1 , Tim Laarmann 1 , C.P. Schulz 1 , and I.V. Hertel 1,2
— 1 Max Born Institut, Max-Born-Str. 2A, 12489 Berlin — 2 Freie
Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
The C60 cluster is an interesting model system for studying lasermatter
interaction. The high degree of symmetry facilitates the studies
MO 20 Schwingung und Rotation
of a complex system. One characteristic of great interest is the energy
redistribution after the initial fs-laser pulse excitation. The mechanisms
and time scales for energy redistribution are of considerable interest for
understanding and controlling their dynamical behavior. Fragmentation
can provide an indirect measure of the transfer of energy from the electronic
to the vibrational degrees of freedom. Pump-probe measurements
have been made to monitor the fragmentation of C60 on the femtosecond
and picosecond time scale. This presentation will cover recent results
from pump-probe measurements, as well as discuss the applications of
pulse shaping to control the dynamics.
MO 19.8 Fr 12:45 HS 332
Photoionisation als Struktursonde von delokalisierten Elektronen
in Fullerenen — •B. Langer — Max-Born-Institut für Nichtlineare
Optik und Kurzzeitspektroskopie, Max-Born-Str. 2A, D-12489
Berlin
Die Örtliche Verteilung von delokalisierten Elektronen ist im
allgemeinen einer experimentellen Bestimmung nur schwer zugänglich.
Erst in jüngster Zeit hat sich gezeigt, daß für eine bestimmte Klasse
von Clustern, aber insbesondere für Fullerne, eine derartige Analyse
möglich ist. Die spezifische Potentialstruktur dieser Fullerene gibt Anlaß
zu charakteristischen Oszillationen in den partiellen Photoionisations–
Wirkungsquerschnitten der äußeren Valenzschalen, die Informationen
über die Verteilung der delokalisierten Elektronen im reziproken
Fourier–Raum enthalten. Dies wurde kürzlich für C60 [1] gezeigt. Eine
analoge Untersuchung an C70 wurde mit dem Ziel durchgeführt, zu
prüfen, inwieweit diese Methode auf dieses nicht vollkommen sphärische
Molekül übertragbar ist. Die Messungen zeigen, daß die Methode in
der Tat auf eine weitere Gruppe von Fullerenen anwendbar ist, wobei
gerade die spezifischen Unterschiede zwischen C60 und C70 in den
charakteristischen Oszillationen zutage treten.
[1] A. Rüdel, R. Hentges, U. Becker, H. S. Chakraborty, M. E. Madjet,
and J. M. Rost, Phys. Rev. Lett., 89, 125503 (2002) and references therein.
Zeit: Freitag 11:00–12:45 Raum: HS 355
MO 20.1 Fr 11:00 HS 355
Gas Phase Investigation of Strong Hydrogen Bonds by
Infrared Spectroscopy — •Eva Cristina Kaposta 1 , Nicholas
L. Pivonka 2 , Mathias Bruemmer 1 , Gabriele Santambrogio 1 ,
Carlos Cibrian Uhalte 1 , Matt Nee 2 , Andreas Osterwalde
2 , Gert von Helden 3 , Gerard Meijer 3 , Daniel M.
Neumark 2 , Ludger Woeste 1 , and Knut R. Asmis 3 — 1 Institut
fuer Experimentalphysik, Freie Universitaet Berlin, Arnimallee 14,
D-14195 Berlin, Germany — 2 Department of Chemistry, University of
California, Berkley, California 94720 USA — 3 Fritz-Haber-Institut der
Max-Planck-Gesellschaft, Abteilung Molekuelphysik, Faradayweg 4-6,
D-14195 Berlin, Germany
Hydrogen bonds govern physical and chemical phenomena ranging
from the solvent properties of water to the structure of proteins and
nucleic acids. Strong hydrogen bonds are characterized by low exchange
barriers and often the central proton or hydrogen atom is shared equally
by the two heteroatoms. In the present work we characterize the infrared
(IR) spectroscopy of strong hydrogen bonds in the gas phase.
IR-photodissociation spectra were measured for (BrHBr) − , (BrDBr) − ,
(BrHI) − and (BrDI) − , model compounds, which function as precursors
for transition state spectroscopy experiments, as well as of the protonated
water dimer H5O + 2 . The spectra were measured in the region from 625
to 1700 wave numbers by combining a tandem mass spectrometer with
the output of the tunable, intense free electron laser FELIX.
MO 20.2 Fr 11:15 HS 355
Direct observation of Tiers in the Energy Landscape of a Chromoprotein:
a Single-Molecule study — •Clemens Hofmann 1 ,
Martin Richter 1 , Thijs J. Aartsma 2 , Hartmut Michel 3 , and
Jürgen Köhler 1 — 1 Experimental Physics IV, University of Bayreuth
— 2 Department of Biophysics, Leiden University — 3 Department of
Molecular Membrane Biology, MPI of Biophysics, Frankfurt
Pigment-protein complexes play an important role in light-harvesting
of bacterial photosynthesis. From x-ray crystallography it is known that
70
the light-harvesting 2 complex (LH2) from Rhodospirillum molischianum
consists of 24 BChl a molecules arranged in C8 symmetry in two concentric
rings containing eight and sixteen pigments, respectively. The
electronically excited states of the eight-ring (B800) are mainly localised
on individual BChl a molecules due to the weak coupling between the
chromophores. A sensitive tool to monitor structural fluctuations of the
protein backbone in the local environment of the chromophore is provided
by recording the changes of the spectral positions of the pigment
absorptions as a function of time. The data provide information about
the organisation of the energy landscape of the protein in distinct tiers
that can be characterised by an average barrier height. In addition, a
clear correlation for the transition rates between those states and the
energy separation of the levels is uncovered.
[1] Clemens Hofmann, Thijs J. Aartsma, Hartmut Michel,
Jürgen Köhler, PNAS 100 15534-15538 (2003).
[2] Clemens Hofmann, Thijs J. Aartsma, Hartmut Michel,
Jürgen Köhler New J. Phys. (in press).
MO 20.3 Fr 11:30 HS 355
Free Rotation of Paraterpenyl in PMMA Nanocavities —
•Christian Spitz, David von Seggern, and Ralf Menzel —
Universität Potsdam, Institut für Physik, Am Neuen Palais 10, 14469
Potsdam
By the use of transient grating diffraction measurements the population
dynamics as well as the polarization dynamics in thin films can be
investigated on a ps timescale. In this technique a pair of pump beams
modulates the sample absorption with its interference pattern. Subsequently,
a probe beam is diffracted on the population grating as well as
on the polarization grating.
In this paper the excited state behaviour of p-terphenyl in cyclohexane
solution and in a rigid poly(methyl methacrylate) (PMMA) film is
reported. In both cases the signal shows a biexponential decay with a
slower component corresponding to the excited state lifetime. The faster
time constant is predicted for rotational reorientation in the case of liquid
solution. Unexpectedly in the rigid film this reorientation becomes

even faster which is discussed in terms of a free volume effect. This would
predict the existence of nanocavities in PMMA of much bigger size than
observed so far.
MO 20.4 Fr 11:45 HS 355
Hochaufgelöste Laserspektroskopie an Terrylen im Jet —
•Gerald Hoheisel, Elke Heinecke und Achim Hese — Technische
Universität Berlin, Institut für Atomare Physik und Fachdidaktik,
Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin
In diesem Beitrag werden hochaufgelöste laserinduzierte Fluoreszenz-
Messungen an Terrylen vorgestellt. In einem Edelgas-Überschall-Strahl
sind der vibrationslose S1 ←S0 Übergang von Terrylen und sehr niedrig
liegende vibronische Übergänge untersucht worden. Erstmalig konnte
Terrylen, das vor allem in der Einzelmolekül-Spektroskopie ausführlich
studiert wurde, in einem kalten und isolierten Zustand ohne den Einfluss
einer Matrix untersucht werden. Unterstützt von ab-initio Rechnungen
sind aus einer Bandkontouranalyse der nicht aufgelösten rovibronischen
Spektren Rotationskonstanten und Bandenursprünge ermittelt worden.
MO 20.5 Fr 12:00 HS 355
Hochauflösende Spektroskopie und Analyse der Schwingungsikosade
von Methan bei 1.3-1.5 µm — •M. Hippler 1 , M. Quack 1 ,
M. Rey 1 , V. Boudon 2 und M. Loëte 2 — 1 Physikalische Chemie, ETH
Zürich, CH-8093 Zürich — 2 Laboratoire de Physique de l’Université de
Bourgogne, F-21078 Dijon
Eine detaillierte Analyse der Obertonspektren von Methan ist wichtig,
denn sie enthalten relevante Informationen über intramolekulare Schwingungsenergieumverteilung
und über die Wechselwirkung von Schwingungsmoden
und Rotation. Sie ist auch für analytische Anwendungen
wichtig und um die komplexe Tensortheorie effektiver Hamiltonoperatoren
zu überprüfen, sowie um präzise Grundlagen für 9-dimensionale
Potentialhyperflächen [1] zu liefern.
Vor kurzem haben wir eine Variante der Cavity Ring-Down Spektroskopie
entwickelt [2,3], die wir auf die ν2 + 2ν3 Bande von Methan bei
7510 cm −1 anwenden [4]. Diese Bande ist Teil der Schwingungsikosade
(20 wechselwirkende Schwingungsmoden) des Methan bei 1.3-1.5 µm.
Aufgrund der hohen Empfindlichkeit und der spektralen Vereinfachung
in einer kalten Expansion können in diesem Bereich Rotationslinien zum
ersten Mal zugeordnet werden [4]. Ausführliche Modellrechnungen erlauben
eine erste Zuordnung von Schwingungsbanden dieser Ikosade, die in
hochaufgelösten FTIR Spektren bei Zimmertemperatur erhalten wurden.
[1] R. Marquardt, M. Quack; J. Chem. Phys., 109 (1998) 10628.
[2] Y. He, M. Hippler, M. Quack; Chem. Phys. Letters, 289 (1998) 527.
[3] M. Hippler, M. Quack; Chem. Phys. Letters, 314 (1999) 273.
[4] M. Hippler, M. Quack; J. Chem. Phys., 116 (2002) 6045.
MO 20.6 Fr 12:15 HS 355
Four-wave mixing spectroscopy of the S1 state of all-trans-β-
Carotene using ultrashort laser pulses — •Hrvoje Skenderović
1,2 , Thomas Hornung 1,3 und Marcus Motzkus 1,4 — 1 Max-
Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Strasse 1, D-85748
Garching — 2 Institute of Physics, Bijenička cesta 46, 10000 Zagreb, Croatia
— 3 Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Ave.,
Cambridge MA 02139-4307 — 4 Philipps-Universität, D-35032 Marburg,
Germany
Time-resolved degenerate four wave mixing (DFWM) and pump +
DFWM with a temporal resolution of 16 fs is used to excite and probe
the modes of the electronic ground state 1 1 A − g , (S0), and the lowest
lying dipole forbidden excited electronic state 2 1 A − g , (S1), of all-transβ-Carotene.
In a first step, we performed resonant (center wavelength
490-507nm) and non resonant (560nm) DFWM spectroscopy to characterize
the temporal dynamics of the S0 modes. The signal shows long
time dynamics together with pronounced oscillations. The decay with a
time constant of 6-8 ps corresponds to the well-known relaxation of S1-
S0, while the oscillations are attributed to the high-frequency vibrational
modes of the S0 state (1000 - 1500 cm −1 ).
When an additional pump pulse (485 nm) is introduced, population
in the excited S1 state is generated by energy relaxation and its vibrational
dynamics can be probed by the time-resolved DFWM (560
nm) probe. Fast oscillations are observed which correspond exclusively
to high-frequency vibrations of the S1 state.
MO 20.7 Fr 12:30 HS 355
IR-Spektroskopie zur Analyse von Protonentransferkoordinaten
im elektronisch angeregten und ionischen Zustand — •M.
Gerhards, A. Gerlach, H. Fricke und A. Jansen — H.-Heine
Universität Düsseldorf, Institut für Physikalische Chemie I, Universitätsstraße
1, 40225 Düsseldorf
o-Hydroxycarbonsäuren sind bedeutende Modellsubstanzen, um
Protonen- bzw. H-Transferreaktionen im elektronisch angeregten sowie
auch im ionischen Zustand zu analysieren. Es werden hier Untersuchungen
in Molekularstrahlexperimenten an 2,5-Dihydroxybenzoesäure
(DHB) – die als Matrixsubstanz für MALDI Messungen eingesetzt wird
– und seinem Cluster mit Wasser vorgestellt. Detaillierte Informationen
über die Geometrieänderungen der ” Transfer-“ (Tautomerisierungs-
) Koordinate C=O· · ·H-O können über die charakteristischen OH
bzw. C=O Streckschwingungsfrequenzen erhalten werden. Wir haben
nun verschiedene massen- und isomerenselektive IR/UV Doppel- bzw.
Tripelresonanz-Techniken (3 resonante Anregungen, zwei UV, eine IR)
zur Analyse der OH und (mit einem neu entwickelten Laser) auch der
C=O Schwingungen auf den S1 und den ionischen Grundzustand angewendet.
Im Fall des DHB und des DHB(H2O)1 werden verschiedene
Isomere erhalten, wobei die Veränderung der Tautomerisierungskoordinate
sowie der Einfluss des Wassers direkt über die IR-Frequenzen des
S0, S1 und Ionenzustands ermittelt werden.
MO 21 Ultrakurze Lichtimpulse: Quantenkontrolle (gemeinsame Sitzung mit Fachverband
Q)
Zeit: Freitag 11:00–13:00 Raum: HS 223
MO 21.1 Fr 11:00 HS 223
Convergence properties of the adaptive compression of highpower,
broadband femtosecond laser pulses — •T. Witting 1 ,
M. Köller 2 , G. Tsilimis 1 , J. Kutzner 1 , H. Maurer 2 , and H.
Zacharias 1 — 1 Physikalisches Institut — 2 Institut für Numerische und
instrumentelle Mathematik, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
A feedback controlled pulse shaping device has been implemented
and applied for compression of high-power, broadband Ti:Sapphire laser
pulses to their transform limit. The laser system consists of a mirror
dispersion controlled oscillator and a multipass amplifier with a pairing
double prism compressor providing pulses with a duration of 30 fs and an
energy of up to 1.2 mJ per pulse at 1 kHz repetition rate. These phase
distorted output pulses are phase modulated by an all reflective pulse
71
shaping unit equipped with a high resolution spatial light modulator
(SLM) resulting in 22 fs transform limited pulses. To achieve the shortest
possible pulse an evolutionary algorithm controls the pulse shaper
utilizing a two-photon signal as feedback. Detailed investigations of algorithm
parameters and their effect on convergence behaviour have been
performed and are comparable with the experimental findings.
MO 21.2 Fr 11:15 HS 223
Control of phase and amplitude of 10 to 20 fs laser pulses
tunable in the visible spectral range — •Stephan Malkmus,
Constanze Sobotta, Jörg Neuhaus, Regina Dürr, and Markus
Braun — Ludwig-Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für
BioMolekulare Optik, Oettingenstraße 67, 80538 München

Wavepaket motions can be studied to gain temporal and structural
information of molecular movements from optical spectroscopy (besides
fs-time-resolved X-ray, raman and IR methods). Tunable pulses in the
10 fs range are a prerequisite for resolving high frequency modes above
1000 cm −1 .
We present a procedure of phase and amplitude optimisation of superbroad
tunable ultrashort pulses generated by a non-collinear optical
parametric amplifier (NOPA). This is obtained both, by direct
crosscorrelation-FROG diagnostics and correction of the spectral phase
in the Fourier plane of a 4-f-setup with a liquid-crystal mask (”pulseshaper”),
and by an evolutionary algorithm optimising the broadband
second harmonic signal in order to get the shortest pulses.
The application of these pulses for the measurement of wavepaket motions
in an oxazine dye will be presented.
MO 21.3 Fr 11:30 HS 223
Formung und Strukturierung abstimmbarer ultravioletter
Femtosekundenimpulse — •Michael Wessolowski, Christian
Schriever, Kai Stock, Peter Baum, Stefan Lochbrunner und
Eberhard Riedle — LS für BioMolekulare Optik, Sektion Physik,
Ludwig-Maximilians-Universität München
Geformte und strukturierte Femtosekunden-Laserimpulse spielen bei
der Untersuchung und der Kontrolle von ultraschnellen physikalischen
und chemischen Prozessen eine zentrale Rolle. Da viele organische Moleküle
ihre elektronische Absorption im blauen und ultravioletten (UV)
Spektralbereich haben, ist es notwendig, geformte Impulse in diesem Bereich
zu erzeugen. Es wird ein neues Schema zur Erzeugung solcher Pulse
vorgestellt und demonstriert. Mit einem nichtkollinear phasenangepaßten
optisch parametrischen Verstärker (NOPA), der von einem regenerativen
Ti:Saphir Lasersystem (800 nm) gepumpt wird, werden abstimmbare
breitbandige Impulse im Wellenlängenbereich 450-700 nm erzeugt. Diese
sub-20-fs Impulse werden mit einer Flüssigkristallmaske (CRI, 2*128
Pixel) in Phase und Amplitude moduliert. Der effiziente Transfer der
geformten sichtbaren Impulse ins UV wird durch Summenfrequenzmischung
mit einem geeignet gestreckten Teil des Ti:Saphir Lichtes erreicht
[1]. Wir erzeugen im UV abstimmbare strukturierte Impulse mit Energien
von einigen hundert Nanojoule und einer Länge der Substrukturen
von unter 30 fs.
[1] I. Z. Kozma, P. Baum, S. Lochbrunner, and E. Riedle, Opt. Express
23, 3110 (2003).
MO 21.4 Fr 11:45 HS 223
Quantenkontrolle durch ultraschnelle Polarisationspulsformung
— Tobias Brixner 1 , Dirk Liese 2 , Oksana Graefe 2 , Christian
Horn 2 , •Gerhard Krampert 1 , Thomas Pfeifer 1 , Reimer Selle
1 , Matthias Wollenhaupt 2 , Thomas Baumert 2 und Gustav
Gerber 1 — 1 Physikalisches Institut, Universität Würzburg, Am Hubland,
97074 Würzburg, Germany — 2 Experimentalphysik III, Universität
Gh Kassel, Heinrich-Plett-Str. 40, 34132 Kassel, Germany
Die Formung des zeitabhängigen Polarisationszustandes eines ultrakurzen
Laserpulses wurde dazu verwendet, ein Quantensystem in einen
gewünschten Endzustand zu steuern. Kaliumdimere aus einem Molekularstrahl
wurden benutzt, um zu zeigen, dass ein polarisationsgeformter
Laserpuls die Ionisationsrate über das Maß hinaus erhöht, das mit
einem optimal geformten linear polarisierten Laserpuls erreicht werden
kann. Dies liegt an den Multiphoton-Ionisationswegen in K2. Diese enthalten
Dipolübergänge, die unterschiedliche Polarisationrichtungen des
anregenden Laserfeldes bevorzugen. Dieses Experiment stellt eine qualitative
Erweiterung des Spektrums der Quantenkontrollmechanismen dar,
die Zugang zur dreidimensionalen Kontrolle der Dynamik von Quantensystemen
eröffnet.
[1] T. Brixner, G. Krampert, P. Niklaus, and G. Gerber, Appl. Phys. B
74, S133 (2002)
MO 21.5 Fr 12:00 HS 223
Controlling Isotope Ratio Ionization with Shaped fs-Laser
Pulses — •Cosmin Lupulescu, Albrecht Lindinger, Mateusz
Plewicki, Stefan M. Weber, Andrea Merli, Franziska
Vetter , and Ludger Wöste — Institut für Experimentalphysik,
Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
Isotope selection is an issue of high interest in many fields of science. We
report the control of the isotope ratio ionization R = 39,39 K + 2 / 39,41 K + 2 by
means of shaped laser pulses. This is achieved by combining pulse shaping
techniques with evolutionary algorithms. The isotope ratio could be
72
maximized up to R = 72 or minimized to R = 0.5. Information about
the dynamics occurring on the optimal ionization path is gained from
the optimal laser fields. The applied optimization method and the results
obtained for phase and/or amplitude modulated pulses at different
wavelengths will be discussed. The experiment demonstrates the general
feasibility of the optimization method for all isotopic molecules.
MO 21.6 Fr 12:15 HS 223
Quantum Control of Bond Breaking in Triatomic Systems using
Few-Cycle IR + UV Laser Pulses — •Nadia Elghobashi, Leticia
González, and Jörn Manz — Institut für Chemie, Physikalische
und Theoretische Chemie, Freie Universität Berlin, Takustrasse 3, D-
14195 Berlin, Germany
Few-cycle infrared (IR) plus ultraviolet (UV) laser pulses can excite coherent
vibrations, inducing selective dynamical changes in bond lengths,
momenta, etc. In symmetric molecules, these pulses can induce dynamical
symmetry breaking. Here, such pulses shall be applied to triatomic
hydrogen-bonded molecules, XHY, to induce dynamical changes in bond
lengths which may lead to selective bond-breaking, i.e. XHY → X +
HY or XH + Y. The mechanism begins with an initial well-crafted, fewcycle
IR laser pulse that drives the hydrogen away from its equilibrium
position in the electronic ground state or provides it with appropriate
momentum. After an optimized time delay, a second, few-cycle UV laser
pulse is applied, thus photodetaching an electron or exciting the system to
an unbound potential energy surface (PES). Evolution of the pre-excited
system on the excited surface results in bond-selective dissociation.
Exemplarily, two dimensional (2D) ab initio and quantum dynamical
simulations will be discussed for the symmetric FHF − molecule and other
asymmetric systems, like HOD and OHF − .
MO 21.7 Fr 12:30 HS 223
Optimale Kontrolle von Photoisomerisierungsreaktionen —
•Gerhard Vogt, Gerhard Krampert, Patrick Niklaus und
Gustav Gerber — Physikalisches Institut, Universität Würzburg,
Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
Neben Experimenten zur Optimalen Kontrolle in der Gasphase sind
verschiedene Prozesse auch in der flüssigen Phase untersucht worden.
Keines dieser Experimente hat allerdings bisher versucht die Veränderung
der geometrischen Molekülstruktur zu kontrollieren. Hier berichten wir
über die optimale Kontrolle der Photoisomerisierungsreaktion von in Methanol
gelöstem 3,3-Diethyl- 2,2-Thiacyanine Iodide (NK88).
Die trans- zu cis-Isomerisierungsreaktion erfolgt mit einer bestimmten
Wahrscheinlichkeit nach der Anregung durch einen 400 nm Femtosekundenlaserpuls.
Optimale, in Phase und Amplitude geformte Laserpulse
können sowohl eine Erhöhung als auch eine Verringerung der relativen
Ausbeute des cis- im Verhältnis zum trans-Isomers erzielen. Das dazu
benötigte Rückkopplungssignal für den Evolutionären Algorithmus wird
durch transiente Absorptionsspektroskopie bereitgestellt.
[1] T. Brixner, N.H. Damrauer, P. Niklaus, G. Gerber, Nature 414 (2001)
57
[2] A. Assion, T. Baumert, M. Bergt, T. Brixner, B. Kiefer, V. Seyfried,
M. Strehle, G. Gerber, Science 282 (1998) 919
MO 21.8 Fr 12:45 HS 223
Laserkontrolle molekularer Schalter mit Cyclohexadien als aktivem
Zentrum — •Dorothee Geppert 1 , Lena Seyfarth 1 , Angelika
Hofmann 2 und Regina de Vivie-Riedle 1,2 — 1 Department Chemie,
Ludwig-Maximilians-Universität München — 2 Max-Planck-Institut
für Quantenoptik, Garching
Bistabile Moleküle können als molekulare Schalter genutzt werden,
wenn ihre beiden Isomere unterschiedliche physikalische Eigenschaften
besitzen. Hin- und Rückreaktion können z.B. durch Laserpulse initiiert
werden. Eine Klasse möglicher Schalter beinhaltet Cyclohexadien (CHD)
als Chromophor. Die ultraschnelle Ringöffnung von CHD verläuft über
mehrere konische Durchschneidungen. Auf der Grundlage quantenchemischer
und -dynamischer Untersuchungen ist es uns gelungen, die Reaktionsgeschwindigkeit
zu steuern. Dies geschieht durch speziell geformte
fs-Laserpulse, die wir mit Hilfe der Optimal Control Theory berechnen.
Um dieses Konzept auf größere photochrome Systeme zu übertragen,
haben wir ein Modell entwickelt, das an experimentelle Daten angepasst
werden kann und alle wichtigen Merkmale der CHD-Ringöffnung beinhaltet.
In diesem Modell ist eine Produktkontrolle über intermediäre Zielzustände
möglich.

Hauptvorträge
QUANTENOPTIK UND PHOTONIK (Q)
Prof. Dr. Gerhard Rempe
Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Hans-Kopfermann-Straße 1
85748 Garching
http://www.mpq.mpg.de/qdynamics/
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsäle HS 101, HS 204, HS 218, HS 221, HS 223, HS 224 und HS 225)
Q 1.1 Mo 11:00 (HS 225) Quantenoptik auf dem Weg von der Atomphysik zur Kernphysik,
Heinrich Schwoerer
Q 1.2 Mo 11:45 (HS 225) Nichtlineare Wechselwirkungen von Laserlicht - Anwendungen und Perspektiven,
Ralf Menzel
Q 29.1 Do 11:00 (HS 225) Interferenz, Korrelationen und Verschränkung in höheren Dimensionen,
Wolfgang Schleich
Q 29.2 Do 11:45 (HS 225) Ultra-cold Fermi Gases: From Bose-Einstein Condensation of Molecules
to Fermi Superfluidity, Christophe Salomon
Fachsitzungen
Q 1 Hauptvorträge I Mo 11:00–12:30 HS 225 Q 1.1–1.2
Q 2 Quanteninformation I Mo 14:00–16:00 HS 101 Q 2.1–2.8
Q 3 Nichtlineare optische Effekte und Lichtquellen I Mo 14:00–15:45 HS 204 Q 3.1–3.7
Q 4 Festkörperlaser Mo 14:00–16:00 HS 218 Q 4.1–4.8
Q 5 Ultrakurze Lichtimpulse: Attosekundenpulse Mo 14:00–15:45 HS 223 Q 5.1–5.6
Q 6 Gruppenberichte Fallen und Kühlung Mo 14:00–16:00 HS 224 Q 6.1–6.4
Q 7 Quantenkommunikation Mo 16:30–18:45 HS 101 Q 7.1–7.9
Q 8 Nichtlineare optische Effekte und Lichtquellen II Mo 16:30–18:00 HS 204 Q 8.1–8.6
Q 9 Festkörper- und Halbleiterlaser Mo 16:30–18:30 HS 218 Q 9.1–9.8
Q 10 Ultrakurze Lichtimpulse: Röntgenpulse und Kernphy- Mo 16:30–18:30 HS 223 Q 10.1–10.8
sik
Q 11 Fallen und Kühlung Mo 16:30–18:45 HS 224 Q 11.1–11.9
Q 12 Quantengase I Mo 16:30–18:30 HS 225 Q 12.1–12.8
Q 13 Quantencomputer Di 11:00–12:30 HS 101 Q 13.1–13.5
Q 14 Optische Messtechnik Di 11:00–12:45 HS 204 Q 14.1–14.7
Q 15 Quanteneffekte I Di 11:00–12:30 HS 218 Q 15.1–15.6
Q 16 Informationsspeicherung, Wellenleitung und Informa- Di 11:00–12:30 HS 223 Q 16.1–16.6
tionsübertragung
Q 17 Teilchenoptik Di 11:00–13:00 HS 224 Q 17.1–17.8
Q 18 Quantengase II Di 11:00–13:00 HS 225 Q 18.1–18.8
Q 19 Poster Festkörper- und Halbleiterlaser Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 19.1–19.7
Q 20 Poster Ultrakurze Lichtimpulse Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 20.1–20.18
Q 21 Poster Quantengase Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 21.1–21.14
Q 22 Poster Quanteninformation, -kommunikation und -
computer
Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 22.1–22.16
73

Q 23 Quanteninformation II Di 16:30–18:30 HS 101 Q 23.1–23.8
Q 24 Photonik in komplexen und periodischen Strukturen Di 16:30–18:30 HS 204 Q 24.1–24.8
Q 25 Quanteneffekte II Di 16:30–18:45 HS 218 Q 25.1–25.8
Q 26 Ultrakurze Lichtimpulse: Erzeugung Di 16:30–18:45 HS 223 Q 26.1–26.9
Q 27 Fallen und Kühlung Di 16:30–18:30 HS 224 Q 27.1–27.8
Q 28 Quantengase III Di 16:30–18:30 HS 225 Q 28.1–28.8
Q 29 Hauptvorträge II Do 11:00–12:30 HS 225 Q 29.1–29.2
Q 30 Symposium Biophotonik (SYBP) Do 11:00–13:00 HS 224 Q 30.1–30.1
Q 31 Poster Nichtlineare optische Effekte und Lichtquellen Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 31.1–31.14
Q 32 Poster Laserspektroskopie und Laser in der Umweltmesstechnik
Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 32.1–32.10
Q 33 Poster Präzisionsmessungen und optische Messtechnik
Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 33.1–33.9
Q 34 Poster Photonik in komplexen und periodischen Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 34.1–34.2
Strukturen
Q 35 Poster Wellenleitung und Informationsübertragung Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 35.1–35.4
Q 36 Poster Quanteneffekte Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 36.1–36.14
Q 37 Poster Teilchenoptik Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 37.1–37.3
Q 38 Poster Fallen und Kühlung Do 14:00–16:00 Schellingstr. 3 Q 38.1–38.20
Q 39 Quanteninformation III Do 16:30–18:30 HS 101 Q 39.1–39.8
Q 40 Laserspektroskopie Do 16:30–18:30 HS 204 Q 40.1–40.8
Q 41 Quanteneffekte III Do 16:30–18:30 HS 218 Q 41.1–41.7
Q 42 Ultrakurze Lichtimpulse: Carrier-Envelope-Phase Do 16:30–18:45 HS 223 Q 42.1–42.8
Q 43 Biophotonik und Laser in der Medizin Do 16:30–18:30 HS 224 Q 43.1–43.8
Q 44 Gruppenberichte Quantengase Do 16:30–18:30 HS 225 Q 44.1–44.4
Q 45 Quanteninformation IV Fr 11:00–13:00 HS 101 Q 45.1–45.7
Q 46 Laser in der Medizin und Umweltmesstechnik Fr 11:00–13:15 HS 204 Q 46.1–46.9
Q 47 Quanteneffekte IV Fr 11:00–13:00 HS 218 Q 47.1–47.8
Q 48 Laserspektroskopie und Präsizionsmessungen Fr 11:00–13:00 HS 221 Q 48.1–48.8
Q 49 Ultrakurze Lichtimpulse: Quantenkontrolle (gemein- Fr 11:00–13:00 HS 223 Q 49.1–49.8
same Sitzung mit Fachverband MO)
Q 50 Gruppenberichte Laserspektroskopie Fr 11:00–13:00 HS 224 Q 50.1–50.4
Q 51 Quantengase IV Fr 11:00–13:00 HS 225 Q 51.1–51.8
Q 52 Postdeadline Do 20:00–21:50 HS 225 Q 52.1–52.11
Symposium Biophotonik
C. Denz (Münster) organisiert für den Fachverband “Quantenoptik und Photonik” das Symposium “Biophotonik” (SYBP).
Do 11:00-13:00 HS 224 Beiträge siehe separates Programm SYBP
Postdeadline Sitzung
Der Fachverband “Quantenoptik und Photonik” organisiert am Donnerstag, dem 25. März 2004, 20:00-22:00 eine Postdeadlinesitzung.
Neueste Ergebnisse können für diese Sitzung vom 1. bis 27. Februar 2004, 24:00 Uhr elektronisch (http://www.dpgtagungen.de/subm/)
als Vortrag eingereicht werden. Die Beiträge werden begutachtet.
Mitgliederversammlung des Fachverbands Quantenoptik und Photonik
Mo 12:30–13:30 HS 225
Vorläufige Tagesordnung:
1. Bericht des FV-Vorsitzenden
2. Bericht zum Weltjahr der Physik
3. Bericht aus der AG Photonik
4. Wahl des neuen FV-Vorsitzenden
5. Wahl des neuen stellvertretenden FV-Vorsitzenden
6. Verschiedenes
74

Gez., G. Rempe
75

Fachsitzungen
– Hauptvorträge, Gruppenberichte, Kurzvorträge und Posterbeiträge –
Q 1 Hauptvorträge I
Zeit: Montag 11:00–12:30 Raum: HS 225
Hauptvortrag Q 1.1 Mo 11:00 HS 225
Quantenoptik auf dem Weg von der Atomphysik zur Kernphysik
— •Heinrich Schwoerer — Institut für Optik und Quantenelektronik,
Friedrich-Schiller-Universität Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743
Jena
Die heute intensivsten Laser produzieren ultrakurze, nah-infrarote
Laserpulse mit Spitzenintensitäten von über 10 20 W/cm 2 . Wechselwirken
diese Laserpulse mit Materie, so kann intensive und ultrakurze
Innerschalen-Röntgenstrahlung emittiert werden. Weiterhin können in
großer Zahl Elektronen, Protonen und Strahlung mit mittleren Energien
von mehreren 10 Megaelektronenvolt erzeugt werden. Dies ist der Energiebereich
der Kernriesenresonanzen, so dass Kernreaktionen wie Neutronenabspaltung,
Kernspaltung, Isomerenanregung und auch Fusion induziert
werden können. Die Besonderheiten dieser neuen Teilchen- und
Photonenquelle, nämlich ihre kurze Emissionsdauer, ihr hoher Fluss und
ihre Kompaktheit eröffnen interessante Perspektiven für die Kernphysik
und die Untersuchung elementarer Wechselwirkung von Strahlung und
Materie. Anhand grundlegender Experimente wird der aktuelle Stand
der laserinduzierten Kernphysik dargestellt. Abschließend wird ein Ausblick
auf zukünftige Möglichkeiten hochintensiver Laser in Kern- und
Teilchenphysik gegeben.
Q 2 Quanteninformation I
Hauptvortrag Q 1.2 Mo 11:45 HS 225
Nichtlineare Wechselwirkungen von Laserlicht - Anwendungen
und Perspektiven — •Ralf Menzel — Institut für Physik, Lehrstuhl
Photonik der Universität Potsdam, Am neuen Palais10, 14469 Potsdam
Mit der breiten Verfügbarkeit neuer Laser mit kurzen Pulsen und hohen
Spitzenleistungen ergeben sich viele neue Möglichkeiten nichtlineare
optische Wechselwirkungen (WW) von Licht mit Materie zu untersuchen.
Die dabei auftretenden Effekte der kohärenten und inkohärenten
WW mit transparenter und absorbierender Materie werden im Vortrag
im Hinblick auf die theoretische Beschreibung klassifiziert und in ihren
Möglichkeiten für Physik, Chemie, Biologie und Medizin diskutiert.
Chancen und Schwierigkeiten werden an Beispielen aus der nichtlinearen
optischen Spektroskopie, der Lasertechnik und der Quanteninformation
erläutert. Dies betrifft neue Methoden der Analytik, der 3-dimensionalen
Formerfassung, der Weisslichterzeugung, der kohärenten Kopplung von
Lasern, der optischen Phasenkonjugation, beim Aufbau von Hochleistungslasern
sowie das Arbeiten mit nicht-klassischem Licht.
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 101
Q 2.1 Mo 14:00 HS 101
Towards an entanglement area theorem — •J. Dreißig 1 , M.
Cramer 1 , M.B. Plenio 2 und J. Eisert 1,2 — 1 Institut für Physik, Universität
Potsdam, Am Neuen Palais 10, D-14469 Potsdam — 2 Blackett
Laboratory, Imperial College London, Prince Consort Road, SW7 2BW
London
We revisit the concept of geometric entropy with the tools of entanglement
theory in infinite-dimensional quantum systems. We consider the
von Neumann entropy associated with a distinguished region in a discretized
free massless scalar field in its ground state. We show that the
entropy is proportional to the area of the boundary surface without relying
on numerical estimates. We investigate the continuum limit leading
to an associated field theory, and consider the degree of entanglement in
case of thermal states associated with some non-zero temperature.
Q 2.2 Mo 14:15 HS 101
Witness Operators versus Bell Inequalities — •Philipp Hyllus,
Otfried Gühne, Dagmar Bruß, Maciej Lewenstein, and Anna
Sanpera — Institut für Theoretische Physik, Universität Hannover,
30167 Hannover
Quantum states that violate Bell inequalities cannot be described by
a local hidden variable model. Witness operators provide a conceptually
different method for the detection of entanglement in quantum systems.
In general, the set of mixed quantum states that violate a Bell inequality
is smaller than the set of states which are detected by a witness: even
for 2-qubit systems there exist mixed entangled states that admit a local
hidden variable model. We investigate the relation between witness
operators and Bell inequalities for 2 qubits. We show how witness operators
can be transformed to detect only states violating a Bell inequality,
and demonstrate that known Bell inequalities correspond to non-optimal
witness operators.
Q 2.3 Mo 14:30 HS 101
Stability of macroscopic entanglement under decoherence —
•Marc Hein 1,2 , Wolfgang Duer 1,2 , and Hans Juergen Briegel 1,2
— 1 Theoretische Physik, LMU Muenchen — 2 Institut fuer Theoretische
Physik, U Innsbruck
76
We investigate the lifetime of macroscopic entanglement in graph states
under the influence of decoherence due to different noise models. Among
these noise models are the depolarizing channel, noise models described
by quantum optical master equations of the Lindblad form and some
correlated noise models. For GHZ-type superposition states we find that
the lifetime decreases with the size of the system (i.e. the number of independent
degrees of freedom) and the effective number of subsystems
that remain entangled decreases with time. For cluster states, however,
we show that the lifetime of entanglement is independent of the size of
the system. We generalize the results to states also produced by some
Ising-type interaction but with different interaction times.
Q 2.4 Mo 14:45 HS 101
Graph states — •J. Eisert 1 , M. Hein 2 , and H.-J. Briegel 2 —
1 Institut für Physik, Am Neuen Palais 10, Universität Potsdam, D-14469
Potsdam — 2 Institut für theoretische Physik, Technikerstraße 25, Universität
Innsbruck, A-6020 Innsbruck
Graph states are multi-particle entangled states that correspond to
mathematical graphs, where the vertices of the graph take the role of
quantum spin systems and edges represent Ising interactions. They are
many-body spin states of distributed quantum systems that play a significant
role in quantum error correction, multi-party quantum communication,
and quantum computation within the framework of the one-way
quantum computer. In this talk, the formalism and setting of graph states
will be introduced. General transformation rules for graphs will be presented
in graph theoretical language when local Pauli measurements are
applied, and we will provide criteria for the equivalence of two graphs up
to local unitary transformations. We also characterize and quantify the
genuine multi-particle entanglement of such graph states in terms of the
Schmidt measure, to which we provide upper and lower bounds in graph
theoretical terms. Examples will include the codewords of the concatenated
[7,1,3]-CSS code and the graph states associated with the quantum
Fourier transform in the one-way computer. (See also the subsequent talk
by M. Hein, W. Dür, and H.J. Briegel.)

Q 2.5 Mo 15:00 HS 101
Iterative Verschränkungsreinigung mit endlichen Ressourcen —
•Stefan T. Probst, Thorsten C. Bschorr und Matthias Freyberger
— Abteilung für Quantenphysik, Universität Ulm, 89069 Ulm
Verschränkung ist eine wichtige Ressource um nichtklassische Informationsverabeitung
zu betreiben. Für Quantenkommunikation müssen
sich die Kommunikationspartner möglichst maximal verschränkte Systeme
teilen. Da jedoch im Allgemeinen die Verteilung die Verschränkung
beeinflusst, müssen diese Störungen wieder heraus gereinigt werden.
Wir betrachten ein Verschränkungsreinigungsverfahren mit Hinblick
auf eine iterative Anwendung. Unser Interesse liegt insbesondere an seinem
Verhalten bei einer endlichen Anzahl von verschränkten Systemen.
Durch die Analyse der mittleren Fidelity des iterativen Prozesses ist es
uns möglich anzugeben, wieviele EBits je nach Ausgangszustand mindestens
benötigt werden, um eine erfolgreiche Reinigung durchzuführen.
Q 2.6 Mo 15:15 HS 101
Schätzen von Quantenzuständen mit Verschränkung und Feedback
— •Thorsten Bschorr und Matthias Freyberger — Abteilung
für Quantenphysik, Universität Ulm, 89069 Ulm
Wir präsentieren neue Methoden zum Quanten–Zustandsschätzen von
Qubits mit Feedback. Dazu erweitern wir die in [1] vorgestellten Schemata
um die adaptive Messung an zwei Qubits in einer verschränkten
Basis. Die Kombination von Verschränkung und Feedback führt zu einer
deutlich verbesserten Güte. Wir diskutieren entsprechende Simulationen
für endliche Ressourcen und vergleichen die Ergebnisse mit der Güte des
optimalen Falles [2].
[1] D.G. Fischer, S.H. Kienle, und M. Freyberger, Phys. Rev A 61,
032306 (2000).
[2] A. Peres und W.K. Wootters, Phys. Rev. Lett. 66, 1119 (1991);
S. Massar und S. Popescu, Phys. Rev. Lett. 74, 1259 (1995).
Q 2.7 Mo 15:30 HS 101
Quantum Error Correcting Codes - Ab Initio — •Michael Reimpell
and Reinhard F. Werner — Institut für Mathematische Physik,
TU Braunschweig, Mendelssohnstraße 3, 38106 Braunschweig
We introduce an iterative algorithm for finding the optimal coding and
decoding operations for an arbitrary channel. In contrast to the usual approach,
we do not a priori require any error syndrome to be corrected
completely. Therefore possible solutions are not restricted to the Knill-
Laflamme definition of error correcting codes. The iteration is shown to
improve a given figure of merit in every step and each stable fixed point
of the iteration is a global optimum.
Q 2.8 Mo 15:45 HS 101
Cloning Gaussian States — •Ole Krüger 1 , Reinhard F.
Werner 1 , and Michael M. Wolf 2 — 1 Institut für Mathematische
Physik, TU Braunschweig, Germany — 2 Max-Planck-Institut für
Quantenoptik, Garching, Germany
Bright laser beams offer a practicable alternative for the realization of
quantum information tasks. In particular, they play an important role
in the transmission of quantum information over large distances. The
simultaneous access of third parties to this information during transmission
is governed by the restrictions on cloning. This is important for the
procedures of quantum cryptography.
The theoretical description of such beams is based on states of continuous
variable systems, most notably Gaussian states. Unifying and extending
previous approaches, we consider the question of optimal cloning
of Gaussian states under various settings. These include different figure of
merit functionals, joint vs. single-copy comparison and covariance properties.
We especially investigate in which sense, i.e. for which settings,
cloners with Gaussian output states are optimal.
Q 3 Nichtlineare optische Effekte und Lichtquellen I
Zeit: Montag 14:00–15:45 Raum: HS 204
Q 3.1 Mo 14:00 HS 204
Resonatorinterne Frequenzverdopplung von optisch angeregten
InGaAs Halbleiter-Scheibenlasern in den blau-grünen Spektralbereich
— •Oliver Casel, Marc A. Tremont, Harry Fuchs und
Richard Wallenstein — Fachbereich Physik, Technische Universität
Kaiserslautern, Erwin-Schrödinger-Str. 46, 67663 Kaiserslautern
Die Erzeugung sichtbarer Laserstrahlung aus kompakten Strahlquellen
auf Halbleiterbasis stellte in den letzten Jahren einen Schwerpunkt der
Laserentwicklung dar. Insbesondere die Frequenzverdopplung infraroter
Strahlung aus Halbleiterlasern hat sich als geeignet erwiesen, kohärentes
sichtbares Licht im Leistungsbereich bis zu einem Watt zu erzeugen. Seit
einigen Jahren ist ein weiteres Konzept für Halbleiterlasersysteme, die
Licht im Sichtbaren emittieren, Gegenstand von Forschung und Entwicklung.
Es handelt sich dabei um optisch angeregte Halbleiter-Scheibenlaser
mit externem Resonator, welcher einen nichtlinearen Kristall für die Frequenzverdopplung
der infraroten Strahlung enthält.
In diesem Beitrag wird über ein solches System aus InGaAs berichtet,
das im Dauerstrichbetrieb bis zu 300 mW grüner 512 nm Strahlung und
bis zu 180 mW blauer 490 nm Strahlung liefert. Die spektrale Linienbreite
beträgt dabei stets weniger als 1 nm. Zur Frequenzkonversion wird ein
5 mm langer, kritisch phasenangepasster LBO Kristall eingesetzt. Die
Halbleiterscheiben werden optisch angeregt mit fasergekoppelten Pumpdioden
bei 808 nm. Die erzielten optischen Konversionseffizienzen von
Pumpstrahlung zu sichtbarer Laserstrahlung betragen bis zu 5%.
Q 3.2 Mo 14:15 HS 204
Frequenzverdopplung in gekoppelten Ringresonatoren – Vergleich
von Theorie und Experiment — •Danilo Skoczowsky,
Volker Raab und Ralf Menzel — Universität Potsdam, Institut
für Physik/Lehrstuhl Photonik, Am Neuen Palais 10, 14469 Potsdam
Vorgestellt werden Überlegungen zur effizienten Frequenzverdopplung
von einigen hundert Milliwatt infrarotem Licht mit Hilfe von gekoppelten
Ringresonatoren. Das Prinzip besteht darin, einen im externen Resonator
betriebenen Breitstreifendiodenlaser [1] mit einem hochvergüteten
Ringresonator zu koppeln, in dem die zweite Harmonische generiert wird.
Mit einer Zielsetzung von einigen zehn Milliwatt an blauem Licht wird
die erforderliche Leistungüberhöhung und die daraus resultierenden Spie-
77
gelreflektivitäten des hochvergüteten Ringresonators ermittelt. Weiterhin
wird auf die Abstimmung beider Resonatoren bezüglich der Frequenz
und Bandbreite eingegangen. Dabei wird bewusst auf eine aktive Regelung
beispielsweise der Resonatorlänge verzichtet, sondern einer passiven
Kopplung der Vorzug gegeben. Dies wird möglich, da die Laserdiode im
externen Resonator ein optisches “Frequenzlocking” ermöglicht.
Es werden erste experimentelle Ergebnisse präsentiert und diese werden
mit den theoretischen Voraussagen verglichen.
[1] Volker Raab, Danilo Skoczowsky, and Ralf Menzel. Optics Letters,
Vol. 27, No. 22, 2002.
Q 3.3 Mo 14:30 HS 204
Adaptive Kontrolle kohärenter hoher harmonischer spektraler
Emission im weichen Röntgenbereich — •Thomas Pfeifer,
Dominik Walter, Carsten Winterfeldt, Christian Spielmann
und Gustav Gerber — Physikalisches Institut, Universität Würzburg,
Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
Kohärente Kontrolle im sichtbaren und infraroten Spektralbereich
durch Pulsformung ermöglicht heutzutage die gezielte Steuerung von chemischen
Reaktionen. Die charakteristische Zeitskala ist hierbei die Kernbewegung
in Molekülen, die im Femtosekundenbereich liegt. In unserer
Arbeit demonstrieren wir die Möglichkeit der Pulsformung im Attosekundenbereich,
das heißt, der Zeitskala elektronischer Dynamik.
Wir zeigen, dass es möglich ist, die spektrale Emission des hohen
harmonischen Prozesses umfassend und gezielt zu beeinflussen. Dies geschieht
durch adaptive Pulsformung des erzeugenden Femtosekundenlaserpulses.
Es ist nicht nur möglich die spektrale Brillianz zu erhöhen [1],
sondern auch grössere Spektralbereiche im weichen Röntgenbereich selektiv
zu manipulieren. Wir zeigen, dass es zudem möglich ist, die Erzeugung
einzelner Harmonischer zu unterdrücken. Simulationen zeigen, dass zur
Erklärung der Beobachtungen das atomare Dipolmoment als mikroskopische
Quelle der weichen Röntgenstrahlung nicht ausreicht und räumliche
Propagationseffekte berücksichtigt werden müssen.
[1] R. Bartels et al., Nature 406, 164 (2000)

Q 3.4 Mo 14:45 HS 204
Messung der nichtlinearen optischen Eigenschaften von LT-
GaAs mittels fs-z-Scan — •Volker Raab 1 , Jens Herfort 2 und
Ralf Menzel 1 — 1 Universität Potsdam — 2 Paul-Drude-Institut für
Festkörperelektronik, Berlin
Mit Hilfe der z-Scan-Technik werden bei verschiedenen Temperaturen
am Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik gewachsene Proben von
LT-GaAs (Low-Temperature-Grown Gallium-Arsenid) untersucht. Durch
diese Wachstumsbedingungen bilden sich nicht-stöchiometrische Inseln,
die zusätzliche Niveaus in der Bandlücke generieren. Dadurch findet Relaxation
außerordentlich schnell statt, wodurch sich das Material für ultraschnelle
nichtlineare Prozesse, beispielsweise in Kurzpulslasern eignet.
Die nichtlinearen Koeffizienten für Brechungsindex und Absorption wurden
von uns direkt in Abhängigkeit von den Wachstumsbedingungen gemessen.
Zum Einsatz kommt die Z-Scan-Technik mit Femtosekunden-
Laserpulsen von 140 fs Dauer. Das Licht wird mittels eines optisch
parametrischen Verstärkers auf eine Wellenlänge von etwa 1100 nm,
also unterhalb der Bandlücke von GaAs gewandelt. Da die Proben
mit 5 µm äußerst dünn sind, sind die Signale schwer zu messen. Ein
experimenteller Vergleich von fünf bei unterschiedlichen Temperaturen
gewachsenen Proben wird vorgestellt.
(gefördert durch die DFG)
Q 3.5 Mo 15:00 HS 204
Selektive Anregung von Hohlfasermoden mittels adaptiver
Strahlformung — •Dominik Walter, Thomas Pfeifer, Robert
Spitzenpfeil, Carsten Winterfeldt, Christian Spielmann und
Gustav Gerber — Physikalisches Institut, Universität Würzburg,
Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
Bei der Wechselwirkung von ultrakurzen Laserpulsen mit Gasen werden
hohe Harmonische im UV- und weichen Röntgenbereich erzeugt. Fokussiert
man die Pulse in eine gasgefüllte Hohlfaser, kann bei geeigneter
Wahl der Parameter Druck, Laserintensität, Faserdurchmesser und Fasermode
die Konversioneffizienz durch Phasenanpassung gesteigert werden
[1]. Mit Hilfe eines 2D-Pulsformers ist es uns nun möglich, durch Optimierung
der Phasenfronten des einfallenden Laserstrahls die Einkopplung in
die Hohlfaser zu kontrollieren. Die Optimierung wird dabei automatisch
vom Computer gesteuert über Rückkopplung durch einen evolutionären
Algorithmus [2]. Wir können somit durch geeignete räumliche Pulsformung
nicht nur den Durchsatz einer mit Edelgas gefüllten Hohlfaser steigern,
sondern auch gezielt einzelne Fasermoden anregen und den Einfluss
auf die erzeugten UV-Spektren untersuchen.
[1] A. Rundquist et al., Science 280, 1412 (1998)
[2] A. Assion et al., Science 282, 919 (1998)
Q 4 Festkörperlaser
Q 3.6 Mo 15:15 HS 204
Multisolitonenzustände in einem Erbiumfaserlaser — •Tom
Voigt und Fedor Mitschke — Fachbereich Physik, Universiät
Rostock, 18051 Rostock
Passiv modengekoppelte Erbiumfaserlaser dienen einerseits zur Erzeugung
von formstabilen Lichtpulsen und haben ein hohes technisches Potential
in der Telekommunikation. Andererseits stören eine Vielzahl interessanter,
letztendlich noch nicht geklärter Betriebszustände eine einfache
technische Anwendung. Es treten Strukturen mit zumindest fünf unterschiedlichen
Zeitskalen auf.
Wir haben das zeitliche Verhalten von zwei passiv modengekoppelten
Erbiumfaserlasern (NPR- und NALM-Konfiguration) experimentell untersucht.
Dazu wurden jeweils der zeitliche Intensitätsverlauf mit einer
sehr schnellen Diode, eine Intensitätsautokorrelation und das optische
Spektrum zeitgleich aufgenommen.
Neben Solitonenformungsmechanismen sind weitere physikalische Ursachen
für das Verhalten ausschlaggebend. Seitenbänder im optischen
Spektrum liefern zusammen mit den Daten der anderen Aufnahmetechniken
einen Zugang zu den im Laser auftretenden Mechanismen. Ein
Ergebnis ist das gleichzeitige Auftreten von unterschiedlichen Solitonen,
die in Bezug auf Multisolitonenzustände und deren Kopplung diskutiert
werden.
Q 3.7 Mo 15:30 HS 204
Neuartiges Phasenanpassung-Schema für die Erzeugung von
Hohen Harmonischen in einer glatten Hohlfaser — •Carsten
Winterfeldt, Thomas Pfeifer, Dominik Walter, Christian
Spielmann und Gustav Gerber — Physikalisches Institut, Universität
Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
Wir schlagen ein neuartiges Schema für die Phasenanpassung bei der
Erzeugung von Hohen Harmonischen in einer Hohlfaser durch zeitliche
Modulation der erzeugenden Femtosekunden-Laserimpulse vor. Im Gegensatz
zu [1] wird dabei keine räumlich modulierte Hohlfaser benötigt,
sondern nur ein Standardaufbau mit einer glatten Hohlfaser [2]. Der einfallende
Laserimpuls wird durch eine geeignete Methode (beispielweise
durch einen Pulsformer) in einen Pulszug von ultrakurzen Femtosekundenpulsen
umgewandelt. Durch den Unterschied von Gruppen- und
Phasengeschwindigkeit der erzeugenden Infrarot-Lichtimpulse wird eine
zeitliche Modulation des Intensität erreicht, die die Phasenfehlanpassung
zwischen fundamentaler IR-Strahlung und hohen Harmonischen im weichen
Röntgen-Bereich minimieren oder eliminieren kann.
[1] A. Paul et al., Nature 421, 51 (2003)
[2] A. Rundquist et al., Science 280, 1412 (1998)
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 218
Q 4.1 Mo 14:00 HS 218
Frequenzverdreifachung und Leistungsverstärkung für ein
mehrstufiges Titan:Saphir-Laser-System — •Thomas Kessler,
Kim Brück, Christopher Geppert, Simone Sirotzki, Klaus
Wendt und Katja Wies — Institut für Physik, Universität Mainz,
55099 Mainz
Zur Anwendung in der Resonanz-Ionisations-Massenspektrometrie
wurde an der Universität Mainz ein hochrepetierendes (1-10 kHz, ca.
50 ns), kompaktes Titan-Saphir-Laser-System entwickelt. Um einen
möglichst breiten spektralen Bereich abdecken zu können, wurde neben
einer einfachen Frequenzverdopplung auch eine Frequenzverdreifachungseinheit
aufgebaut. Zur weiteren Aufrüstung des Systems und
Leistungssteigerung in allen Harmonischen wird gerade ein optischer
Verstärker entwickelt. Für die Verstärkung wurde mit Hilfe eines
Computer-Algebra-Systems eine Simulation entwickelt, die auf einem
erweiterten Nodvik-Franz-Modell beruht.
In diesem Vortrag wird neben Spezifikationen und Layout des Gesamtsystems
speziell die Verdreifachung und die Verstärkereinheit vorgestellt.
Es werden Ergebnisse der Simulation und das Konzept des optischen
Verstärkers präsentiert.
78
Q 4.2 Mo 14:15 HS 218
Flexible Festkörperlaser hoher Strahlqualität und Pulsspitzenleistung
in Anwendungen zum Bohren, Schneiden und Ritzen
mit hohem Aspektverhältnis — •Alexander Binder 1 , Thomas
Riesbeck 2 und Hans Joachim Eichler 2 — 1 LMTB GmbH, Schwarzschildstr.8,
12489 Berlin — 2 TU Berlin, Str. des 17. Juni 135, 10623
Berlin
Thermisch und mechanisch hochfeste Werkstoffe wie z.B. Hartmetalle
und eine Vielzahl technischer Keramiken kommen zunehmend in der
Energiewirtschaft und der Nachrichtentechnik zum Einsatz, lassen sich
mit herkömmlichen Verfahren nur schwer bearbeiten.
Gepulste Lasersysteme hoher Leistungsdichte und Strahlqualität sind
in der Lage, hohe Abtragsraten dieser Materialien zu ermöglichen. Das
Material wird dabei unter sehr geringer Schmelzbildung fast vollständig
verdampft. Durch die lokale Energieeinbringung ist die thermische Belastung
des Bauteils gering. Da der Prozeß berührungsfrei ist, ist die
mechanische Beanspruchung minimal. Zudem arbeitet das Werkzeug Laser
verschleißfrei wodurch eine entsprechende Nachführung während des
Prozesses entfällt.
Der in dieser Arbeit vorgestellte Laser ist ein Nd:YAG-Oszillator-
Verstärkersystem mit einer mittleren Ausgangsleistung von bis zu 124W
bei einer Strahlqualität M 2 = 2, 2. Durch die sehr gute Strahlqualität
und die hohe Flexibilät des Systems sind Bohrungen mit einem Durchmesser/Tiefenverhältnis
von 1:200 ebenso möglich wie Schnittfugen von

wenigen Mikrometern Breite.
Q 4.3 Mo 14:30 HS 218
Frequenzstabilisierter diodengepumpter Nd:YAG Laser mit
400mJ Pulsenergie und nahezu beugungsbegrenzter Strahlqualität
(M 2 = 1, 5) — •Philip Kappe 1 , Martin Ostermeyer 1 ,
Volker Wulfmeyer 2 und Ralf Menzel 1 — 1 Institut für Physik/
Lehrstuhl Photonik/ Universität Potsdam/ Am neuen Palais 10/
14469 Potsdam — 2 Institut für Physik und Meteorologie/ Universität
Hohenheim/ Garbenstr. 30/ Stuttgart-Hohenheim
Der Laser besteht aus einem frequenzstabilisierten diodengepumpten
Nd:YAG Oszillator und vier Verstärkern in Stabgeometrie. Durch Injection
Seeding mittels eines monolithischen Lasers und Anwendung einer
modifizierten Pound-Drever-Hall-Technik zur Frequenzstabilisierung
wird longitudinaler Einmodenbetrieb des Master Oszillators erreicht. Er
liefert 10mJ Pulsenergie bei 100Hz. Die Verstärkung erfolgt in zwei
Stufen bestehend aus je einem Verstärkerpaar. Zur Doppelbrechungskompensation
wird jeweils zwischen den Verstärkern eines Paares die
Polarisation um 90 ◦ gedreht. Die Pulsenergie beträgt nach der zweiten
Verstärkungsstufe 405mJ bei einer Pulslänge von 35ns. Es wurde eine
Strahlqualität von M 2 = 1, 5 bei maximaler Ausgangsleistung gemessen.
Die Bandbreite des Lasers ist kleiner als 40MHz. Eine Frequenzverdopplung
mit einem KTP-Kristall ergab 203 mJ Pulsenergie bei 532 nm. Der
Laser soll als Pumpquelle sowohl für einen Ti:Saphier Laser als auch für
einen OPO (Optisch Parametrischer Oszillator) verwendet und in einem
Lidar-System eingesetzt werden.
Q 4.4 Mo 14:45 HS 218
Simultane Frequenz- und Leistungsstabilisierung eines monolithischen
Nd:YAG Ringlasers — •Michele Heurs 1 , Volker
Quetschke 1,2 , Benno Willke 1 und Karsten Danzmann 1,3 —
1 Institut für Atom- und Molekülphysik, Abteilung Spektroskopie,
Callinstr. 36, 30167 Hannover — 2 University of Florida, Gainesville,
FL 32611, USA — 3 Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik,
Albert-Einstein-Institut, Callinstr. 36, 30167 Hannover
Monolitische Nd:YAG Ringlaser (NPRO) sind aufgrund ihrer sehr
guten intrinsischen Rauscheigenschaften prädestinierte Lichtquellen für
Gravitationswellendetektoren. Die hohen Spezifikationen erfordern jedoch
zusätzliche aktive Stabilisierung. Der Pumpstrom der Laserdiode ist
dabei ein neuer Aktuator zur Frequenzabstimmung des NPROs (Current
Lock) [1]. Neben starker Frequenzrauschunterdrückung wird das Leistungsrauschen
des Lasers im Current Lock minimal verbessert. Diese
Kopplung zwischen Frequenz und Leistung im NPRO ist größtenteils
thermischer Natur (Transferfunktion Pumpstrom zu Laserfrequenz proportional
zu 1/f). Zur Erhöhung der simultanen Rauschunterdrückung
wurde ein single-mode-Laserdioden gepumpter NPRO entwickelt. Der
optimierte Überlapp zwischen Pump- und Lasermode resultiert in simultaner
Leistungs- und Frequenzstabilisierung durch direkte Detektion nur
einer der beiden Meßgrößen und Rückkopplung ausschließlich auf den
Pumpstrom. Der Modell-NPRO wird vorgestellt und Ergebnisse der simultanen
Frequenz- und Leistungsstabilisierung werden präsentiert.
[1]: Willke et al., Opt. Lett. 25, 1019-1021 (2000)
Q 4.5 Mo 15:00 HS 218
Vergleichsstudie zur Bestimmung kristallinterner Verluste —
•Susanne T. Fredrich, Philipp B. W. Burmester, Klaus Petermann
und Günter Huber — Institut für Laser-Physik, Universität
Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg
Zur Beschreibung der Güte von Lasersystemen werden oft Laserschwelle
und differentieller Wirkungsgrad als charakteristische Parameter genannt.
Interne Verluste üben einen direkten und vor allem limitierenden Einfluß
auf diese Laserparameter und somit auch auf die Laserausgangsleistung
aus. Daher gilt der genauen Kenntnis von internen Verlusten eines
Lasers ein besonderes Interesse.
In der Literatur sind zahlreiche verschiedene Methoden zur Bestimmung
von resonatorinternen Verlusten zu finden. Diese Arbeit dient dem
Vergleich folgender drei Verfahren auf der Basis von Nd:YVO4 -4 Niveau-
Lasersystemen: Findlay-Clay-Methode, Caird-Plot und die Methode nach
Clarkson.
Nach ersten Untersuchungen konnte gezeigt werden, daß das Verfah-
79
ren nach Caird im Vergleich zu den anderen Methoden klare Vorteile
aufweist.
Q 4.6 Mo 15:15 HS 218
OPS–gepumpter Pr:YLF–Laser — •Andree Richter, E. Osiac,
E. Heumann und G. Huber — Institut für Laser–Physik, Luruper
Chaussee 149, 22761 Hamburg
Wir untersuchen einen Pr:YLF–Laser bei 639,5 nm, der erstmals durch
eine frequenzverdoppelte, optisch gepumpte Laserdiode (OPS), bereitgestellt
von der Firma Coherent Lübeck GmbH, angeregt wurde. Die
Pumpwellenlänge von 480 nm weist einen großen Überlapp mit einem
Absorptionsmaximum des Praseodyms auf, so dass nahezu die gesamte
Pumpleistung absorbiert wird. Die maximale Pumpleistung beträgt 140
mW und ist nahezu vollständig linear polarisiert.
Es wird ein konzentrischer Resonator mit einem 3 at–% Praseodym–
dotierten, 11 mm langen und unbeschichteten Kristall verwendet. Die
Transmission des Auskoppelspiegels liegt bei 2% und ermöglicht eine
Ausgangsleistung von 31 mW. Der differentielle Wirkungsgrad liegt
bei 30%. Der Kristall absorbiert etwa 98% der eingestrahlten Leistung,
hauptsächlich in der ersten Kristallhälfte. Die Ausgangsleistung war nach
mehreren Stunden Laserbetrieb nur geringen Schwankungen unterworfen.
Spektroskopische Untersuchungen sowie Lebensdauermessungen wurden
durchgeführt, um Einflüsse von Pr–Paaren zu untersuchen, die die
Effizienz des Lasers verändern können.
Q 4.7 Mo 15:30 HS 218
Umschaltbarer upconversion Pr,Yb-ZBLAN Faserlaser —
•Stefan Salewski, Arnold Stark, Ortwin Hellmig, Karsten
Scholle, Wolfgang Thurau, Peter E. Toschek, Klaus Sengstock
und Valeri Baev — Institut für Laser-Physik, Universität
Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg
Pr,Yb-dotierte ZBLAN-Faserlaser sind interessant aufgrund der Emission
eines breiten Fluoreszenzspektrums im sichtbaren Spektralbereich
bei Anregung mit einem Diodenlaser bei 800 bis 880 nm. Die gemischte
Dotierung der Faser ermöglicht effektive Avalanche-Anregung von
drei überlappenden Energiezuständen im Pr, die etwa 21.000 cm −1 vom
Grundzustand entfernt sind. Bereits bei einer eingekoppelten Pumpleistung
von weniger als 20 mW wird Inversion zwischen diesen Zuständen
und 6 anderen tiefliegenden Zuständen erreicht. Die Einbringung von
dielektrischen Spiegeln an den Faserendflächen und/oder die Ankopplung
eines externen Resonators ermöglicht umschaltbare oder gleichzeitige
Laser-Emission in mehreren Spektralbereichen von 491 nm bis 717
nm. Bei 150 mW Pumpleistung emittiert der Faserlaser mehr als 10 mW.
Die Laser-Emission zeigt Rauschen, besonderes bei den Relaxationsfrequenzen,
das sich durch aktive elektronische Regelung vermindern läßt.
Q 4.8 Mo 15:45 HS 218
Micro-structured carriers for miniaturized diode-pumped solidstate
lasers — •Ralf Koch 1 , Stefan Bjurshagen 2 , Sandra Johansson
2 , and Fredrik Laurell 2 — 1 Acreo AB, Electrum 236, 164
40 Kista, Sweden — 2 Laser Physics and Quantum Optics, Department
of Physics, Royal Institute of Technology, 106 91 Stockholm, Sweden
We have previously reported on the development of a novel and versatile
design concept for miniature diode-pumped solid-state lasers. A
silicon microbench with wet-etched V-grooves for the precise alignment
of all components in DPSSL is used to obtain efficient heat removal from
the laser crystal [1]. Using this concept we have achieved miniature lasers
with cw power of 6.7 W, a really amazing performance considering the
lateral dimensions of the laser crystal of just about 1 mm. Recently, we
have expanded this concept to new carrier materials. An interesting example
is a polymer encapsulated diode-pumped Nd:YAG laser [2]. Large
production volumes at a very low cost are possible. This development has
been enabled by progress in commercially available polymers with high
thermal conductivity. The latest results from the micro-structured carrier
concept for DPSSL are reported. Passively Q-switched lasers mounted in
a silicon microbench or in a polymer encapsulation are presented. The
Q-switched silicon microbench laser gave an average output power of 2
W in 1.4 ns pulses.
1. ˚A. Claesson et al.; El. Lett. 36 (5), 443-444 (2000)
2. D. Evekull et al.; El. Lett. 39 (20), 1446-1448 (2003)

Q 5 Ultrakurze Lichtimpulse: Attosekundenpulse
Zeit: Montag 14:00–15:45 Raum: HS 223
Gruppenbericht Q 5.1 Mo 14:00 HS 223
Direct measurement of attosecond pulse trains — •K. Witte 1 ,
P. Tzallas 1 , D. Charalambidis 2 , N. Papadogiannis 2 , and G.
Tsakiris 1 — 1 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching,
Germany — 2 Foundation for Research and Technology - Hellas, Institute
of Electronic Structure & Laser, PO Box 1527, GR-711 10 Heraklion
(Crete), Greece and Department of Physics, University of Crete,
P.O. Box 2208, GR-71003 Voutes-Heraklion (Crete), Greece
The most widely used method for the pulse duration measurement of
pico- and femtosecond laser pulses is the second-order auto-correlation
(AC) technique, which relies on a non-linear effect induced solely by the
radiation to be characterized. Employing appropriate modifications, we
have succeeded in extending this approach to a coherent superposition of
harmonics thus demonstrating the feasibility of performing second-order
AC measurement with sub-femtosecond XUV pulses. The experimental
results bear direct evidence that a synthesis of five harmonics (7th to
15th) produced in a Xe gas jet gives rise to an XUV signal exhibiting
clear attosecond structure with periodicity twice that of the driving laser
field [1]. While the unique capabilities of this new approach are demonstrated
here in performing the first AC measurement of an attosecond
pulse train, the method itself initiates the XUV-pump - XUV-probe studies
in sub-femtosecond scale dynamics. References [1] P. Tzallas et al.,
Nature 426, 267(2003)
Q 5.2 Mo 14:30 HS 223
Time Resolved Autoionization — •M. Wickenhauser 1 , J. Burgdoerfer
1 , F. Krausz 2 , and M. Drescher 3 — 1 Inst. for Theoretical
Physics, Vienna University of Technology — 2 Photonics Inst., Vienna
University of Technology — 3 Faculty of Physics, University of Bielefeld
Recent experiments have succeded in tracing the time evolution of an
Auger decay with a decay time of 8 fs with attosecond resolution. We investigate
the feasibility to implement the same pump probe technique to
study time-resolved autoionization. A time-resolved autoionization process
is initialized by a short XUV-pump pulse (¯hω ∼ 50 − 100 eV) in the
presence of a synchronized probe laser pulse (¯hω ∼ 1.6 eV). Excitation
with the pump pulse opens two interfering paths from the ground state to
the continuum. The time evolution of the coherent superposition of resonant
state and continuum is mapped onto a modulation of the electron
spectrum as a function of the time delay between pump and probe pulse.
Without probe laser the spectrum shows the typical Beutler-Fano profile.
In the presence of the probe pulse periodical fluctuations and sidebands
in the energy spectrum provide information about the time evolution of
the autoionization process. Furthermore we have found that in the case
of complex Fanoparameters time-resolved experiments provide more information
than time-integral measurements. Possible candidates to test
our predictions are (Super-) Coster Kronig transitions with lifetimes of
the order of 500 as. This method holds the promise to resolve complex
atomic dynamics on the attosecond scale.
Work supported by the Austrian FWF, proj. No. SFB016.
Q 5.3 Mo 14:45 HS 223
Single-shot dynamics of pulses from a gas-filled hollow fiber —
•Jens Biegert, Mathis Bruck, Wouter Kornelis, Florian Helbing,
Christoph Hauri, and Ursula Keller — Physik Department,
Swiss Federal Institute of Technology (ETH), Zürich, Switzerland
Gas-filled hollow fibers are indispensable to generate high-energy fewcycle
pulses as e.g. required for the generation of single attosecond XUV
pulses. The generation is extremely sensitive to the pulse parameters
and therefore we have measured, single-shot, simultaneously and at 1
kHz: the input and output energies and spectra together with the input
beam pointing and fully characterized the input pulse with SPIDER. Preliminary
results show, with negligible beam pointing fluctuations of 0.3
strongly varying broadened output spectrum exhibiting significant shifts
80
in the output center frequency with input energy and spectral phase,
which has clear implications e.g. for the properties of generated highharmonics.
Q 5.4 Mo 15:00 HS 223
Anwendung einer Quelle für Hohe-Harmonischen Strahlung bei
13 nm Wellenlänge — •Rolf Früke 1 , Tobias Witting 2 , Jörg
Kutzner 2 , Helmut Zacharias 2 und Thomas Wilhein 1 für die -
Kollaboration — 1 Fachhochschule Koblenz, RheinAhrCampus Remagen,
Südallee 2, D-53424 Remagen — 2 Westfälische Wilhelms-Universität
Münster, Physikalisches Institut, Wilhelm-Klemm-Straße 10, D-48149
Münster
Quellen für Licht im extrem Ultravioletten und weichen Röntgenbereich
finden ihre Anwendung in der Lithografie und der Mikroskopie.
Quellen für Strahlung hoher Harmonischer bieten eine Möglichkeit, diesen
Spektralbereich auf kleinem Raum im Labor zur Verfügung zu stellen.
Zur Anregung hoher Harmonischer wird ein 1kHz Ti:Saphir Lasersystem
(∆τ ≈ 30fs) mit einer Zentralwellenlänge von 800nm verwendet.
Die Quelle wurde mit Neon bei 13nm Wellenlänge (61.Harmonische)
betrieben und die Auswirkung auf das Harmonischen Spektrum bei Einstellen
eines chirps des fundamentalen Laserpulses beobachtet. Weiter
wurden Experimente zur Abbildung mit einer Zonenplatte in Verbindung
mit einem Multilayer-Monochromator durchgeführt. Als Detektor
wurde eine rückseitig gedünnte CCD-Kamera verwendet.
Q 5.5 Mo 15:15 HS 223
Hohe Harmonische als Attosekunden-Probe-Signal für Vibrationsdynamik
— •Manfred Lein — Max-Planck-Institut für Physik
komplexer Systeme, Nöthnitzer Straße 38, 01187 Dresden
Moleküle in starken Laserpulsen emittieren hohe Harmonische, d.h.
kohärente UV-Strahlung. Nicht-Born-Oppenheimer-Rechnungen für H2
und D2 zeigen, dass die Emissionsspektren Aufschluss über die laserinduzierte
Vibrationsbewegung des Moleküls geben. Unter geeigneten Bedingungen
(im Wesentlichen genügend lange Laserwellenlänge) dienen
einzelne Harmonische als Probe-Signale zu unterschiedlichen Zeiten. In
diesem Fall kann die Vibration, genauer die Autokorrelationsfunktion des
Vibrationswellenpakets, auf einer Sub-Femtosekunden-Zeitskala verfolgt
werden.
Q 5.6 Mo 15:30 HS 223
Towards Attosecond Half-Cycle Pulses — •Emil Persson 1 , Severin
Puschkarski 1 , Xiao-Min Tong 2 , and Joachim Burgdörfer 1
— 1 Institute for Theoretical Physics, Vienna University of Technology —
2 Department of Physics, Kansas State University
Present techniques for producing half-cycle pulses (HCP) are limited
to widths of 500fs, which limits impulsely shaping and manipulating of
wave packets to Rydberg states n ≫ 1. We theoretically analyze a protocol
for producing HCP in the attosecond regime [1]. Such pulses in
a pump-probe setting would allow to impulsely drive, probe, shape and
control electronic wave functions near the ground state [2].
We study the harmonics generated by the non-linear interaction of an
atom with strong two-color fields (HHG) in single atom response. To
form HCP, the phases of all harmonics, starting from the fundamental,
should be aligned. Varying the strength and amplitudes of the two-color
driving field, we find that it is possible to align the phases of the lowest
harmonics up to the energy necessary to excite the first higher state. For
helium we find HCP with a width as short as 280as.
Depending on the length and carrier-envelope phase of the driving field,
we find (a) trains consisting of hundreds of HCP, (b) single HCP with
only small side-wings, and (c) trains consisting of two HCP with variable
strengths and delay between the pulses. The findings (b, c) imply
possibilities for attosecond impulsive pump-probe experiments.
Work supported by the Austrian FWF under contract No. SFB-016

Q 6 Gruppenberichte Fallen und Kühlung
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 224
Gruppenbericht Q 6.1 Mo 14:00 HS 224
Cavity cooling of a single atom. — •P. Maunz, T. Puppe,
I. Schuster, N. Syassen, P.W.H. Pinkse, and G. Rempe —
Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748
Garching, Germany
All conventional methods to laser cool atoms rely on repeated cycles of
optical pumping followed by dissipation through spontaneous emission in
order to remove entropy from the system. Hence they are only applicable
to atoms with a nearly closed optical transition. Recently a new cooling
mechanism for a single atom strongly coupled to the mode of a highfinesse
cavity was predicted [1,2]. In the atom-cavity system photons lost
from the cavity can substitute for spontaneous emission from the atom.
We observe cavity cooling of a single Rb atom in an intracavity dipole
trap by a weak blue-detuned cavity field strongly coupled to the atom.
Cavity cooling extends the storage time of a single atom by a factor of
two. The observed cooling force is at least 5 times larger than the force
achieved for free-space cooling methods [3] with equal excitation of a twolevel
atom. In the future, cavity cooling could be used to cool molecules
without a closed transition, collective excitations of a Bose condensate,
or even the motion of an atom carrying a quantum bit.
[1] P. Horak, G. Hechenblaikner, K.M. Gheri, H. Stecher, and H. Ritsch,
Phys. Rev. Lett. 79, 4974 (1997).
[2] V. Vuletić and S. Chu, Phys. Rev. Lett. 84, 3787 (2000).
[3] J. Dalibard, and C. Cohen-Tannoudji, J. Opt. Soc. Am. B 2, 1707
(1985).
Gruppenbericht Q 6.2 Mo 14:30 HS 224
Realization of a Quantum Register with Individual Neutral
Atoms — •Dominik Schrader, Igor Dotsenko, Yevhen Miroshnychenko,
Mkrtych Khudaverdyan, Wolfgang Alt, Stefan
Kuhr, Arno Rauschenbeutel, and Dieter Meschede — Institut
für Angewandte Physik; Wegelerstrasse 8; 53115 Bonn
The control of all internal and external degrees of freedom of cold single
atoms has been a focus of our research group for the past decade. Recently,
we have experimentally solved the problem of manipulating each
individual atom within a string of several atoms.
For this purpose, we trap a small number of Caesium atoms in a standing
wave optical dipole trap. The string of stored atoms serves as a quantum
register. Each atom is individually prepared in a desired arbitrary
quantum state using microwave transitions within a magnetic field gradient,
in analogy to MRI techniques. The spatial resolution of this scheme
is equal to the optical resolution of our imaging system of about 2 µm.
We have also improved the absolute position control of the stored
atoms to submicrometer precision using our optical conveyor-belt [1,2].
In addition, the controlled motion of one atom or a string of atoms is
continuously observed in real-time [3].
The realization of this quantum shift register [4] is a prerequisite for
quantum information processing with neutral atoms.
Q 7 Quantenkommunikation
[1] S. Kuhr et al., Science 293, 278 (2001)
[2] S. Kuhr et al., Phys. Rev. Lett. 91, 213002 (2003)
[3] Y. Miroshnychenko et al., Optics Express [in print]
[4] D. Schrader et al., in preparation
Gruppenbericht Q 6.3 Mo 15:00 HS 224
Optical Bistability and Collective Behavior of Atoms in a High
Finesse Ring Cavity — •Thilo Elsässer, Boris Nagorny, Julian
Klinner, Malik Lindholdt, and Andreas Hemmerich —
Institut für Laserphysik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149,
22761 Hamburg
We report on collective non-linear dynamics in an optical lattice formed
inside a high finesse ring cavity in a so far unexplored regime, where the
light shift per photon times the number of trapped atoms exceeds the
cavity resonance linewidth. In this regime the otherwise tiny retro-action
of the moving atoms upon the light field becomes a significant feature of
the system. This yields an inherently collective nature of the atomic motion
and a corresponding non-linear behavior of the optical intra-cavity
field. We observe dispersive optical bistability and self–induced breathing
oscillations resulting from the retro–action of the atoms upon the
optical potential wells. We can well understand most of our observations
within a simplified model assuming adiabaticity of the atomic motion.
Non-adiabatic aspects of the atomic motion are reproduced by solving
the complete system of coupled non–linear equations of motion.
Gruppenbericht Q 6.4 Mo 15:30 HS 224
Selbstsynchronisation in einem Netzwerk kollektiv gekoppelter
Atome — •Philippe W. Courteille, Christoph von Cube, Sebastian
Slama, Dietmar Kruse, Benjamin Deh und Claus Zimmermann
— Physikalisches Institut der Universität Tübingen, Auf der
Morgenstelle 14, D-72076 Tübingen
Netzwerke global gekoppelter Oszillatoren können Phasenübergänge
von inkohärenten zu kohärenten Zuständen vollziehen [1]. Atome
die mit gegenläufigen Moden in einseitig gepumpten Hochfinesse-
Ringresonatoren wechselwirken bilden solche global gekoppelten
Netzwerke. Der Kopplungsmechanismus beruht auf dem kollektiven
atomaren Rückstosslaser (CARL), d.h. kooperativer Bragg-Streuung
von Laserlicht an einem atomaren Dichtegitter, das von dem Laserlicht
selbst induziert wird [2]. Unter dem Einfluss einer zusätzlichen
Reibungskraft vollzieht das atomare Ensemble einen Phasenübergang zu
einem Zustand synchronisierter atomarer Bewegung [3]. Wir berichten
über die experimentelle und theoretische Charakterisierung dieses
Phasenübergangs.
[1] S.H. Strogatz, Nature 410, 268 (2001)
[2] R. Bonifacio et al., Nucl. Instrum. Methods 341, 360 (1994)
[3] D. Kruse, C. von Cube, C. Zimmermann, Ph.W. Courteille, Phys.
Rev. Lett. 91, 183601 (2003)
Zeit: Montag 16:30–18:45 Raum: HS 101
Q 7.1 Mo 16:30 HS 101
Freiraum-Quantenkryptographie — •Tobias Schmitt-Manderbach
1 , Henning Weier 1 , Christian Kurtsiefer 1,2 und Harald
Weinfurter 1,3 — 1 Sektion Physik der LMU München, Schellingstr.
4/III, 80799 München — 2 Department of Physics, National University of
Singapore, 2, Science Drive 3, Singapore 117542 — 3 Max-Planck-Institut
für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching
Quantenkryptographie erlaubt beweisbar sicheren Schlüsselaustausch
für symmetrische Verschlüsselungsalgorithmen unter Ausnutzung der Gesetze
der Quantenmechanik. Versucht ein Abhörer die Verbindung zu
belauschen, so muß er Messungen am System vornehmen, die es nicht
unbeeinflußt lassen. Dadurch läßt sich im Nachhinein durch öffentliche
Kommunikation feststellen, ob und wieviel Information dem Abhörer maximal
zur Verfügung stehen.
Nachdem in vergangenen Experimenten der Schlüsselaustausch über
23.4 km demonstriert, und damit auch die Zuverlässigkeit der kompakten
Sende- und Empfangsmodule gezeigt werden konnte [1], ist nun ei-
81
ne innerstädtische Verbindung zur Demonstration praktikabler Quantenkryptographie
aufgebaut worden. Für die permanent installierte, fernsteuerbare
Anlage wurden alle benötigten Komponenten den neuen Anforderungen
angepaßt. Wir berichten von der Inbetriebnahme und ersten
Tests, die Aussagen über die Praktikabilität eines freiraumoptischen
Quantenkryptographie-Systems zulassen.
[1] Ch. Kurtsiefer, P. Zarda, M. Halder, H. Weinfurter, P.M. Gorman,
P.R. Tapster, J.G. Rarity, Nature 419, 450 (2002)
Q 7.2 Mo 16:45 HS 101
Practical quantum key distribution: On the security evaluation
with inefficient single-photon detectors — •Marcos Curty and
Norbert Lütkenhaus — Institut für Theoretische Physik I, Staudtstr.
7/B3, Universität Erlangen-Nürnberg, 91058 Erlangen, Germany
Quantum Key Distribution with the BB84 protocol has been shown
to be unconditionally secure even using weak coherent pulses instead of
single-photon signals. The distances that can be covered by these meth-

ods are limited due to the loss in the quantum channel (e.g. loss in the
optical fiber) and in the single-photon counters of the receivers. One can
argue that the loss in the detectors cannot be changed by an eavesdropper
in order to increase the covered distance. Here we show that the
security analysis of this scenario is not as easy as is commonly assumed,
since already two-photon processes allow eavesdropping strategies that
outperform the known photon-number splitting attack. For this reason
there is, so far, no satisfactory security analysis available in the framework
of individual attacks.
[1] B. Huttner, N. Imoto, N. Gisin and T. Mor, Phys. Rev. A 51, 1863
(1995); H. Inamori, N. Lütkenhaus and D. Mayers, quant-ph/0107017.
[2] M. Curty and N. Lütkenhaus, quant-ph/0311066.
Q 7.3 Mo 17:00 HS 101
Robustness of the BB84 Quantum Key Distribution Against
Collective Attacks — •Georgios Nikolopoulos and Gernot Alber
— Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Darmstadt,
D-64289 Darmstadt
Quantum key distribution protocols exploit quantum correlations in
order to establish a secure key between two legitimate users. Recent work
on quantum cryptography [1-3] has revealed a remarkable link between
quantum and secret correlations. So far, it is not known, however, what is
the maximum disturbance (upper robustness bound) up to which Alice
and Bob can share non-classical correlations and what an eavesdropper
can achieve by employing an appropriately optimized strategy. We
present recent results concerning these upper robustness bounds for the
BB84 protocol under the assumption of general coherent eavesdropping
strategies.
/1/ M. Curty, M. Lewenstein, and N. Lütkenhaus, quant-ph/0307151
(2003).
/2/ A. Acin and N. Gisin, quant-ph/0310054 (2003).
/3/ A. Acin, L. Masanes, and N. Gisin, Phys. Rev. Let. 91, 167901 (2003).
Q 7.4 Mo 17:15 HS 101
Multiplexed quantum cryptography with cascaded photons
from a single quantum dot — •Thomas Aichele 1 , Valéry
Zwiller 2 , Gaël Reinaudi 1 , and Oliver Benson 1 — 1 Humboldt-
Universität zu Berlin, Nano-Optik — 2 Ecole Polytechnique Fédérale de
Lausanne, Switzerland
Efficient generation of single photons is an important task for modern
quantum technology such as quantum computation and quantum
cryptography. In quantum cryptography with single photon sources the
transition lifetime limits the maximum achievable transmission rate of
quantum bits.
Here we present and demonstrate a method to further enhance the
effective transmission rate by using multiplexing similar as in classical
communication channels. This method relies on cascaded multi-photon
emission that is observed in single InP quantum dots (QDs). Cross correlations
between different photoluminescence spectral lines prove the excistence
of this cascade and also reveal their dynamics. Auto-correlation
measurements on both the individual spectral lines as on the multiplexed
signal show single photon statistics. As a proof of principle we implemented
a BB84 quantum cryptography setup using this multiplexing
technique.
Q 7.5 Mo 17:30 HS 101
A Compact Source for Polarization Entangled Photon Pairs
— •Hannes Böhm 1 , Andreas Poppe 1 , Markus Aspelmeyer 1 ,
Thomas Jennewein 1 , and Anton Zeilinger 1,2 — 1 Institut fuer Experimentalphysik,
University of Vienna, Austria — 2 Institute for Quantum
Optics and Quantum Information, Austrian Academy of Sciences
We present a compact source for polarization-entangled photon pairs
based on spontaneous parametric down-conversion (SPDC). Its small
size, low power consumption and high efficiency make it a versatile tool
for quantum communication experiments. In a recent outdoor experiment
it was used to demonstrate the distribution of entanglement between two
independent observers separated by 600m using optical free space links.
Q 7.6 Mo 17:45 HS 101
Measurements for quantum communication using linear
optics — •Philippe Raynal, Peter van Loock, and Norbert
Lütkenhaus — Institut für Theoretische Physik I, Universität
Erlangen-Nürnberg, Staudtstrasse, 7/B1 91058 Erlangen, Deutschland
82
There is a set of simple criteria to decide whether a given projection
measurement can be, in principle, exactly implemented solely by means
of linear optics utilizing photon counting or homodyne detections [1].
The linear-optics toolbox includes auxiliary photons and conditional dynamics,
i.e., the adjustment of subsequent linear-optics transformations
of the conditional states after measuring a first mode. Here we add more
tools such as phase-space displacements and squeezing and incorporate
them into the criteria. This enables one to treat important measurements
for quantum communication in the continuous-variable regime where the
signal states have an unfixed and unbounded photon number. We further
discuss the extension of our approach to generalized measurements
(POVM’s).
[1] P. van Loock, N. Lütkenhaus, PRA (in press), quant-ph/0304057.
Q 7.7 Mo 18:00 HS 101
Experimental quantum communication complexity —
•Pavel Trojek 1,2 , Christian Schmid 1,2 , Mohamed Bourennane
1,2 , Marek ˇ Zukowski 3 , and Harald Weinfurter 1,2 —
1 Ludwig-Maximilians-Universität, D-80797 München, Germany —
2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching, — 3 Instytut
Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki Uniwersytet Gdański, PL-80-952
Gdańsk, Poland
Quantum communication complexity is one of the promising applications
in quantum information processing. It tackles the problem of
communication reduction during distributed computation tasks by the
utilization of quantum effects.
We report on the experimental realization of one-qubit communication
complexity protocol, in which five parties must determine in common
the correct value of a specific Boolean function with the highest possible
probability of success. This function depends on personal random data
distributed initially to each party. To accomplish the task the parties can
communicate sequentially only one qubit.
The protocol is implemented using single photon passing through all
parties and the last one performs an analysis of a photon polarization
state. The personal information of each party is encoded via a phase
transformation to the photon state. For a fair comparison with classical
one-bit protocol, no experimental runs are discarded, even if the detection
of photon fails. The obtained results enabled us to demonstrate for
the first time the superiority of quantum communication over its classical
counterpart for a broad class of distributed computation tasks.
Q 7.8 Mo 18:15 HS 101
Breaking entanglement in noisy channels — •Thomas Konrad 1 ,
Jürgen Audretsch 1 , and Lajos Diosi 2 — 1 Fachbereich Physik
Universität Konstanz — 2 Research Institute for Particle and Nuclear
Physics, Budapest
How noisy is a quantum communication channel allowed to be before
it completely destroys the entanglement between two quantum systems,
one of which traverses the channel? We address this question by relating
a rather abstract criterion [1] for entanglement breaking maps to a quantity
which characterizes the channel noise . On the way some properties
of entanglement breaking maps are reviewed.
[1] M. Horodecki, P.W. Shor and M.B.Ruskai, ”Entanglement Breaking
Channels” quant-ph/0302031
Q 7.9 Mo 18:30 HS 101
Quantum Cellular Automata and the Capacity of Quantum
Channels with Memory — •Dennis Kretschmann, Dirk
Schlingemann, and Reinhard F. Werner — Institut für Mathematische
Physik, Technische Universität Braunschweig, Mendelssohnstr.
3, 38106 Braunschweig, Germany
Any processing of quantum information, be it storage or transfer, can
be represented by a quantum channel. Quantum channel capacity expresses
quantitatively how much quantum information can be stored in
a physical device, or sent down a transmission line: it is the maximal
number of qubit transmissions per use of the channel, taken in the limit
of long messages.
Up to now most of the work on quantum channels has focused on
memoryless channels, which are characterized by the requirement that
successive channel inputs are acted on independently. In many real-world
settings this assumption cannot be justified. In this talk we show how to
describe and characterize quantum channels with memory, emphasizing
and exploiting connections with the theory of quantum cellular automata
and the physics of spin chains.

Q 8 Nichtlineare optische Effekte und Lichtquellen II
Zeit: Montag 16:30–18:00 Raum: HS 204
Q 8.1 Mo 16:30 HS 204
Kontinuierliches Vier-Wellen-Mischen mit elekromagnetisch induzierter
Transparenz im Bereich von Lyman-Alpha — •Birgit
Henrich, Peter Fendel, Jochen Walz und Theodor W. Hänsch
— Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1,
85748 Garching
Die Konversionseffizienz von Vier-Wellen-Mischprozessen (FWM) kann
durch elektromagnetisch induzierte Transparenz (EIT) wesentlich verbessert
werden. Von Experimenten mit gepulsten Lasern ist die Erhöhung
der nichtlinearen Suszeptibilität bei verringerter Absorption auf einer
Ein-Photonenresonanz bekannt. Mit kontinuierlichen Lasern konnten bisher
sowohl EIT als auch FWM gezeigt werden. Beide Prozesse wollen
wir kombinieren, um für zukünftige Experimete mit Antiwasserstoff die
Ausgangsleistung unserer Lyman-Alpha-Quelle bei 121,56nm weiter zu
erhöhen.
Wir erzeugen Lyman-Alpha-Strahlung durch Summenfrequenzmischung
im Leiterschema, wobei EIT die Nutzung von Ein-Photonen-
Resonanzen des nichtlinearen Mediums ermöglicht. Dabei übernimmt einer
der Fundamentalstrahlen die Rolle des stark koppelnden Lasers und
bewirkt eine AC-Stark-Aufspaltung der beteiligen Zustände. Die Theorie
und erste experimentelle Ergebnisse werden vorgestellt.
Q 8.2 Mo 16:45 HS 204
Raman-Festkörperlaser im nahinfraroten und augensicheren
Spektralbereich — •Hanjo Rhee 1 , Gad Gad 1 , Thomas Riesbeck
1 , Alexander Kaminskii 2 und Hans-Joachim Eichler 1 —
1 TU Berlin, Optisches Institut, Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin
— 2 Institute of Crystallography, Russian Academy of Science, 117333
Moscow, Russia
Die stimulierte Raman-Streuung (SRS) führt zu Frequenzverschiebungen
bis 3000 cm −1 und erweitert damit die Anzahl der Emissionswellenlängen
aktueller Festkörperlaser. Raman-Konverter können sowohl
durch Einzelpass-SRS, als auch durch Raman-Laser mit externem
oder internem optischen Pumpsystem realisiert werden. Mit Pumpwellenlängen
von 1,06 und 0,532 µm konnte effiziente Raman-Streuung in
über 50 verschiedenen Kristallen nachgewiesen werden, bei denen insgesamt
über 900 Raman-Linien beobachtet wurden. Die erzeugten Raman-
Linien decken den infraroten, sichtbaren und nahen UV Spektralbereich
ab.
Zudem sind Festkörper Raman-Laser mit Wellenlängen kürzer als die
des Pumpstrahls verfügbar. Es wurde ein anti-Stokes-Raman-Laser erster
Ordnung mit Bariumnitrat entwickelt. Die Emissionswellenlänge liegt
bei 957 nm, entsprechend der Energie des ramanaktiven Phonons von
ωR = 1047 cm −1 bei einer Pumpwellenlänge von 1064 nm. Es wurde eine
maximale Umwandlungseffizienz von 4,7 % erzielt.
Q 8.3 Mo 17:00 HS 204
Lichtverstärker (Raman-Konverter) basierend auf der stimulierten
Raman-Streuung (SRS) bei 935 nm für das WALES-
Projekt — •Guido Mann, Thomas Riesbeck, Gad Gad, Hanjo
Rhee und Hans-Joachim Eichler — TU Berlin, Optisches Institut,
Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin
Im Rahmen des WALES-Projektes (Water Vapour Lidar Experiment
in Space) werden verschiedene Lasersysteme zur Erzeugung von
gepulster Laserstrahlung im Wellenlängenbereich von 935 nm untersucht.
Am Optischen Institut der TU Berlin finden hierzu Untersuchungen
statt, um mit Hilfe der stimulierten Raman-Streuung (SRS)
einen Raman-Verstärker auf zu bauen, der die für die Absorptionsmessung
notwendige Laserstrahlung erzeugt, indem die Emission eines
Seed-Lasers verstärkt wird. Hierfür bieten sich insbesondere Nd-dotierte
Wirtsmaterialien als aktive Medien für den Pumplaser an, dessen Strahlung
durch die Wahl eines geeigneten Raman-Mediums spektral verschoben
wird. Der Vortrag stellt die Anforderungen an das Lasersystem
im WALES-Projekt vor, präsentiert die physikalischen Grundlagen der
Raman-Verstärkung und diskutiert anhand der Differenzialgleichungen
die möglichen Verstärkungsfaktoren von bis zu 10 6 . Darüber hinaus werden
die geplanten Experimente und erste Ergebnisse diskutiert.
83
Q 8.4 Mo 17:15 HS 204
Erzeugung von Nanosekundenpulsen im UV-A Regime mit einem
bei 266 nm gepumpten optisch parametrischen Oszillator
— •Ann-Kathrin Kniggendorf 1 , Merve Meinhardt 1 , Ronald
Krebs 1 , Holger Lubatschowski 2 und Angelika Anders 1
— 1 Institut für Biophysik, Universit/ät Hannover, Herrenhäuser Str. 2,
30419 Hannover — 2 Laser Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee 8, 30419
Hannover
Im UV-Bereich durchstimmbare Laserquellen sind für Untersuchungen
zu den photobiologischen Wirkungen terrestrischer UV-Strahlung (290
- 400 nm) von besonderem Interesse. Die von uns theoretisch beschriebene
und gebaute parametrische Quelle (OPO) ist im Gegensatz zu den
häufig anzutreffenden Farbstofflasersystemen ein reiner Festkörperaufbau
und von 315 - 400 nm kontinuierlich durchstimmbar. Sie basiert auf BBO
Typ I in einer 3-Spiegel-Ringcavity, singly resonant ausgelegt für das Signal,
die mit einem frequenzvervierfachten Nd:YAG Laser bei 266 nm gepumpt
und über die Winkelabhängigkeit der inversen Summenfrequenzgenerierung
(iSFG) durchgestimmt wird. Der OPO liefert UV-A Nanosekundenpulse,
die für optoaktustische Messungen an Humanhaut in vivo
eingesetzt werden.
Q 8.5 Mo 17:30 HS 204
Kontrolle von Superkontinuum — •Wendel Wohlleben 1 , Diana
Türke 2 , Harald Giessen 2 und Marcus Motzkus 1,3 — 1 MPI
für Quantenoptik, Garching — 2 Angewandte Physik, Universität Bonn
— 3 Physikalische Chemie, Philipps-Universität Marburg
Superkontinuum aus mikrostrukturierten Fasern ist eine Quelle extrem
breitbandiger, kohärenter Strahlung [1]. Der Mechanismus seiner Entstehung
wird hier mit Methoden der kohärenten Kontrolle untersucht, indem
geformte Femtosekunden-Impulse in getaperte Fasern eingekoppelt werden.
Der Vergleich ungeformter und gezielt geformter Anregung bestätigt
das theoretische Modell eines sequentiellen Mechanismus über optische
Solitonen [2]. So kann durch Vor- und Überkompensation der Dispersion
einerseits die Spaltung der Solitonen mitverfolgt werden. Andererseits
kann durch optimal geformte Impulse die Kopplung solitonischer und
sichtbarer, nicht-solitonischer Strahlung direkt nachgewiesen werden.
[1] P.S.J. Russel, Science, 299 (2003) 358.
[2] A.V. Husakou, J. Herrmann, Phys. Rev. Lett., 87 (2001) 203901.
Q 8.6 Mo 17:45 HS 204
Rauschmechanismen während der Superkontinuumserzeugung
mit fs und ps Pulsen — •Thomas Schreiber, Fabian Röser,
Holger Zellmer und Andreas Tünnermann — Friedrich-Schiller-
Universität Jena, Institut für angewandte Physik, Max-Wien-Platz 1,
07743 Jena
In hochnichtlinearen photonischen Kristallfasern besteht durch die Mikrostrukturierung
des Kerns mit luftgefüllten Löchern die Möglichkeit,
durch Wellenleiterdispersion die Gesamtdispersion zu verschieben. Für
Quarzglas kann damit der Dispersionsnullpunkt in den sichbaren Bereich
geschoben werden. Zusätzlich dazu weisen diese Fasern eine hohe Nichtlinearität
aufgrund des kleinen Kerns auf. Durch die Kombination dieser
beiden Effekte ist es möglich extrem breite Spektren durch Anregung mit
kurzen Pulsen zu erzeugen. Die resultierenden Spektren können mehrere
Oktaven breit sein. Experimente und Simulationen haben gezeigt, dass
diese Spektren weder stabil noch kohärent sind. Eine Ursache hierfür ist
das mit den Anregungspulsen eingebrachte Intensitäts- und Phasenrauschen,
das durch die Verbreiterungsmechanismen verstärkt wird. Weiterhin
führen diese Mechanismen selbst zu einem intrinsischen Rauschen
durch Photonenfluktuationen. Mittels Simulationen werden diese Mechanismen
bei verschiedenen Anregungsparametern quantifiziert. Messungen
des Intensitätsrauschens zeigen eine Abhänigkeit von Pulsenergie und
Pulsdauer für eine bestimmte erreichte spektrale Breite. So scheint es
für ps-Pulse ein reduziertes Rauschen bei gleicher spektraler Breite im
infraroten Spektralbereich zu geben, der für Anwendungen wie Optische
Kohärenztomographie interessant ist.

Q 9 Festkörper- und Halbleiterlaser
Zeit: Montag 16:30–18:30 Raum: HS 218
Q 9.1 Mo 16:30 HS 218
Photo-Physical and Lasing Characterisation of Neat Films of
a Thianthren-Phenyl-Vinylene-Paraphenylene Dye — •Alfons
Penzkofer 1 , Wolfgang Holzer 1 , Hans-Heinrich Hörhold 2 , and
ernst-Eberhard Kley 3 — 1 Institut II -Experimentelle und Angewandte
Physik, Universität Regensburg, Universitätsstrasse 31, 93053
Regensburg — 2 Institut für Organische Chemie und Makromolekulare
Chemie der Universität Jena, Humboldtstrasse 10, 07743 Jena —
3 Institut für Angewandte Physik, Friedrich-Schiller Universität Jena,
Max-Wien Platz 1, 07743 Jena
Wave-guided travelling-wave laser action and distributed-feedback
laser action in neat thin films of a thianthrene-phenyl-vinyleneparaphenylene
(TPVPP) dye on glass substrates and corrugated gratings
have been achieved by optical excitation with picosecond laser pulses
(wavelength 347.15 nm, duration 30 ps). The dye is a model compound of
paraphenylenevinylene polymers. The travelling-wave laser emits at 544
nm. The threshold pump pulse energy is about 60 nJ. The distributedfeedback
laser is wavelength tunable in the range from 520 nm to 580 nm
by variation of the groove spacing and the film thickness. The refractive
index and absorption cross-section spectra of the films are determined by
reflectance and transmission measurements. The fluorescence behaviour
of TPVPP neat films and TPVPP solutions was analysed. A fluorescence
quantum yield of about 0.6 is found for both TPVPP neat films
and TPVPP in 1,4-dioxane.
Q 9.2 Mo 16:45 HS 218
Emissionsdynamik von Festkörperlasern: Modellierung
räumlich inhomogener Verstärkung — •Oliver Back, Christoph
Czeranowsky, Klaus Sengstock und Valeri Baev —
Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149,
22761 Hamburg
Das Verständnis der komplexen nichtlinearen Verstärkungsmechanismen
ist für das Design moderner Festkörperlaser unerläßlich. So führt die
Sättigung der Inversion durch die stehenden Lichtwellen eines
Vielmodenlasers zu räumlicher Inhomogenität der Verstärkung in
longitudinaler und in azimutaler Richtung und damit zur Entstehung
von Relaxationsoszillationen [1]. Diese beeinflussen entscheidend die
Stabilität und das Rauschen der Laser. Wir haben ein Ratengleichungsmodell
entwickelt, das die Modendynamik eines Festkörperlasers mit
einer beliebigen Zahl der angeregten Moden und Polarisationen und mit
einer beliebigen Länge des Verstärkers im Resonator simulieren kann.
Die numerischen Lösungen beschreiben sehr gut die Modendynamik
eines Vielmodenlasers und zeigen u.a., dass die Frequenz der Hauptrelaxationsoszillationen
von dem bekannten Wert für Einmodenlaser [1]
stark abweichen kann. Regelung der Pumpleistung erlaubt eine deutliche
Reduzierung des Emissionsrauschens des Lasers.
[1] B. Peters, J. Hünkemeier, V. Baev, Y. Khanin, Phys. Rev. A 64,
023816 (2001)
Q 9.3 Mo 17:00 HS 218
All solid-state intra-cavity Raman-Laser bei 1.53 µm —
•Karsten Scholle, Eugen Osiac, Ernst Heumann und Günter
Huber — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper
Chaussee 149, 22761 Hamburg, Germany
Nichtlineare Frequenzkonversion mittels stimulierter Raman-Streuung
(SRS) ist eine gute und effiziente Möglichkeit mit vorhandenen Lasern
neue Wellenlängenbereiche zu erschließen.
Wir zeigen einen im Rahmen des EU-Projektes I-WAKE realisierten
intra-cavity Raman-Laser bei 1.55µm. Dazu wird ein BaWO4-Kristall
in einen akusto-optisch gütegeschalteten Nd:YAG Laser eingefügt. Der
verwendete Nd:YAG Laser wird mit einer fasergekoppelten Laserdiode
bei 808nm angeregt und emittiert bei 1.36µm. Der Laser erreicht bei
einer Wiederholrate von 500Hz und einer Auskopplung von 11.5% eine
Pulsenergie von 1mJ bei einer Pulsbreite von 180ns. Mit dem BaWO4-
Kristall in einem Resonator ohne Auskopplung bei 1.36µm wird SRS bei
1.55µm beobachtet, wobei die Raman-Pulse eine Breite von 60ns aufweisen.
Im Vortrag wird insbesondere über die Optimierung der Parameter
des Raman-Lasers bei Anregungsbreiten von mehreren 100ns (notwendig
für die Messtechnik des LIDAR-Projektes) berichtet.
84
Q 9.4 Mo 17:15 HS 218
Leistungsskalierung von Faserverstärkern durch kohärentes
Koppeln — •Sven Höfer, Holger Zellmer und Andreas
Tünnermann — Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für
Angewandte Physik, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Schmalbandige Lichtquellen finden breite Anwendung in der Kommunikationstechnik,
Spektroskopie und als Pumpquellen für die Frequenzkonversion.
Höhere Ausgangsleistungen im Bereich über 100W bei beugungsbegrenzter
Strahlqualität lassen sich mittels faserbasierten MOPA–
Systemen sehr einfach, kostengünstig und kompakt realisieren. Bei Verwendung
von aktiv dotierten Single–Mode–Fasern ist man allerdings
durch das Auftreten von nichtlinearen Effekten, hauptsächlich stimulierter
Brillouinstreuung (SBS), in der Ausgangsleistung begrenzt. Die Verwendung
von Large–Mode–Area (LMA) Fasern erlaubt neben anderen
Techniken eine Leistungsskalierung durch Erhöhung der Brillouinschwelle.
Der parallele Einsatz mehrerer Verstärker macht es weiterhin möglich,
mittels der Methode des kohärenten Koppelns, das Auftreten von SBS
weiter zu größeren Leistungen hin zu verschieben.
Der verwendete Mach–Zehnder–Aufbau dient zur Kopplung je zweier
Verstärker, die sich in den Armen des Interferometers befinden. Ein monolithischer
Ringlaser wird als Signalquelle mit Emission bei 1064 nm
verwendet. Die Phasendifferenz zwischen zwei Verstärkern wird durch
eine Regelelektronik in Seitenbandtechnik mittels elektrooptischer Phasenmodulatoren
korrigiert. Details zum Aufbau, zur erfolgten Leistungsskalierung
und zur Verstärkung und Regelung werden vorgestellt.
Q 9.5 Mo 17:30 HS 218
Inkohärente Kopplung von Halbleiterlaserbarren — • Andreas
Jechow, Volker Raab und Ralf Menzel — Universität Potsdam,
Institut für Physik/Lehrstuhl Photonik, Am Neuen Palais 10 14469 Potsdam
Halbleiterlaserbarren besitzen hohe Ausgangsleistungen bei sehr gutem
Wirkungsgrad und kleinen Abmessungen. Jedoch sind sie aufgrund
ihrer schlechten Strahlqualität für bestimmte Anwendungen (z.B. Mikro-
Materialbearbeitung, Drucktechnik) ungeeignet.
Hier wird ein externer Resonator für einen 25 Emitter-Breitstreifen-
Laserbarren (die Frontfacette ist AR-beschichtet) vorgestellt. Mit Hilfe
von Beugungsgittern werden die Emitter einzeln frequenzstabilisiert,
inkohärent gekoppelt und danach zu einem Strahl zusammenführt. Das
Verfahren kann am ehesten als “Wavelength-Multiplexing” im Resonator
beschrieben werden.
Der Resonator setzt sich im Wesentlichen aus einem FAC zur Kollimation
der “fast-axis”, 2 Zylinderlinsen und 2 Reflexionsgittern, die im
Littrow-Aufbau angeordnet sind, zusammen.
Es werden cw-Ausgangsleistungen von 10W bei M2 slow < 12 und
M 2 fast
< 3 bei einer Bandbreite von 15nm erreicht. Das entspricht ei-
ner 40-fachen Verbesserung der “Brightness” gegenüber dem Laserbarren
ohne externen Resonator (40W bei M 2 ≈ 2000).
Q 9.6 Mo 17:45 HS 218
Time-varying elliptically polarized states in vertical-cavity
surface-emitting lasers — Markus Sondermann 1 , •Thorsten
Ackemann 1 , Salvador Balle 2 , and Josep Mulet 2 — 1 Institut
für Angewandte Physik, Westfälische Wilhelms-Universität Münster,
Corrensstr. 2-4, 48149 Münster, Germany — 2 Instituto Mediterráneo
de Estudios Avanzados (IMEDEA), Universitat de les Illes Balears,
E-07071 Palma de Mallorca, Spain
The polarization dynamics of vertical-cavity surface-emitting lasers
(VCSELs) has been debated intensively over the past years. In this contribution,
we focus on elliptically polarized time-varying, i.e. dynamical
states (DS). These states occur in the vicinity of a polarization switching
(PS) event from the fundamental polarization mode with the longer
wavelength to the mode with shorter wavelength and orthogonal linear
polarization [1,2].
The properties of these states are studied experimentally and theoretically
in dependency on parameters (current and ambient temperature)
and strain conditions. A direct manifestation of the DS in the time domain
is found by oscillations of the polarization components at a frequency
of a few gigahertz. For the theoretical interpretation an extended
version of the so-called spin-flip model is used, which takes into account
explicitly the spin degrees of freedom of the light field and of carriers in

the semiconductors quantum wells [2].
[1] J. Martín-Regalado et al., IEEE J. Quantum Electron. 33, 765 (1997);
T. Ackemann, and M. Sondermann, Appl. Phys. Lett. 78, 3574 (2001).
[2] S. Balle et al., Opt. Lett. 24, 1121 (1999).
Q 9.7 Mo 18:00 HS 218
Quantenrauschen und räumliche Emissionseigenschaften
von Resonant-Cavity Light-Emitting Diodes (RCLEDs) —
•Richard Birkner 1 , Joachim Kaiser 1 , Wolfgang Elsässer 1
und Christian Jung 2 — 1 Institut für Angewandte Physik, Technische
Universität Darmstadt — 2 OSRAM-Opto Semiconductors GmbH,
Regensburg
Wir präsentieren Untersuchungen der spektral- und winkelaufgelösten
Emissionseigenschaften sowie des Intensitätsrauschens von 840 nm emittierenden
Resonant-Cavity Light-Emitting Diodes (RCLEDs). Bei ” beruhigtem
Pumpen“ zeigt das gemessene totale Intensitätsrauschen der
RCLEDs eine signifikante Rauschunterdrückung von 0,12 dB unter das
Schrotrauschniveau. Im Gegensatz dazu liegen die Werte der winkelaufgelösten
Rauschmessungen über dem Schrotrauschniveau. Dies lässt sich
mit Antikorrelationen zwischen den unterschiedlichen radialen Strahlkomponenten
erklären. Wir untersuchen systematisch den Einfluss der
Temperatur auf die spektrale Verstimmung (Detuning) zwischen der zentralen
Quantenwell-Emissionswellenlänge und der Resonatorwellenlänge.
Wir beobachten hinsichtlich der räumlichen und spektralen Eigenschaften
eine Verbreiterung des Intensitätsprofils und eine Blauverschiebung
der Wellenlänge. Abschließend wird im Detail der Einfluss des Detuning
auf das Intensitätsrauschen und die Korrelationseigenschaften untersucht
und im Zusammenhang mit den Eigenschaften sowie möglicher Anwendungen
der RCLEDs diskutiert.
Q 9.8 Mo 18:15 HS 218
GaSb–basierende Diodenlaser im externen Resonator um
2130 nm — •Ulf Henning Jacobs 1 , Karsten Scholle 1 , Ernst
Heumann 1 , Marcel Rattunde 2 , Joachim Wagner 2 und Günter
Huber 1 — 1 Institut für Laser–Physik, Universität Hamburg, Luruper
Chaussee 149, 22761 Hamburg — 2 Fraunhofer–Institut für Angewandte
Festkörperphysik, Tullastraße 72, 79108 Freiburg
GaSb–basierende Diodenlaser emittieren bei Raumtemperatur im Wellenlängenbereich
von 1900–2400 nm und stellen insbesondere für Spektroskopieanwendungen
aufgrund der erreichbaren cw–Ausgangsleistungen
von z. Z. bis zu 1,7 W eine leistungsfähige und kostengünstige Alternative
zu den bisher verwendeten Thulium bzw. Holmium Festkörperlasern
sowie den Bleisalzlasern dar. Neben der Realisierung einer leistungsstarken
Spektroskopielaserquelle war auch die Entwicklung einer Seedquelle
für atmosphärische Freistrahlanwendungen im augensicheren Spektralbereich
Motivation für die hier vorgestellten Experimente.
Um einen stabilen single–mode Betrieb zu gewährleisten, erfolgt
der Betrieb der Diodenlaser in einem externen Resonator mit
zwei Intracavity–Etalons. In Littrow–Konfiguration erreichten wir die
höchsten Ausgangsleistungen von bis zu 6,4 mW bei einer Wellenlänge
von 2131 nm und einer Linienbreite von 375 MHz. Der Durchstimmbarkeitsbereich
des Systems beträgt 45 nm.
Q 10 Ultrakurze Lichtimpulse: Röntgenpulse und Kernphysik
Zeit: Montag 16:30–18:30 Raum: HS 223
Q 10.1 Mo 16:30 HS 223
Untersuchung von Photoemissionsprozessen zur Erzeugung ultrakurzer
Röntgen- und Elektronenpulse — •Marc Winter 1 ,
Andreas Assion 1 , Ulf Hinze 2 , Boris Chichkov 2 und Thomas
Baumert 1 — 1 Universität Kassel, Institut für Physik, Heinrich-Plett-
Str. 40, D-34132 Kassel — 2 Laser Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee
8, D-30419 Hannover
Ziel dieser Arbeit ist der Aufbau einer Ultrakurzpuls Elektronen- bzw.
Röntgenquelle, die Zeitauflösungen im sub-Pikosekundenbereich erlaubt.
Bisher konnten Röntgenpulse mit Pulsdauern kleiner 10 Pikosekunden
erzeugt werden.
Die vorgestellte Arbeit untersucht die Photoemission von Metallkathoden,
um Elektronenpulse im Femtosekundenbereich zu erzeugen. Der
Übergang vom reinen Multiphotonen- zum thermisch unterstützten Photoemissionsregime
wurde studiert. Insbesondere wurden verschiedene Optimierungsstrategien
auf Basis der Femtosekunden Pulsformung zur Verbesserung
der Effizienz der nichtlinearen Photoemissionsprozesse bei Anregung
mit Femtosekundenlaserpulsen untersucht.
Die experimentellen Ergebnisse werden diskutiert und ein Ausblick auf
die technische Realisierung der ultrakurzen Elektronenquelle wird gegeben.
Q 10.2 Mo 16:45 HS 223
Enhancement of high-repetition-rate femtosecond laser generated
x-ray fluxes — •M. Silies, J. Kutzner, T. Witting, M.
Hagedorn, G. Tsilimis, and H. Zacharias — Physikalisches Institut,
Westfälische Wilhelms-Universtität, Münster, Wilhelm-Klemm-Str.
10, D-48149 Münster
The generation of hard x-rays has been investigated with a laser-based,
compact, hard x-ray source, particularly suited for high-repetition rate
laser systems (1-10 kHz). Sub-millijoule, 25 fs Ti:Sapphire laser pulses
are applied to generate hard x-ray radiation with a commercially available
ferric audio tape target. Spectroscopic investigations show strong
Kα-emission in addition to a weak Bremsstrahlung continuum. Particular
interest has been spend to the x-ray yield enhancement while applying
pre-pulse as well as multiple-shot exposure techniques. Under single exposure,
single pulse conditions the x-ray yield is low, but increases with
increasing pulse energy and reaches a energy conversion efficiencies of
ηKα = 2 · 10 −7 . Depending on the applied pulse energy and intensity, the
x-ray yield is enhanced by more than three orders of magnitude with the
pre-pulse as well as with the multiple-shot exposure technique. Photon
fluxes exceeding 2 · 10 9 photons/s were generated with the tape target
providing conversion efficiencies approaching ηKα = 10 −5 .
85
Q 10.3 Mo 17:00 HS 223
Statische und zeitaufgelöste Röntgenbeugung an YBCO in der
Nähe des Überganges vom supra- zum normalleitenden Zustands
— •Andrea Lübcke 1 , Ingo Uschmann 1 , Hagen Wald 2 ,
Frank Schmidl 2 , Paul Seidel 2 , Eckhardt Förster 1 und Roland
Sauerbrey 1 — 1 Institut für Optik und Quantenelektronik, Friedrich-
Schiller-Universität Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena — 2 Institut für
Festkörperphysik, Friedrich-Schiller-Universität, Helmholtzweg 5, 07743
Jena
Femtosekundenlaserproduzierte Plasmen stellen eine sehr leistungsfähige
Quelle für Röntgenstrahlung dar. Insbesondere durch die
ultrakurze Pulsdauer der Röntgenpulse ist diese Quelle für die zeitaufgelöste
Röntgenbeugung äußerst interessant. Sie erlaubt die Untersuchung
von atomaren Prozessen auf sub-ps Zeitskalen.
Es werden erste zeitaufgelöste Untersuchung zum Verhalten von dünnen
YBCO-Schichten beim Übergang vom supraleitenden zum normalleitenden
Zustand vorgestellt. Die Probe wurde zuvor durch Lang-Topographie
und Diffraktometrie charakterisiert. Die Halbwertsbreite der Reflexionskurve
von YBCO betrug nur 0.16 ◦ und demonstriert die hohe Qualität
der Schicht. Vorangestellte statische, temperaturabhängige Messungen
zeigen, im Widerspruch zu anderen Arbeiten, Änderungen der Rockingkurven
der Schichten, die auf innere Verspannungen beim supraleitenden
Übergang schließen lassen.
Q 10.4 Mo 17:15 HS 223
Temporal pulse cleaning: way to pre-pulse free interaction —
•Enrico Risse, Mikhail Kalashnikov, Horst Schoennagel, and
Wolfgang Sandner — Max-Born-Institut, Max-Born-Strasse 2a, D-
12489 Berlin
Relatively high amplified spontaneous emission of a high power
Ti:sapphire laser is one of the main drawbacks. Typically refocusing of
the energetic pulse of a modern Ti:sapphire laser to intensity exceeding
10 20 W/cm2 will result in ASE and pre-pulse intensity higher than
10 14 W/cm2. The low energy of the master oscillator pulse, losses in
the stretcher and introduction of means for spectral phase correction results
in a low starting signal-noise ratio. Increasing of the injected energy
and/or realization of a double-CPA system with intermediate recompression
and nonlinear subtraction of the ASE pedestal and pre-pulses are the
possible solutions of the problem. Different schemes of nonlinear cleaning
including Sagnac interferometer, nonlinear absorber, rotation of polarization
ellipticity (RPE) were experimentally tested. The Sagnac interferometer
was found to be very unstable concerning the mode structure of
the incident laser beam. For the RPE we developed a multipass cavity

and realized up to 6 passes. Energy ratio between the clean and residual
pulse was optimized by tuning of the pulse duration and amount
of passes. Up to 0.6 conversion was achieved with a slightly stretched
pulse. The system delivers perfect near-field beam distribution. We observed
additionally strong modification of near field beam distribution
depending on focal intensity.
Q 10.5 Mo 17:30 HS 223
Influence of the Laser Prepulse on Proton Acceleration in Thin-
Foil Experiments — •Malte Kaluza, Jörg Schreiber, Marko
Santala, George Tsakiris, Klaus Eidmann, Jürgen Meyerter-Vehn,
and Klaus Witte — Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching
We investigate the influence of the laser prepulse due to amplified
spontaneous emission (ASE) on the acceleration of protons in thin-foil
experiments. By changing the ASE duration and the foil thickness independently,
the generation of one or two different proton populations
becomes possible. By comparing the experimental results with analytical
estimates for the proton acceleration at the target front and rear sides,
the origin and acceleration process of the different proton populations
can be determined. The possibility to control the duration of the ASE
prepulse is found to be important for an optimal proton acceleration.
Q 10.6 Mo 17:45 HS 223
Ion acceleration from high-intensity laser irradiated thin foils
— J. Schreiber 1,2 , M. Hegelich 1,2 , U. Schramm 2 , D. Habs 2 ,
K. Witte 1 , E. Brambrink 3 , P. Audebert 4 , J. Fuchs 4 , J.C.
Gauthier 4 , •J. Schreiber 1,2 , M. Hegelich 1,2 , U. Schramm 2 , D.
Habs 2 , K. Witte 1 , E. Brambrink 3 , P. Audebert 4 , J. Fuchs 4 ,
and J.C. Gauthier 4 — 1 MPI für Quantenoptik, 85748 Garching,
Germany — 2 Universität München, 85748 Garching, Germany — 3 GSI
Laboratory, 64291 Darmstadt, Germany — 4 LULI, Ecole Polytechnique,
91128 Palaiseau, France
Collimated MeV jets of ions from the rear surface of thin foils irradiated
with ultrashort laser pulses at intensities around 10 19 W/cm 2 are
investigated. We use a Thomson parabola both to characterize the ions
and to measure their respective spectrum and yield. In previous single
shot experiments with high power (100 TW) laser facilities, energies of
up to 5 MeV/nucleon and particle numbers reaching 10 10 per MeV were
measured [1]. This was explained by a modified target normal sheath
acceleration mechanism (TNSA).
New experiments at the 100-TW-laser facility (LULI, Ecole polytechnique)
were performed. We used heated targets in order to remove undesirable
hydrocarbon contaminants on the target surfaces. Different materials
were used and a series of shots with ”buried” layers was done to
get new insights into the acceleration mechanism.
[1] M. Hegelich et al., Phys. Rev. Lett. 89, 085002 (2002).
Q 10.7 Mo 18:00 HS 223
Relativistische Elektronenjets induzieren Kernreaktionen —
•Ben Liesfeld 1 , Kay-Uwe Amthor 1 , Friederike Ewald 1 , Heinrich
Schwoerer 1 , Roland Sauerbrey 1 , Joseph Magill 2 , Jean
Galy 2 und Roland Schenkel 2 — 1 Institut für Optik und Quantenelektronik,
FSU Jena — 2 Institut für Transurane, Forschungszentrum
Karlsruhe
Q 11 Fallen und Kühlung
Beschleunigungsmechanismen in Laser-Plasmen wurden in den vergangenen
Jahren mit wachsendem Interesse untersucht. Sog. Table-top
Lasersysteme, die ultrakurze und ultraintensive Laserpulse mit einer
Wiederholfrequenz von 10 Hz erzeugen, bieten einen flexiblen, effizienten
und günstigen Zugang zu hochenergetischen Teilchen verglichen mit
großen Beschleuniger-Einrichtungen. Die beispielsweise von relativistischen
Elektronen in geeignetem Konvertermaterial erzeugte Bremsstrahlung
kann zur Anregung nuklearer Reaktionen genutzt werden. Wir erzeugten
hochenergetische Bremsstrahlung mit relativistischen Elektronen,
die durch relativistische Selbsfokussierung eines ultrahochintensiven
Laserpulses in einem He-Gasjets beschleunigt wurden. Induzierte Kernreaktionen
sowohl im Konverter als auch in Sekundär-Targets wurden mit
zeitaufgelöster γ-Spektroskopie nachgewiesen. Die Photonentemperatur
der Bremsstrahlung lag im Bereich der Riesenresonanzen schwerer Kerne,
was die Erzeugung einer großen Zahl von Kernreaktionen ermöglichte.
Unsere Experimente umfassten (γ, xn)-Reaktionen in 181 Ta, (γ, xn)- und
(n, γ)-Reaktionen in 197 Au sowie Transmutation von 129 I zu 128 I.
Q 10.8 Mo 18:15 HS 223
Ein Ringresonator für einen Photonenkollider beim künftigen
Linearbeschleuniger TESLA — •Guido Klemz und Klaus Mönig
— DESY Zeuthen, Platanenallee 6, D-15738 Zeuthen
Die Compton Rückstreuung eines Laserstrahls an einem relativistischen
Elektronenstrahl bietet die effizienteste Methode zur Erzeugung
von γ-Quanten mit einigen hundert GeV Photonenenergie. Von der
Beobachtung der ablaufenden teilchenphysikalischen Prozesse bei γγ-
Kollisionen in diesem Energiebereich werden wesentliche Beiträge zur
Klärung der Existenz von Higgs-Bosonen, Supersymmetrie sowie zur Entwicklung
einer Quantentheorie der Gravitation erwartet.
Die Anforderungen an ein geeignetes Lasersystem sind eine Emissionswellenlänge
im Bereich um 1µm, etwa 2TW Puls-Spitzenleistung, 3ps
Pulsdauer (FHWM) und ca. 100kW mittlere Ausgangsleistung mit einer
zum Beschleuniger synchronen zeitlichen Pulsstruktur. Solche Hochleistungslaser
sind absehbar nicht verfügbar. Es soll gezeigt werden wie
dennoch durch Ausnutzung der resonanten Leistungsüberhöhung in zwei
ineinander geschachtelten optischen Speicherringen eine hinreichend hohe
γγ-Luminosität (Ereignisrate) mit vertretbarem R&D-Aufwand erreichbar
scheint. Die Ringresonatoren sind um den ausgedehnten teilchenphysikalischen
Detektor herum anzuordnen. Die Ergebnisse einer numerischen
Simulation der wellenoptischen Eigenschaften des Resonators unter
Berücksichtigung der Randbedingungen durch das teilchenphysikalische
Umfeld sowie Fertigungs- und Alignment-Toleranz der optischen Komponenten
werden vorgestellt.
Zeit: Montag 16:30–18:45 Raum: HS 224
Q 11.1 Mo 16:30 HS 224
Der kollektive atomare Rückstoßlaser — •Dietmar Kruse, Christoph
von Cube, Sebastian Slama, Benjamin Deh, Claus Zimmermann
und Philippe W. Courteille — Physikalisches Institut
der Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 14, D-72076 Tübingen
Wir berichten über die experimentelle Beobachtung von Lasertätigkeit
aufgrund von kollektivem atomaren Rückstoß (CARL) [1,2]. Rubidiumatome
werden in dem Dipolkraftfeld eines einseitig gepumpten optischen
Hochfinesse-Ringresonators gespeichert. Die Atome streuen Licht in die
gegenläufige Resonatormode, vorausgesetzt sie sind periodisch entlang
der Resonatorachse angeordnet. Diese Rückstreuung ist von einer unbeschränkten
Beschleunigung begleitet. Wenn die Atome hingegen einer
durch eine optische Melasse ausgeübten Reibungskraft ausgesetzt sind,
formen sie spontan aus einer ungeordneten räumlichen Verteilung heraus
86
ein laufendes Dichtegitter, das zu stationärer Lasertätigkeit in der gegenläufigen
Mode Anlass gibt. Wir untersuchen die Dynamik der Resonatorfelder
und charakterisieren die Dynamik der Atome sowohl im Ortsals
auch im Geschwindigkeitsraum. Numerische Simulationen befinden
sich in guter Übereinstimmung mit den experimentellen Beobachtungen.
[1] R. Bonifacio et al., Nucl. Instrum. Methods 341, 360 (1994)
[2] D. Kruse, C. von Cube, C. Zimmermann, Ph.W. Courteille, Phys.
Rev. Lett. 91, 183601 (2003)

Q 11.2 Mo 16:45 HS 224
Robust and Efficient Addressing of Single Atoms Using
Adiabatic Passages — •Yevhen Miroshnychenko, Dominik
Schrader, Mkrtych Khudaverdyan, Igor Dotsenko, Stefan
Kuhr, Wolfgang Alt, Arno Rauschenbeutel, and Dieter
Meschede — Institut für Angewandte Physik, Universität Bonn,
Wegelerstr. 8, Bonn, 53115
We have used the method of adiabatic passages to address single neutral
Cs atoms stored in an optical standing wave dipole trap [1]. The
main advantage of the method of adiabatic passages for the purpose of
full population transfer in a two level system, in contrast to resonant
pi-pulses, is its robustness with respect to fluctuations of the amplitude
and the frequency of an external field, and of the resonance frequency of
an atom.
We apply a microwave sweep to the outermost mF magnetic sublevels
of the two hyperfine ground states of Cs. We use a magnetic field gradient
along the dipole trap axis to induce position dependent Zeeman shifts of
hyperfine levels of different atoms in the dipole trap. Setting the central
frequency of the microwave pulse to the Zeeman resonance frequency of a
selected atom we robustly and with near 100% transfer the population of
this atom only out of the string of atoms in the trap. We discuss results
of the numerical simulation and the corresponding experiments [2].
[1] S. Kuhr et. al., Science 293, 278 (2001)
[2] M. Khudaverdyan et. al., in preparation
Q 11.3 Mo 17:00 HS 224
Towards atom-photon entanglement — •Daniel Schlenk 1 ,
Markus Weber 1 , Juergen Volz 1 , Johannes Vrana 1 , Christian
Kurtsiefer 2 , and Harald Weinfurter 1,3 — 1 Sektion Physik der
LMU Muenchen — 2 National University of Singapore — 3 Max-Planck
Institut fuer Quantenoptik, Garching
Conservation of angular momentum during spontaneous decay of a
lambda-type atomic transition generates a spin entangled state between
the atom and the emitted photon. A localized single atom in a far-offresonant
dipole trap offers the opportunity to investigate the non-classical
correlation properties of such an entangled atom-photon state.
In our experiment we load a single Rb87 atom from a sample of laser
cooled atoms into an optical dipole trap. The observed photon antibunching
in the atomic fluorescence light verifies the presence of single
atoms inside our trap. We report on state selective detection measurements
of a single Rb atom using a combination of a dark-state-projection
and a STIRAP technique. This measurement is the key ingredient in order
to analyze the spin correlations and to determine the amount of
entanglement in our atom-photon system.
Q 11.4 Mo 17:15 HS 224
Normal-mode spectrum of a single intracavity atom. —
•T. Puppe, P. Maunz, I. Schuster, N. Syassen, P.W.H.
Pinkse, and G. Rempe — Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching, Germany
The normal-mode splitting is the characteristic signature of the fundamental
interaction of an individual atom with a single mode of the light
field. The measurement of the normal-mode spectrum has been complicated
by variations of the mean atom number in beam experiments as
well as fluctuations of the atom-cavity coupling due to atomic motion.
Here, single laser-cooled atoms are trapped in a far-detuned intracavity
dipole trap [1] upon detection. Periods of cavity cooling [2] are sandwitched
between the probe intervals to further localise the atom and
monitor the coupling at the same time. This preparation of a single, well
localised atom strongly coupled to an optical mode allows to measure a
well resolved normal-mode splitting in two ways: The mean transmission
of the near-resonant cavity-QED field represents the cavity excitation
spectrum. Moreover, also the spectrum of the excitation of the atom as
the second component of the strongly coupled system could be measured
for the first time: In the presence of cavity cooling, trap loss is caused
by spontaneously scattered photons. The atomic excitation is therefore
inversely proportional to the storage time.
[1] J. Ye, D.W. Vernooy, and H.J. Kimble, Phys. Rev. Lett. 83, 4987
(1999).
[2] P. Maunz et al., to be published. P. Horak et al. Phys. Rev. Lett. 79,
4974 (1997). V. Vuletić and S. Chu, Phys. Rev. Lett. 84, 3787 (2000).
87
Q 11.5 Mo 17:30 HS 224
Deterministic Control of Atom-Cavity Coupling — •B. Weber,
S. Nußmann, M. Hijlkema, F. Rohde, A. Kuhn, and G. Rempe —
Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85741
Garching
We present an experimental setup to achieve deterministic control of
the coupling of a single Rb atom to a high-finesse optical cavity. By means
of an optical dipole force trap made of a single running-wave laser beam
we transport cold atoms from a magneto-optical trap over a distance of 14
mm into the mode volume of the cavity. With the cavity used as an atom
detector, we observe the arrival of the atom cloud as well as characteristic
single-atom transit signals in the transmitted intensity. Trapping the
atoms by means of a standing-wave laser field inside the cavity will allow
us to generate long streams of single photons for quantum information
processing.
Q 11.6 Mo 17:45 HS 224
Kühlung bei positiver Verstimmung — •Ch. Schwedes 1 , Th. Becker
1 , J. von Zanthier 1 , H. Walther 1 und E. Peik 2 — 1 MPI f.
Quantenopik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Graching — 2 PTB, Bundesallee
100, 38116 Braunschweig
Eine experimentelle und theoretische Untersuchung von Laser Seitenbandkühlung
bei positiver Verstimmung eines in einer RF-Falle gespeicherten
Ions für wird präsentiert. Der Einfluß der Mikrobewegung im
zeitabängigen Potential einer Paulfalle kann zu der überraschenden Situation
führen, dass Seitenbandkühlung für positive Werte der Laserverstimmung
möglich wird, das heißt, für eine Laserfrequenz die über der
Resonanzfrequenz des ruhenden Ions liegt. Die Kühlrate und der Einfangbereich
werden in einem semiklassischen Modell berechnet. Experimentelle
Ergebnisse des Effektes werden anhand eines einzelnen In + -Ions
geliefert, das in einer miniaturisierten Paulfalle gespeichert ist.
Q 11.7 Mo 18:00 HS 224
Laser Cooling of an Indium Atomic Beam — •Ruby dela
Torre, Jiayu Wang, Bernard Kloeter, Dietmar Haubrich, Ulrich
Rasbach, and Dieter Meschede — Institut fuer Angewandte
Physik, Universitaet Bonn, Wegelerstr. 8, 53115 Bonn, Germany
Laser cooled atomic beams are the method of choice for Atomic
Nanofabrication (ANF) where high deposition rates are needed. We have
realized the transverse cooling of an Indium atomic beam. One scheme
employs radiation pressure cooling and another scheme involves a bluedetuned
standing-wave configuration. Two-wavelength laser sources, at
410nm and 451nm, were used in both methods. We will present our systematic
studies on these cooling schemes.
Q 11.8 Mo 18:15 HS 224
Real-time measurement of a single ion trajectory — •Pavel Bushev,
Alex Wilson, Jürgen Eschner, and Rainer Blatt — Institut
für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Technikerstraße 25,
A-6020 Innsbruck, Austria
In our experiment a single Ba + ion is held by a Paul trap and continuously
Doppler cooled with a laser. The residual thermal motion of the
ion in the trap has an average amplitude of about 35 nm at a frequency
of 1 MHz. A collimating lens and a distant mirror are placed such that
part of the scattered light is retro-reflected, thus leading to interference
of high contrast. Hence, the phase of the interference fringes are sensitive
to the ion-mirror distance [1]. In this case the photocurrent contains
all the information about the ion’s motion. Its amplitude and phase are
detected with a high signal-to-noise-ratio.
By using a phase-locking technique we are able to observe the ion trajectory
with an accuracy of 10 nm within a measurement time of 10 ms.
We also report first attempts to cool a single atomic particle (the Ba +
ion), beyond the Doppler-cooling-limit using electronic feedback. We create
an additional friction force, which is proportional the ”instantaneous
speed” of the ion in the trap, by supplying additional electric fields along
the direction of the ion’s motion. A dip in the motional spectrum appears
when this external friction force is applied.
[1] J. Eschner et al., Nature 413, 495-498, (2001)
Q 11.9 Mo 18:30 HS 224
Thermisch angeregte Ionen-“Moleküle” — •M. Loewen 1 und
Chr. Wunderlich 2 — 1 I. Institut für Theoretische Physik, Universität
Hamburg, Jungiusstr. 9, 20355 Hamburg — 2 Institut für Laser-Physik,
Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg

Ein räumlich variierendes Magnetfeld führt zu einer effektiven Spin-
Spin-Kopplung zwischen Ionen, die in einer linearen Falle gespeichert
werden, und ermöglicht daneben deren individuelle Adressierung im Frequenzraum.
Ein Ionenkristall kann so als ein einzelnes Molekül mit einstellbaren
Kopplungskonstanten zwischen den Konstituenten betrachtet
werden [1]. Hier betrachten wir durch thermische Anregung des Ionenkristalls
verursachte Abweichungen der Spin-Spin-Kopplungskonstanten
und der Resonanzfrequenzen einzelner Ionen von ihren jeweiligen Idealwerten.
Analytische Ausdrücke, mit Hilfe der Störungstheorie hergeleitet,
werden genutzt um relevante Störungen für thermisch angeregte
Q 12 Quantengase I
171 Yb + Ionen für verschiedene Fallenkonfigurationen zu berechnen. Es
wird gezeigt, dass für passende Wahl der Fallenparameter thermisch verursachte
Variationen in den Kopplungskonstanten vernachlässigbar sind,
solange die Ionen bis zum Doppler-Limit gekühlt sind. Zusätzlich werden
bei individueller kohärenter Manipulation der Ionen auftretende Fehler
analytisch berechnet. Auch diese Fehler sind für geeignete Wahl der die
Ionenfalle charakterisierenden Parameter vernachlässigbar.
[1] F. Mintert, Chr. Wunderlich, Phys. Rev. Lett 87, 257904 (2001);
Chr. Wunderlich in Laser Physics at the Limit, Hrsg. H. Figger, D. Meschede,
C. Zimmermann, Springer Verlag, 261 (2002).
Zeit: Montag 16:30–18:30 Raum: HS 225
Q 12.1 Mo 16:30 HS 225
Bose-Einstein-Kondensation von Molekülen — •Markus Bartenstein
1 , Selim Jochim 1 , Alexander Altmeyer 1 , Gerhard
Hendl 1 , Stefan Riedl 1 , Cheng Chin 1 , Johannes Hecker Denschlag
1 und Rudolf Grimm 1,2 — 1 Institut für Experimentalphysik,
Universität Innsbruck, Technikerstraße 25, 6020 Innsbruck, Österreich.
— 2 Institut für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische
Akademie der Wissenschaften, 6020 Innsbruck, Österreich.
Wir berichten über die Bose-Einstein-Kondensation von mehr als
10 5 Li2-Molekülen in einer optischen Falle[1]. Ausgehend von einem
Spingemisch fermionischer Lithium-Atome werden die Moleküle durch
Dreikörperrekombination während einer Verdampfungskühlung in der
Nähe einer Feshbachresonanz gebildet. Nach weiterer Kühlung bis auf
Temperaturen von etwa 100 nK kondensieren die Moleküle. Wir erreichen
reine Molekülkondensate ohne erkennbaren thermischen Untergrund mit
einer Lebensdauer von etwa 20 s. Die Eigenschaften des Kondensats werden
durch Messung von charakteristischen kollektiven Anregungen untersucht.
Weiterhin zeigen wir, wie die “mean-field”-Selbstwechselwirkung
des Kondensats durch das Magnetfeld kontrolliert werden kann.
[1] S. Jochim et al., Science, published online 13 November 2003,
10.1126/science.1093280
Q 12.2 Mo 16:45 HS 225
Vom molekularen BEC zum entarteten Fermigas — •Alexander
Altmeyer 1 , Selim Jochim 1 , Markus Bartenstein 1 , Stefan
Riedl 1 , Cheng Chin 1 , Johannes Hecker Denschlag 1 und
Rudolf Grimm 1,2 — 1 Institut für Experimentalphysik, Universität
Innsbruck, Technikerstraße 25, 6020 Innsbruck, Österreich. — 2 Institut
für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie
der Wissenschaften, 6020 Innsbruck, Österreich.
In der Nähe einer Feshbach-Resonanz existieren verschiedene Kopplungsregimes
für Atompaare in einem ultrakalten Fermigas. Während im
Bereich positiver Streulänge ein gebundener Molekülzustand existiert,
können Atome bei negativer Streulänge schwach gekoppelte Cooper-
Paare bilden. Von besonderem Interesse sind die Verhältnisse direkt auf
der Feshbach-Resonanz. Die in diesem Übergangsbereich auftretenden
Phänomene des “BEC-BCS Crossovers” [1], der “Resonanzfluidität” [2]
und des “universalen Verhaltens”[3] stehen momentan im Fokus zahlreicher
theoretischer Betrachtungen. Wir berichten über erste Schritte
zur experimentellen Untersuchung der vorhergesagten Phänomene. Ausgehend
von einem reinen Bose-Einstein Kondensat von etwa 10 5 6 Li2
Molekülen ist uns ein kontinuierlicher und verlustfreier Übergang über
die Feshbach-Resonanz möglich, bei dem wir das Gas beobachten. Dieser
Vortrag stellt unsere aktuellen Ergebnisse aus dem Bereich zwischen
starker und schwacher Kopplung vor.
[1] z.B. A. Perali et al., cond-mat/0311309
[2] M. Holland et al., Phys. Rev. Lett. 87, 120406 (2001)
[3] H. Heiselberg, Phys. Rev. A 63, 043606 (2001)
Q 12.3 Mo 17:00 HS 225
Observation of Rb2 molecules produced from a Bose-Einstein
condensate — •Thomas Volz, Stephan Dürr, Andreas Marte,
and Gerhard Rempe — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-
Kopfermann-Strasse 1, 85748 Garching
Starting with a condensate of 87 Rb atoms, molecules were created [1] by
adiabatically sweeping the magnetic field across a Feshbach resonance located
at 1007.4 G [2, 3]. In a Stern-Gerlach experiment the molecules are
separated from the atoms by applying a magnetic-field gradient. From
the measured position of the molecules their magnetic moment is ex-
88
tracted. It turns out that this quantity strongly depends on the magnetic
field, thus revealing an avoided crossing of two bound states at 1001.7 G.
It is experimentally demonstrated that this avoided crossing can be used
to trap the molecules in one dimension. Heating and loss processes that
accompany the production of molecules are investigated. Starting from
bosonic atoms, these processes impose a severe obstacle when trying to
produce a molecular BEC.
[1] S. Dürr, T. Volz, A. Marte, and G. Rempe, cond-mat/0307440.
[2] A. Marte, T. Volz, J. Schuster, S. Dürr, G. Rempe, E. G. M. van
Kempen, and B. J. Verhaar, Phys. Rev. Lett. 89, 283202 (2002).
[3] T. Volz, S. Dürr, S. Ernst, A. Marte, and G. Rempe, Phys. Rev. A
68, 010702 (2003).
Q 12.4 Mo 17:15 HS 225
Ultrakalte Moleküle aus einem Bose-Einstein-Kondensat von
Cäsium-Atomen — •Jens Herbig 1 , Tobias Kraemer 1 , Michael
Mark 1 , Tino Weber 1 , Cheng Chin 1 , Hanns-Christoph Nägerl 1
und Rudolf Grimm 1,2 — 1 Institut für Experimentalphysik, Universität
Innsbruck, Technikerstraße 25, 6020 Innsbruck, Österreich. — 2 Institut
für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie
der Wissenschaften, 6020 Innsbruck, Österreich.
Der Ausgangspunkt unseres Experimentes ist ein Bose-Einstein-
Kondensat aus 100.000 Cäsium-Atomen im Zustand F=3, mF=3 [1]. Mit
Hilfe einer Feshbach-Resonanz können wir circa 20 Prozent der Atome
in einen molekularen Zustand überführen. Aufgrund des niedrigeren
magnetischen Momentes der Moleküle können sie durch Stern-Gerlach-
Separation vollständig von der atomaren Wolke getrennt werden. Dies
ermöglicht gleichzeitig eine sehr genaue Messung des magnetischen
Momentes und der Geschwindigkeitsverteilung der Moleküle [2]. Wir
messen Temperaturen von wenigen Nanokelvin, die zusammen mit der
räumlichen Verteilung der Wolke auf Phasenraumdichten > 1 schließen
lassen. In weiteren Messungen soll die Kohärenz des molekularen
Ensembles untersucht werden.
[1] T. Weber et al., Science 299, 232 (2003)
[2] J. Herbig et al., Science 301, 1510 (2003)
Q 12.5 Mo 17:30 HS 225
Erzeugung von Grundzustandsmolekülen durch Photoassoziation
in optischen Gittern. Vollständige Quantenkontrolle über
eine chemische Reaktion. — •T. Rom 1,2,3 , T. Best 1,2,3 , O. Mandel
1,2,3 , A. Widera 1,2,3 , M. Greiner 1,2,4 , T. W. Hänsch 1,2 und I.
Bloch 3,1,2 — 1 LMU München — 2 MPI für Quantenoptik, Garching —
3 Universität Mainz — 4 JILA, Boulder, CO
Ultrakalte Atome in optischen Gittern sind ein idealer Ausgangspunkt
für fundamentale quantenmechanische Experimente. In unserem Experiment
dient der Mott-Isolator-Zustand eines Quantengases aus 87 Rb-
Atomen als Ausgangspunkt für eine in allen quantenmechanischen Freiheitsgraden
kontrollierte chemische Reaktion. Auf doppelt besetzten Gitterplätzen
lassen sich durch Raman-Photoassoziation effizient Moleküle
in wohldefinierten Quantenzuständen präparieren. Neben den internen
Freiheitsgraden kontrollieren wir die quantisierte Schwerpunktsbewegung
im externen Potential und können somit Moleküle selektiv im Grundzustand
oder den angeregten Vibrationsniveaus erzeugen.
Der starke Einschluss der Teilchen an den einzelnen Gitterplätzen impliziert
hohe Photoassoziationsraten. Zudem sind Stoß- und somit Verlustprozesse
aufgrund der Isolation der Moleküle im Gitter stark unterdrückt.
Diese Vorteile machen die Photoassoziation im optischen Gitter
zu einem attraktiven Werkzeug in Hinblick auf kohärente Atom-Molekül-
Dynamik und die Erzeugung eines molekularen BEC.

Q 12.6 Mo 17:45 HS 225
Präzisions-Molekülspektroskopie durch Photoassoziation in optischen
Gittern — •T. Best 1,2 , T. Rom 1,3,2 , O. Mandel 1,3,2 , S.
Fölling 2 , A. Widera 1,3,2 , M. Greiner 4 , T.W. Hänsch 1,3 und I.
Bloch 1,3,2 — 1 LMU München — 2 Universität Mainz — 3 MPI für Quantenoptik,
Garching — 4 JILA, Boulder, CO
Photoassoziation von ultrakalten Atomen ist ein wichtiges Werkzeug
zur Untersuchung interatomarer Wechselwirkungspotentiale. Ausgehend
von einem Mott-Isolator-Zustand in einem optischen 3D-Gitter ist
Photoassoziations-Spektroskopie ohne Doppler- und mean-field-
Verbreiterung möglich. Die lange Lebensdauer der auf einzelnen
Gitterplätzen isolierten Moleküle erlaubt eine hohe Frequenzauflösung
[1]. Mithilfe phasengelockter Diodenlaser konnten wir Vibrationsniveaus
des elektronischen Grundzustandes 3 Σ + u von 87 Rb-Dimeren mit hoher
Präzision untersuchen. Dabei ließen sich Zustände mit Bindungsenergien
von bis zu 40 GHz durch einen Raman-Prozess adressieren. Der Vergleich
mit berechneten Molekülniveaus ermöglicht es, die Genauigkeit der verwendeten
Molekülpotentiale zu verbessern. Ausgehend von diesen stark
gebundenen Zuständen sollte es möglich sein, in einem zweiten Schritt
durch einen weiteren Raman-Prozess den absoluten Grundzustand in
den internen und externen Freiheitsgraden zu erreichen.
[1] Vortrag von T. Rom
Q 12.7 Mo 18:00 HS 225
High light intensity photoassociation in a Bose-Einstein condensate
— •Thomas Gasenzer — Institut für Theoretische Physik,
Universität Heidelberg, Philosophenweg 16, 69120 Heidelberg, Germany
Q 13 Quantencomputer
We investigate theoretically the single-color photoassociation yield of
Bose-Einstein condensed sodium atoms for light intensities of the order
of and above those applied in a recent experiment [C. McKenzie, et al.,
Phys. Rev. Lett. 88, 120403 (2002)]. Taking into account second order
correlations formed in the many body system by the elastic atomic collisions
under the influence of the photoassociation laser, we derive the
time evolution of the remaining condensate fraction. Our results give no
indication for the saturation of the loss rate of condensate atoms due to
reasons other than the unitarity limit. We discuss the physical grounds
for the possibility of intensity enhanced atom loss as well as the limits
for the production of ground state molecules.
Q 12.8 Mo 18:15 HS 225
Fractional Quantum Hall Effect States in 2D ultra-cold dipolar
Fermi-gases — •Klaus Osterloh — co ITP Hannover Appelstr. 2
30167 Hannover
We propose the existence of ’Fractional Quantum Hall Effect’-like
states in ultra-cold two-dimensional and rapidly rotating Fermi-gases
with dipole-dipole interactions. The energy gap of such a system with
respect to quasi-particle excitations is derived. The result motivates the
possibility to create as well as detect the existence of this correlated state
by future experiments.
Zeit: Dienstag 11:00–12:30 Raum: HS 101
Gruppenbericht Q 13.1 Di 11:00 HS 101
Towards an ion-trap quantum computer — •Tobias Schaetz,
M. Barrett, J. Britton, J. Cheverini, W.M. Itano, J. Jost,
C. Langer, D. Leibfried, R. Ozeri, T. Rosenband, and D.J.
Wineland — NIST, 325 Broadway, 80305 Boulder CO, USA
We discuss experiments devoted to realizing the elements of quantum
information processing using trapped atomic Be+ ions. Recent work includes
(1) distribution of entanglement over a multi-zone trap structure
(2) demonstration of a dense-coding protocol, (3) demonstration of enhanced
qubit detection efficiency using quantum logic, and (4) generation
of GHZ states and their application to enhanced precision in spectroscopy.
We discuss efforts towards realizing more complicated protocols
such as teleportation, and work devoted to incorporation of sympathetic
cooling in a multiplexed trap structure.
* Supported NSA, ARDA, NIST and DFG (Scha 973/1-1)
Q 13.2 Di 11:30 HS 101
Atomic Quantum Systems in Optical Micro-Structures —
•Jonas Ries 1 , Andre Lengwenus 1 , Tobias Müther 1 , Falk
Scharnberg 1,2 , Niels Ubbelohde 1 , Michael Volk 1 , Wolfgang
Ertmer 1 , and Gerhard Birkl 1 — 1 Institut für Quantenoptik,
Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, Germany —
2 Swinburne University of Technology, Melbourne, Australia
State-of-the-art technology in micro- and nano-fabrication can be combined
with the quantum optical techniques of laser cooling, laser trapping,
and quantum control to achieve efficient preparation of atomic
quantum systems. Using optical micro-structures for this purpose allows
us to create versatile trapping and guiding geometries with high flexibility.
Together with a significant degree of decoupling from the environment,
this approach makes scalable systems for the investigation of quantum
physics with neutral atoms accessible for experimental research. Potential
studies range from fundamental questions of quantum physics, such as
investigations of decoherence, to the application in quantum information
processing and integrated atom optics.
We investigate the realization of small-scale quantum processors and
atom optical systems for the coherent manipulation of atomic matter
waves which are based on dipole potentials created by optical microstructures.
89
Q 13.3 Di 11:45 HS 101
Quantencomputing mit Molekülschwingungen im 3D Acetylen-
Modell — •Ulrike Troppmann 1 , Carmen Tesch 2 und Regina
de Vivie-Riedle 1 — 1 Department Chemie, Ludwig-Maximilians-
Universität München — 2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Garching
Unser Implementierungsvorschlag von molekularem Quantencomputing
basiert auf Qubitzuständen, die durch optische Anregung von Molekülschwingungen
kodiert werden [1]. Globale Quantengatter werden
hierzu mit speziell geformten fs-Laserpulsen ausgeführt, welche unter Anwendung
der Optimal Control Theory berechnet werden können. Als ein
Modell-System dient das Acetylen-Molekül, dessen zwei IR-aktive Moden
ein zwei-Qubit-System repräsentieren. In einem erweiterten 3D Modell
von Acetylen untersuchen wir den Einfluss einer dritten, nicht IR-aktiven
Mode über anharmonische Resonanzen und Kombinationszustände [2].
Es wird gezeigt, dass solche Wechselwirkungen durch die spezielle Form
der fs-Laserpulse kontrolliert werden können und eine Realisierung von
globalen Quantengattern in diesem komplexeren System möglich ist.
[1] C. M. Tesch, R. de Vivie-Riedle, Phys. Rev. Lett., 89, (2002), 157901.
[2] U. Troppmann, C. M. Tesch, R. de Vivie-Riedle, Chem. Phys. Lett., 378, (2003),
273.
Q 13.4 Di 12:00 HS 101
Quantenrechnen mit Sprungkodes unter nicht idealen Bedingungen
— •Oliver Kern und Gernot Alber — Institut für Angewandte
Physik, Technische Universität Darmstadt, D-64289 Darmstadt
Damit ein Quantencomputer zuverlässig über längere Zeit rechnen
kann, müssen seine Qubits vor Dekohärenz geschützt werden, die infolge
unkontrollierbarer Wechselwirkungen mit einer Umgebung auftreten
kann. Für den Fall, dass die Qubits spontan in statistisch unabhängige
Reservoirs zerfallen, kann man dies durch den Einsatz von Sprungkodes
(Detected-Jump Error-Correcting Codes [1]) erreichen. Unter idealen
Bedingungen arbeiten diese fehlerkorrigierenden Quantenkodes perfekt.
Anhand numerischer Simulationen diskutieren wir die Frage, inwieweit
diese Quantenkodes auch unter nicht idealen, realistischen Bedingungen
imstande sind, Quantenalgorithmen zu stabilisieren. Die Stabilität dieser
fehlerkorrigierenden Quantenkodes wird am Beispiel verschiedener Quantenalgorithmen
[2] diskutiert.
/1/ G. Alber, Th. Beth, Ch. Charnes, A. Delgado, M. Grassl, and M.
Mussinger, PRA 68, 012316 (2003).
/2/ G. Benenti, G. Casati, S. Montangero, and D. L. Shepelyanski, PRL

87 227901 (2001).
Q 13.5 Di 12:15 HS 101
Pattern Recognition on a Quantum Computer — •Ralf
Schützhold — Institut für Theoretische Physik, Technische Universität
Dresden, 01062 Dresden — Department of Physics and Astronomy,
University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada
V6T 1Z1
Q 14 Optische Messtechnik
By means of a simple example, it is demonstrated that the task of
finding and identifying certain patterns in an otherwise (macroscopically)
unstructured picture (data set) can be accomplished efficiently
by a quantum computer. Employing the powerful tool of the quantum
Fourier transform, the proposed quantum algorithm exhibits an exponential
speed-up in comparison with its classical counterpart.
Zeit: Dienstag 11:00–12:45 Raum: HS 204
Q 14.1 Di 11:00 HS 204
Multiexponentielles Dynamisches τ-Mapping in der 2-
Photonenmikroskopie — •Bülent Peker, Raluca Niesner und
Karl-Heinz Gericke — IPC @ TU-Braunschweig, Hans-Sommer-Str.
10, D-38106 Braunschweig
Das auf 2-Photonen-Anregung basierende Fluorescence Lifetime Imaging
(FLIM) hat sich in den letzten Jahren als eine herausragende Methode
in der subzellulären Erforschung biologischer Proben sowohl ”ex
vivo ” als auch ”in vivo ” erwiesen. Die 2-Photonen-Anregung ist ein
zukunftsträchtiges Verfahren, in komplexen Geweben und Zellverbänden
vitalitätsschonende Messungen über längere Zeit und mit hoher Ortsauflösung
durchzuführen. Die dadurch mögliche Beobachtung von biologischen
Reizbeantwortungen mittels 2-Photonen FLIM war aber mit
dem bisherigen Stand der FLIM-Auswertung wegen des hohen Rechenaufwands
nicht zu leisten. Mit der auf diesem Gebiet innovativen Implementierung
einer nicht-iterativen Methode haben wir dies verwirklicht.
Neben multiexponentiellen NAD(P)H-Auswertungen zeigen erfolgreiche
Anwendungen im Bereich pH-, η- und τ- Imaging in künstlichen Hautkonstrukten
das Potential unserer Methode und führen uns subzelluläre
Details vitaler Zellen vor Augen.
Q 14.2 Di 11:15 HS 204
Streulicht und Rauhigkeit von Spiegelsubstraten und dünnen
dielektrischen Schichten — •G. Seewald, Ch. Scharfenorth, F.
Elsholz und H.J. Eichler — TU-Berlin, Fakultät II, Optisches Institut,
P1-1, Straße des 17.Juni 135, 10623 Berlin
Weitere Entwicklungen von Hochleistungslasern erfordern den
Einsatz von hochwertigen Optiken mit streuarmen, d.h. glatten
Oberflächen. An Substraten und dünnen dielektrischen Schichten
wurden Oberflächenrauhigkeiten im Bereich von 1-10 nm auf einer
Fläche von 0,5-10µm Kantenlänge mittels der Raster-Kraft-Mikroskopie
(RKM) gemessen. Größere Flächen wurden durch ortsaufgelöste
Streulichtmessungen charakterisiert, aus denen ebenfalls Oberflächen-
Rauhigkeiten bestimmt werden können. Die Ergebnisse von RKM und
Streulichtmessungen werden vergleichend diskutiert.
gefördert durch BMBF (FKz.:03C0330A)
Q 14.3 Di 11:30 HS 204
Charakterisierung thermischer Rauschquellen des LISA-
Pathfinder- und LISA-Interferometers — •Frank Steier 1 ,
Vinzenz Wand 1 , Antonio Francisco Garcia Marin 1 , Felipe
Guzman Cervantes 1 , Sascha Skorupka 1 , Michael Tröbs 2 ,
Gerhard Heinzel 1 und Karsten Danzmann 1 — 1 Max-Planck-
Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) Teilinstitut
der Universität Hannover, Callinstrasse 38, D-30167 Hannover — 2 Laser
Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee 8, D-30419 Hannover
Die LISA-Pathfinder-Weltraummission ist ein Technologiedemonstrationsmission
für den darauffolgenden Bau des ersten nicht erdgebundenen
Gravitationswellen-Detektors LISA (Laser Interferometer Space Antenna).
Der Einfluss von thermischen Fluktuationen auf das Interferometer,
insbesondere der der optischen Fenster vor den Testmassen wird
untersucht. Desweiteren werden prinzipielle Fragen geklärt, die die Verwendbarkeit
von Polarisationsoptik betreffen. Beide Rauschquellen sind
vorausichtlich durch Temperaturschwankungen dominiert. Diese Untersuchungen
sollen dazu beitragen, eine Minimalanforderung für die Temperaturstabilität
auf der optischen Bank der Satelliten zu liefern, die
vorausichtlich im Bereich von 10 −5 K √ Hz bei 1 mHz liegen wird. Dazu
haben wir eine Testkammer mit einer Stabilität von 10 −3 K/ √ Hz entwickelt,
die im Bereich von −5 ◦ C bis 45 ◦ C stabilisiert werden kann.
90
Q 14.4 Di 11:45 HS 204
Phasemapping des Interferenzmusters für die Weltraummissionen
LISA Pathfinder und LISA — •Felipe Guzman, Gerhard
Heinzel, Antonio Garcia, Vinzenz Wand und Karsten Danzmann
— Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-
Institut), Universität Hannover, Callinstrasse 38, D-30167 Hannover
Vorherige Phasenauslesungen bei einem heterodynen Mach-Zehnder-
Interferometer zeigten eine inhomogene räumliche Struktur des Interferenzmusters.
Diese Inhomogenität wird von ungleichmäßigen Phasenfronten
in Verbindung mit Strahlwackeln und endlichen Aperturen verursacht
und können Längenänderungen vortäuschen.
Vorgestellt wird eine Untersuchungsmethode, die die räumliche Struktur
des Interferenzmusters bestimmt, indem daraus die Phasen der Wellenfronten
ermittelt werden. Mit einer CCD-Kamera werden dafür innerhalb
einer Periode der Heterodynfrequenz mehrere Bilder mit kurzer
Belichtungszeit aufgenommen und ausgewertet.
Q 14.5 Di 12:00 HS 204
Phase locking auf einen LISA-Arm: Experimentelle Simulationen
— •Antonio Francisco Garcia Marin, Vinzenz Wand,
Gerhard Heinzel und Karsten Danzmann — Max Planck Institut
für Gravitationsphysik, Albert Einstein Institut und Universität Hannover,
Callinstrasse 38, 30167 Hannover
Für den weltraumbasierten Gravitationswellendetektor LISA stellt die
Frequenzstabilisierung eine grosse Herausforderung dar, da die erreichbare
Empfindlichkeit des Interferomenters bei Verwendung von nicht stabilisierte
Lasern mehrere Grössenordnungen vom Ziel entfernt liegt.
Es wird sowohl an experimentellen Stabilisierungsmethoden geforscht
(wie locking auf sehr stabile Resonatoren oder atomare Übergänge) als
auch an neuen theoretischen Möglichkeiten (z.B Time Delay Interferometrie).
Eine Option wäre die Benutzung des Abstandes zwischen zwei Satelliten
(LISA-Arm) als Längenreferenz für die Laserstabilisierung. Dabei
bilden die 33 sekunden Lichtlaufzeit zwischen den Satelliten die grösste
Herausforderung, um eine signifikante Unterdrückung des Frequenzrauschens
zu erreichen.
Dieser Vortrag stellt ein Experiment vor, das die oben beschriebene
Situation simuliert. Hierbei handelt es sich um die Detektion der Phase
zwischen zwei elektrischen Signalen eines Oszillators die einen grossen
Delay zueinander haben.
Obwohl diese Messung in einem anderen Frequenzbereich stattfindet,
stellt sie eine gute Simulation aller grundlegenden LISA-Elemente dar
und erlaubt die neuesten Phase-Locking Theorien zu überprüfen.
Q 14.6 Di 12:15 HS 204
Ergebnisse der SMART-2/LISA-Pathfinder Phasenmeterentwicklung
und der Experimente zur picometergenauen Heterodyninterferometrie
— •Vinzenz Wand, Gerhard Heinzel, Antonio
Garcia, Frank Steier, Felipe Guzman und Karsten Danzmann
— Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-
Institut), Institut für Atom- u. Molekülphysik der Universität Hannover,
Callinstrasse 38, D-30167 Hannover
Im Rahmen der Design- und Testphase der LISA-Pathfinder (LPF)
Interferometrie wurde ein digitales, FFT-basiertes Phasenmeter zur picometergenauen
Abstandsüberwachung zweier freifliegender Testmassen
entwickelt und dessen Rauschverhalten eingehend charakterisiert.
Nach Identifizierung und Beseitigung vieler Rauschquellen erreicht die
Phasenmessung von Signalen im kHz-Bereich eine Empfindlichkeit von
10 −5 rad/ √ Hz im Fourierfrequenzbereich von 3-30 mHz - dem Messfenster
von LISA-Pathfinder.
In einem Tischexperiment wurde das Interferometriekonzept der LISA-

Pathfinder Mission umgesetzt und umfassend getestet. Es konnte gezeigt
werden, dass die für Abstandsänderungen mit einer Genauigkeit von
< 10 pm/ √ Hz detektiert werden können. Nach Abschluss der Designund
Testphase der LISA-Pathfinder Interferometrie beginnt nun unter
Einbeziehung der gewonnenen Erkenntnisse die Integrationsphase deren
Ergebnis ein Engineering Model der LISA-Pathfinder Interferometrie ist.
Q 14.7 Di 12:30 HS 204
Electrical control of holographic lenses exploiting the technique
of electric field multiplexing — •Poonam Arora 1,2 , Victor
Petrov 1 , Jürgen Petter 1 , Kehar Singh 2 , and Theo Tschudi 1 —
1 Institut für Angewandte Physik, TU-Darmstadt, D-64289 Darmstadt
— 2 Department of Physics, Indian Institute of Technology, New Delhi-
110016
The Bragg condition for volume holograms in electro-optic crystals can
be controlled by applying an external electric field to the recording mate-
Q 15 Quanteneffekte I
rial, which induces change in the average refractive index of the material
via the electro-optic effect. This results in a strong electric field selectivity
and provides the possibility to record and retrieve several holograms
in the same volume of the material. This technique of Electric Field Multiplexing
can be used e.g. for optical memory systems or the electrical
control of the Transfer Function of Optical Filters. In our presentation,
we will demonstrate the switching of holographic lenses with different
focal lengths. Each hologram was recorded in LiNbO3 at an appropriate
external electric field in counterpropagating geometry. To switch on a
particular hologram, one has to merely apply the specific electric field.
The advantage of this technique is that the switching time depends just
on the resources and potentiality to apply the external electric field to
the material. According to our estimations it could be up to nanoseconds.
We will present the theory and experimental results and discuss possible
applications.
Zeit: Dienstag 11:00–12:30 Raum: HS 218
Q 15.1 Di 11:00 HS 218
Ein quantenmechanisches Modell für den Energietransfer zwischen
dielektrischen Körpern — •Daniel Reddig, Maciej Janowicz
und Martin Holthaus — Institut für Physik, Carl von Ossietzky
Universität Oldenburg, D-26111 Oldenburg
Das Problem des Strahlungswärmetransports zwischen dielektrischen
Körpern wird vom Standpunkt der Quanten-Elektrodynamik analysiert.
Die dielektrischen Eigenschaften der Körper werden als linear vorausgesetzt,
aber sie können Dispersion und Absorption zeigen. Die Quantisierung
des elektromagnetischen Feldes in inhomogenen, dispersiven und
verlustbehafteten Medien wird mit dem Quantisierungsschema von Huttner
und Barnett durchgeführt. Dann wird der elektromagnetische Energiefluß
durch den Erwartungswert des Poyntingvektors ausgedrückt. Die
Berechnung des Poytingvektors gelingt mit zwei Techniken, einmal mit
den Heisenbergschen Bewegungsgleichungen, und das andere Mal mit
dem diagrammatischen Keldysh Formalismus. Beide Techniken führen
zum gleichen Ergebnis und liefern eine solide Basis für zukünftige numerische
Berechnungen, wie z.B. die Berechnung des Wärmeübertrags bei
einem Rasterthermomikroskop.
Q 15.2 Di 11:15 HS 218
Cooperative quantum jumps for three dipole-interacting atoms
— •Volker Hannstein and Gerhard C. Hegerfeldt — Institut
für Theoretische Physik, Universität Göttingen, Tammannstr. 1, 37077
Göttingen
We investigate the effect of the dipole-dipole interaction on the quantum
jump statistics of three atoms. This is done for three-level systems
in the V and in the D configuration. The transition rates between the
four different intensity periods are calculated in closed form. Cooperative
effects are shown to increase by a factor of two compared to two of
either three-level systems. This results in transition rates that are, for
distances of about one wavelength of the strong transition, up to 100 %
higher than for independent systems. In addition, the double and triple
jump rates are calculated from the transition rates. In this case the cooperative
effects are even larger. Nevertheless, for the parameters of an
experiment with Hg + ions the effects are negligible, in agreement with
the experimental data. This seems to indicate that the large cooperative
effects observed experimentally for three Ba + ions can not be explained
by the dipole-dipole interaction.
Q 15.3 Di 11:30 HS 218
Towards coherent coupling between two nanoparticles mediated
by a high-Q microsphere — •Leonardo de S. Menezes 1 ,
Stephan Götzinger 1 , Andrea Mazzei 1 , Oliver Benson 1 , and
Vahid Sandoghdar 2 — 1 Nano Optik, Institut für Physik, Humboldt-
Universität zu Berlin — 2 ETH Zürich, Laboratorium für Physikalische
Chemie
Whispering gallery modes (WGM) in microspheres (MS) experience
very high quality factors, allowing the storage of light in the cavity for
up to microseconds. Single nanoparticles (NP) coupled to these WGM
are promising candidates for controlled cavity-QED experiments and for
quantum information processing. We studied the coupling between two
NP via their interaction with the WGM. Coupling is mediated via pho-
91
tons which are emitted from one NP (donor) into the WGM and then
absorbed by another NP (acceptor) from the same WGM. Silica MS with
40 µm in diameter were fabricated and coated with dye-doped beads
(size: 200 nm) as acceptors. In order to position the donor at will with
nm precision in the evanescent field of the WGM, a 200 nm-diameter red
fluorescent bead, was attached to the end of a SNOM tip. After optical
excitation, fluorescence from the donor into the WGM excited the acceptor.
With a beam scanning confocal microscope, light emitted from a
single acceptor was collected and spectrally analysed. We observed energy
transfer between two NP, demonstrating the feasibility to realize
well-controllable experiments where two NP interact with each other via
the coupling to shared high-Q modes.
Q 15.4 Di 11:45 HS 218
Pendry-Linse und Strahlungskopplung von Atomen über
makroskopische Abstände — •Jürgen Kästel und Michael
Fleischhauer — TU Kaiserslautern, Fachbereich Physik
Es wird die Strahlungskopplung zweier Atome in den Foki einer
Pendry-Linse mit negativer Brechung analysiert. Dabei wird gezeigt, dass
der Imaginärteil der Greenschen Funktion des elektomagnetischen Feldes
ℑ[G(r1,r2, ω)] für die Foki r1 und r2 der Linse identisch ist mit dem
Wert am selben Ort, ℑ[G(r1,r1, ω)]. Das führt zum Auftreten eines perfekten
subradianten Zustandes der beiden Atome auch wenn der Abstand
der Foki groß gegenüber der Wellenlänge ist. Darüberhinaus bewirkt die
Pendry-Linse eine starke Dipol-Dipol Wechselwirkung. Letztere kann zu
einem vollständigen Transfer von Anregungen von einem Atom auf das
andere genutzt werden mit interessanten Anwendungen in der Quanteninformationsverarbeitung.
Q 15.5 Di 12:00 HS 218
A solid state single photon source with Si-V center in diamond
— •Chunlang Wang 1 , Christian Kurtsiefer 1 , Harald Weinfurter
1,2 und Jan Meijer 3 — 1 Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-
Universität München — 2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching
— 3 Experimentalphysik III Ruhr-Universität-Bochum
We investigate the possibility to use single silicon-vacancy (Si-V) color
centers in diamond as a single photon source. The Si-V center is a point
defect in diamond, which consists of a silicon atom and a vacancy. It
promises to generate single photons within a narrow spectral range at
room temperature efficiently. Such a light source is especially desired for
quantum cryptography.
Si-V centers were successfully produced in IIa diamond by ion implantation.
Single Si-V centers can be detected in samples with suitable ion
dose. The nonclassic property of the light from single Si-V centers is
investigated by a Hanbury-Brown-Twiss setup.
Q 15.6 Di 12:15 HS 218
Gequetschtes Licht bei Seitenbandfrequenzen unter 100 kHz —
•Henning Vahlbruch, Alexander Franzen, Simon Chelkowski,
Nicolai Grosse, Boris Hage, Karsten Danzmann und Roman
Schnabel — Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik und Institut
für Atom- und Molekülphysik der Universität Hannover
Das Quantenrauschen des elektromagnetischen Feldes ist eine der li-

mitierenden Rauschquellen in interferometrischen Gravitationswellendetektoren.
Der störende Einfluß des Quantenrauschens kann reduziert werden,
wenn gequetschte Vakuumzustände eingesetzt werden. Entscheidend
ist, dass die gequetschten Seitenbandfrequenzen bei den akustischen Frequenzen
der zu messenden Gravitationswellen zur Verfügung stehen. Bis-
her sind jedoch gequetschte Zustände fast ausschließlich im MHz-Bereich
nachgewiesen worden. Wir stellen ein Experiment und erste Messergebnisse
vor, die, basierend auf einen optischen parametrischen Verstärker
(OPA), gequetschte Vakuumzustände unter 100 kHz demonstrieren.
Q 16 Informationsspeicherung, Wellenleitung und Informationsübertragung
Zeit: Dienstag 11:00–12:30 Raum: HS 223
Q 16.1 Di 11:00 HS 223
Mikroholographische Datenspeicherung I: Schreiben und Lesen
im Submikrometerbereich — •Enrico Dietz, Sven Frohmann,
Christian Müller, Susanna Orlic und Hans J. Eichler — Optisches
Institut, TU Berlin, Straße des 17. Juni, 10623 Berlin
Aufbauend auf der CD/DVD Technologie wird ein optisches System
entwickelt, das digitale Daten in ein photoempfindliches Medium speichert,
wobei die Pits und Lands durch stark lokalisierte holographische
Reflexionsgitter ersetzt werden.
Diese Mikrogitter werden durch die Überlagerung zweier gegenläufiger,
stark fokussierter Laserstrahlen erzeugt, deren Interferenzmuster zu einer
Modulation des Brechungsindex im Speichermedium führt. Durch Beugung
des Lesestrahls an den so erzeugten Phasengittern werden die eingeschriebenen
Daten als lokale Reflexionsänderungen der Speicherschicht
detektiert.
Das Schreib-/Lesesystem wird vorgestellt, mit dem Bitmuster mit
Bitabständen von

Q 17 Teilchenoptik
Zeit: Dienstag 11:00–13:00 Raum: HS 224
Q 17.1 Di 11:00 HS 224
Interacting atoms in shallow optical lattices — •Andrey R.
Kolovsky 1,2 and Andreas Buchleitner 1 — 1 Max-Planck-Institut
für Physik komplexer Systeme, D-01187 Dresden — 2 Kirensky Institute
of Physics, Ru-660036 Krasnoyarsk
We study the spectral and dynamical properties of cold spinless atoms
in optical lattices using the Bose-Hubbard formalism, i.e. beyond the
mean field approximation. In the case of relatively shallow lattices, where
the interaction energy is of the same order as the atomic kinetic energy,
the energy spectrum of the system is found to obey Wigner-Dyson
statistics (for the Gaussian orthogonal ensemble) and, hence, it can be
considered as a quantum chaotic system. This property of ‘chaoticity’ is
shown to have a number of important physical consequences. In particular,
we consider the response of the system to a static force. Neglecting the
atom-atom interaction, this response would be periodic Bloch oscillations
of the mean atomic momentum. The atom-atom interaction profoundly
modifies these oscillations, which are now quasiperiodic in the case of a
strong static force, and decay irreversably, for a weak static force. These
two different dynamical regimes are shown to be a manifestation of an
‘order-to-chaos’ transition in the system, with the magnitude of the static
force as the control parameter.
Q 17.2 Di 11:15 HS 224
A classical scaling theory of quantum resonances — •Sandro
Wimberger 1,2 , Andreas Buchleitner 1 , Italo Guarneri 2 , and
Shmuel Fishman 3 — 1 Max-Planck-Institute for the Physics of Complex
Systems, Nöthnitzer Str. 38, D-01187 Dresden — 2 International
Centre for the Study of Dynamical Systems, Università degli Studi dell’
Insubria, Via Valleggio 11, I-22100 Como — 3 Physics Department, Technion,
Haifa IL-32000
Atom optics provides techniques for the study of periodically driven
quantum systems with highly complex dynamics on the quantum as well
as on the classical level. Recent experiments have scanned the dynamical
regimes of δ-kicked atoms, and have investigated in particular the
quantum-resonance peaks at integer multiples of the half Talbot time
[1]. These quantum resonances can be characterised with the help of a
fictitious classical limit, establishing a direct correspondence between the
nearly resonant quantum motion and the classical nonlinear resonances
of a related system [2]. A scaling law which describes the structure of
the resonant peaks is derived, and numerically demonstrated. The peak
widths show a sharp sub-Fourier behaviour in time [3]. This reflects the
high sensitivity of the quantum-chaotic δ-kicked rotor with respect to
slight variations in the detuning from resonance.
[1] M.B. d’Arcy et al., quant-ph/0307034
[2] S. Wimberger et al., nlin.CD/0302018
[3] S. Wimberger et al., Nonlinearity 16, 1381 (2003)
Q 17.3 Di 11:30 HS 224
Atomic waveguides with periodic structures: the role of quantum
reflection — •Helge Kreutzmann 1 , Anna Sanpera 1 , Gerhard
Birkl 2 , Maciej Lewenstein 1 , and Wolfgang Ertmer 2 —
1 Institut für theoretische Physik, Universität Hannover, Germany —
2 Institut für Quantenoptik, Universität Hannover, Germany
The trapping and guiding properties of atom waveguides permit an
unprecedent precision in the manipulation of cold ensembles of atoms as
well as coherent BEC samples. Nowadays, new ideas originally emerging
from the field of optics are investigated in the area of ultra-cold gases.
Here, we study the role of quantum reflections when an ultra-cold atomic
wave-packet enters and propagates inside a quasi one-dimensional atom
waveguide with a periodic structure [1,2,3]. The periodicity of the waveguide
leads to a Bloch-band energy structure and strongly modifies the
propagation of the ultra-cold atom ensemble inside the guide. One focus
of our study are the conditions for which total reflection due to quantum
interferences of the atom ensemble can be achieved and possible
applications arising from it. We also discuss the effects of the transversal
confinement within the waveguide.
[1] Friedman et al, J. Opt. Soc. Am. B 15, 1749 (1998).
[2] G. Grynberg et al., Phys. Rev. Lett. 70, 2249 (1993) .
[3] G. Birkl et. al., Phys. Rev. Lett. 75, 2823 (1995) .
93
Q 17.4 Di 11:45 HS 224
Three level atom optics via the tunneling interaction — •Kai
Eckert 1 , Maciej Lewenstein 1 , Ramon Corbalán 2 , Gerhard
Birkl 3 , Wolfgang Ertmer 3 , and Jordi Mompart 2 — 1 Institut für
theoretische Physik, Universität Hannover, Germany — 2 Departament
de Física, Universitat Autònoma de Barcelona, Spain — 3 Institut für
Quantenoptik, Universität Hannover, Germany
We propose spatial analogues of the stimulated Raman adiabatic passage
(STIRAP), coherent population trapping (CPT), and electromagnetically
induced transparency (EIT) techniques as tools to coherently
and robustly manipulate external degrees of freedom of trapped neutral
atoms. These techniques are realized using the tunneling interaction between
three trapped states. We analyze the implementation in arrays of
optical microtraps and discuss possible applications.
Q 17.5 Di 12:00 HS 224
Atomic Nanofabrication using a Nanopencil — •Martin
Müller, Mario Mützel, Dietmar Haubrich, Ulrich Rasbach,
and Dieter Meschede — Institut für Angewandte Physik der
Universität Bonn
The atomic nanopencil introduces a serial method for Atomic Nanofabrication.
It has been realized in our group for the first time at the micron
size level. The flux of a transversely laser cooled cesium beam is
spin-polarized and further enhanced with a magnetic quadrupole, which
channels the atoms onto an aperture with a diameter on the order of
hundreds of nanometers. This aperture defines the feature size of the
written structures. By moving a substrate behind the aperture, we can
create arbitrary patterns. The general scheme as well as our results will
be presented in the talk.
Q 17.6 Di 12:15 HS 224
Vergleichende Messung der Schwerebeschleunigung mittels
Atominterferometrie — •Sebastian Fray 1,2 , Cristina
Alvarez 1,3 , Theodor W. Hänsch 1,3 und Martin Weitz 2 — 1 Max-
Planck-Institut für Quantenoptik, 85748 Garching — 2 Physikalisches
Institut der Universität Tübingen, 72076 Tübingen — 3 Sektion Physik
der Universität München, 80799 München
Atominterferometer werden heutzutage zur Präzisionsmessungen des
Photonenrückstoßes und des Absolutwerts der Gravitationsbeschleunigung
der Erde eingesetzt. In diesen Experimenten werden die Wellenpackete
in unterschiedlichen internen atomaren Zuständen präpariert,
was mit Schwierigkeiten durch systematische Effekte, wie den AC-Stark
Effekt, verbunden ist. Wir präsentieren ein gepulstes Atominterferometer
in einem atomaren Springbrunnen, basierend auf der Projektion der
atomaren Wellenpackete auf einen Dunkelzustand. Der Dunkelzustand
besteht aus einer kohärenten Superposition von Impulseigenzuständen,
die sich alle in dem gleichen internen Zustand befinden. Im atomaren
Springbrunnen erreichen wir zur Zeit Wechselwirkungszeiten des Interferometers
von 40 ms. Mit dem Aufbau konnten wir bereits eine vergleichende
Messung der Schwerebeschleunigung der Erde für die Rubidiumisotope
85 Rb und 87 Rb sowie für die beiden Hyperfeingrundzustände des
Rubidiumisotops 85 Rb durchführen, wobei eine relative Genauigkeit von
1, 7 · 10 −7 bzw. 1, 2 · 10 −7 erreicht wurde.
Q 17.7 Di 12:30 HS 224
Materiewellendekohärenz durch thermische Strahlungsemission
— •Klaus Hornberger, Lucia Hackermüller, Björn Brezger,
Anton Zeilinger und Markus Arndt — Institut für Experimentalphysik,
Universität Wien, Boltzmanngasse 5, A–1090 Wien
Der Übergang eines Quantenteilchens zum klassischen Verhalten wird
durch die Kopplung an unbeobachtete Umgebungsfreiheitsgrade bestimmt,
die mit zunehmender Komplexität des Objekts eine universelle
Form annehmen kann. So gilt die vom Objekt ausgehende Wärmestrahlung
als einer der wichtigen Dekohärenzmechamnismen, welcher die
Grenze zwischen Quanten- und klassischen Verhalten festlegt. Zur Untersuchung
dieses Übergangs bieten sich Fulleren-Moleküle an, da sie
viel Energie speichern können, die in Form kontinuierlicher, thermischer
Strahlung abgegeben wird. Gleichzeitig zeigen diese Teilchen ihre Quantennatur
im Interferometer [1], wo sie in räumlichen Überlagerungen auftreten,
deren Abstände vergleichbar mit der Wellenlänge der thermischen
Strahlung sind. Wir berichten von einem Experiment, bei dem C70 Fulle-

ene vor dem Eintritt in ein Talbot-Lau Interferometer durch Laserstrahlung
kontrolliert aufgeheizt werden. Der beobachtete graduelle Verlust an
Interferenzfähigkeit erlaubt den direkten Vergleich mit den Vorhersagen
mikroskopischer Dekohärenztheorie [2].
[1] B. Brezger et al., Phys. Rev. Lett. 88, 100404 (2002)
[2] L. Hackermüller et al., Nature, im Druck
Q 17.8 Di 12:45 HS 224
Quantitative Materieoptik mit fragilen van der Waals-Molekülen:
Der Atomabstand im Helium-Trimer 4 He3 — G.C. Hegerfeldt
und •M. Stoll — Institut für Theoretische Physik, Universität
Göttingen, Tammannstraße 1, 37077 Göttingen
Kleine van der Waals-Moleküle, wie beispielsweise das Helium-Dimer
4 He2 und Trimer 4 He3, zeichnen sich durch ihre äußerst geringe Dis-
Q 18 Quantengase II
soziationsenergie aus. Allein die ” sanfte“ Beugung eines kollimierten
Strahls dieser fragilen Quantensysteme in die ersten Ordnungen eines
Nano-Transmissionsgitters ermöglicht gegenwärtig ihre quantitative Untersuchung.
Auf diese Weise konnte bereits die Dissoziationsenergie des
Helium-Dimers von nur 0,1µeV bestimmt werden, welche mit einem enormen
Atomabstand von circa 50˚A im Dimer einhergeht [1].
Die in unserer Arbeitsgruppe formulierte Beugungstheorie für schwach
gebundene Moleküle wurde nun weiterentwickelt und erlaubt erstmals
die Auswertung experimenteller Daten für das Helium-Trimer, die in der
Gruppe von J.P. Toennies am MPI für Strömungsforschung aufgenommen
wurden. Das Ergebnis von circa 10˚A für den Atomabstand im 4 He3
bestätigt bisherige, rein theoretische Vorhersagen.
[1] R. E. Grisenti, W. Schöllkopf, J. P. Toennies, G. C. Hegerfeldt,
T. Köhler, M. Stoll, PRL 85, 2284 (2000)
Zeit: Dienstag 11:00–13:00 Raum: HS 225
Q 18.1 Di 11:00 HS 225
How to STIRAP a vortex — •Gerrit Nandi, Reinhold Walser,
and Wolfgang P. Schleich — Abteilung für Quantenphysik, Universität
Ulm, Germany
We examine an alternative scheme for the optical creation of a superfluid
vortex in a trapped Bose-Einstein condensate ([2],[3]), using the
stimulated Raman adiabatic passage (STIRAP) technique [1]. By exposing
an oblate, axis-symmetric condensate to two co-propagating laser
pulses, one can transfer external angular momentum from the light field
to the matter wave, if one of the beams is the fundamental Gaussian mode
and the other is a Gauss-Laguerre mode of angular momentum m = 1.
We demonstrate the complete transfer efficiency by numerical integration
of the multi-component Gross-Pitaevskii equation and explain the
results with an intuitive and accurate approximation within the Thomas-
Fermi limit. In addition, we discuss residual excitations (breathing modes
[4]) that occur in the 2D regime and present the Bogoliubov excitation
spectrum.
[1] K. Bergmann, H. Theuer and B.W. Shore, Rev. Mod. Phys. 70, 3
(1998)
[2] K.-P. Marzlin, W. Zhang and E. M. Wright, Phys. Rev. Lett. 79, 4728
(1997)
[3] R. Dum, J. I. Cirac, M. Lewenstein and P. Zoller, Phys. Rev. Lett.
80, 2972 (1998)
[4] L. P. Pitaevskii and A. Rosch, Phys. Rev. A. 55, R853 (1997)
Q 18.2 Di 11:15 HS 225
Fast rotating Bose-Einstein condensates in nonharmonic traps
— •Sabine Stock, Vincent Bretin, Zoran Hadzibabic, and Jean
Dalibard — Laboratoire Kastler Brossel, Département de Physique de
l’ENS, 24 rue Lhomond, 75005 Paris, France
For rotating BECs in harmonic traps the rotation frequency is limited
by the trap frequency, above which the centrifugal force overcomes the
trapping force and the condensate‘s centre of mass is destabilized. From
a quantum mechanical point of view the single particle ground state first
becomes infinitely degenerate as the rotation frequency is increased, and
then seizes to exist. In traps steeper than harmonic, this problem can be
overcome so that the way to new regimes is opened.
In our experiment we produce condensates of 87Rb in a
quadratic+quartic transverse potential, so that the quartic potential
confines the condensate at all rotation frequencies. It was
therefore possible to achieve a fast rotation regime where the vortex
lattice becomes disordered and, for rotations faster than the trap
frequency, completely ”dissolves”.
These experiments represent a step towards regimes where a gas of ultra
cold bosons is placed in a potential with a highly degenerate ground
state. We plan to pursue this work towards regimes with much smaller
numbers of atoms, where effects analogue to the Quantum Hall Effect
might be observed.
[1] V. Bretin et al., cond-mat/0307464
94
Q 18.3 Di 11:30 HS 225
Bright discrete solitons in Bose-Einstein condensates —
•Veronica Ahufinger 1 , Anna Sanpera 1 , Luis Santos 1 , Paolo
Pedri 1,2 , and Maciej Lewenstein 1 — 1 Institut für Theoretische
Physik, Universität Hannover, D-30167 Hannover, Germany —
2 Dipartimento di Fisica, Università di Trento and BEC-INFM, I-38050
Povo, Italy
We analyze the conditions to generate bright discrete solitons either in
attractive or repulsive one-dimensional Bose-Einstein condensates under
realistic experimental conditions. In the case of positive scattering length
the phase imprinting method is used to reach the so called staggered configuration.
In this case the generation of solitons at finite temperature has
also been studied. Our results show that the typical size of the discrete
soliton allows its generation even in the presence of phase fluctuations.
Once generated, the mobility of these entities, established by the presence
of the Peierls-Navarro barrier on one hand and the width on momentum
of the soliton on the other, has been addressed. Motion in the linear
region is only possible if the soliton populates a number of sites large
enough to be localized in momentum space. The generation of localized
structures in higher dimensions than one is also reported.
Q 18.4 Di 11:45 HS 225
Helle Gap-Solitonen für Atome mit repulsiver Wechselwirkung
— •Michael Albiez, Thomas Anker, Bernd Eiermann, Stefan
Hunsmann, Rudolf Gati, and Markus Oberthaler — Kirchhoff-
Institut für Physik, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 227,
69120 Heidelberg
Nicht-zerfließende Wellenpakete, helle Solitonen, sind ein Musterbeispiel
für nichtlineare Wellendynamik. Wir berichten über die erste
experimentelle Realisierung von einer neuen Klasse von Solitonen, die
nur in periodischen Potentialen existieren - helle atomare Gap-Solitonen.
Sie können auch für repulsive Atom-Atom Wechselwirkung entstehen,
wenn diese durch eine anomale lineare Dispersion kompensiert wird. In
unseren Experimenten verwenden wir ein 87 Rb Bose-Einstein Kondensat
in einem quasi-eindimensionalen Wellenleiter. Das periodische Potential
wird durch eine weitverstimmte stehende Lichtwelle realisiert. Durch
Präparation des Kondensats im Bereich anomaler Dispersion[1] können
Gap-Solitonen erzeugt werden. Die gute experimentelle Kontrolle
ermöglicht die Durchführung systematischer Untersuchungen von
Gap-Solitonen. Die Ergebnisse sind in sehr guter Übereinstimmung
mit den theoretischen Vorhersagen eines einfachen eindimensionalen
Modells. Das atomare System erlaubt es, das Soliton in Echtzeit zu
manipulieren und stellt damit ein ideales experimentelles Modell dar,
um nichtlineare Wellenphänomene zu studieren.
[1] B. Eiermann et al., Dispersion management for atomic matter waves,
Phys. Rev. Lett. 91, 060402 (2003)
Q 18.5 Di 12:00 HS 225
Stochastic simulation of a one-dimensional Bose-gas via factorization
of the kinetic energy — •Bernd Schmidt, Lev I. Plimak,
and Michael Fleischhauer — Fachbereich Physik, Technische Univ.
Kaiserslautern
The one-dimensional (1D) δ-interacting Bose-gas is a well suited model
to test the feasibility of numerical methods for a later extension to simulating
Bose-gases in general. Exact solutions are known for the homo-

geneous interacting gas [1] and predictions for the correlation properties
can be derived by Bogolubov approximations [2,3].
We present an ab initio numerical method for calculating thermal properties
of a 1D δ-interacting Bose-gas in a trap. Discretizing the system results
in a Bose-Hubbard-like Hamiltonian. The imaginary time evolution
of this Hamiltonian is made computationally accessible by stochastically
factorizing the kinetic energy.
Applying ideas from density-matrix-renormalization-group techniques
to the inhomogenous case allows us to enhance our calculations at low
temperatures. We compare our numerical results to analytic predictions,
covering the whole range from the Gross-Pitaevskii to the Tonks-
Girardeau regime.
[1] E. H. Lieb and W. Liniger, Phys. Rev. 130, 1605 (1963).
[2] D. S. Petrov, G. V. Shlyapnikov, and J. T. M. Walraven, Phys. Rev
Lett. 85, 3745 (2000).
[3] M. Olshanii and V. Dunjko, Phys. Rev. Lett. 91 (2003).
Q 18.6 Di 12:15 HS 225
Bose-Einstein Condensation Temperature of a Homogenous
Weakly Interacting Bose Gas — •Boris Kastening — Institut für
Theoretische Physik, Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, D-14195
Berlin
The shift of the transition temperature of a homogenous Bose gas of
particle density n due to a weak interaction, parametrized by the scatter-
ing length a, has the form ∆Tc/T0 = c1an1/3 +[c ′ 2 ln(an1/3 )+c ′′
2 ](an1/3 ) 2 +
· · ·. While c ′ 2 is exactly known, c1 and c ′′
2 depend on critical fluctuations
and have to be determined by non-perturbative methods. We use varia-
tional perturbation theory through seven loops to determine c1 [1] and
the non-perturbative contribution to c ′′
2 [2]. The latter contribution also
provides the only non-perturbative input needed for the corresponding
expansion through second order in an arbitrarily wide harmonic trap.
[1] B.Kastening, Phys.Rev.A 68, 061601(R) (2003) [cond-mat/0303486];
cond-mat/0309060.
[2] B.Kastening, in preparation.
Q 19 Poster Festkörper- und Halbleiterlaser
Q 18.7 Di 12:30 HS 225
Quantum Phase Diagram for Bose Gases — •Axel Pelster 1 ,
Hagen Kleinert 1 , and Sebastian Schmidt 2 — 1 Institut für Theoretische
Physik, Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, D-14195 Berlin,
Germany — 2 Department of Physics, Yale University, P.O. Box 208120,
New Haven, CT 06520-8120, USA
We locate the quantum phase transition for a dilute homogeneous Bose
gas in the plane of s-wave scattering length as and temperature T. This
is done by improving a lowest-order result for the thermodynamic potential
with the help of recent high-order perturbative calculations on
the leading shift of the critical temperature due to a weak atomic repul-
sion using variational perturbation theory. The quantum phase diagram
shows a nose above the interaction-free critical temperature T (0)
c , so that
we predict the existence of a reentrant transition above T (0)
c , where an
increasing repulsion leads to the formation of a condensate. Furthermore,
we obtain a similar quantum phase diagram for a bose gas trapped in an
optical lattice as a function of effective scattering length aeff and temperature
T.
[1] H. Kleinert, S. Schmidt, and A. Pelster, cond-mat/0307412
Q 18.8 Di 12:45 HS 225
Phase transition of trapped interacting Bose gases — •Oliver
Zobay, Georgios Metikas, and Gernot Alber — Theoretical
Quantum Physics, Technical University Darmstadt, 64289 Darmstadt,
Germany
We investigate the phase transition of interacting Bose gases in general
power-law traps in the thermodynamic limit. Using Wilson’s energyshell
renormalization and the epsilon-expansion, we evaluate the partition
function for the symmetric gas phase within a renormalization group
framework. Results for the critical temperature are compared to a meanfield
theory for trapped Bose gases. For the special cases of harmonic and
homogeneous traps, we find the RG approach to agree well with existing
results.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 19.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Verstärkung von Cr 4+ :Nd 3+ :YAG Microchiplaserpulsen in einem
Yb-Faserverstärker — •Christian Bohling 1 , Claus Romano
1 , Ali Khorsandi 1 , Ulrike Willer 1 , Wolfgang Schade 1 ,
Matthias Reich 2 , Holger Zellmer 2 und Andreas Tünnermann 2
— 1 Institut für Physik und Physikalische Technologien, Technische Universität
Clausthal, 38678 Clausthal, Germany — 2 Institut für Angewandte
Physik der Friedrich-Schiller Universität Jena, Max-Wien-Platz
1, 07743 Jena, Germany
Ein Diodenlaser gepumpter (λ = 808 nm, P = 2 W) Cr 4+ Nd +3 :YAG
Microchiplaser erzeugt bei λ = 1064 nm Pulse mit einer Dauer von 800
ps, einer Pulsenergie von 10 µJ und einer Wiederholrate von bis zu
20 kHz. Diese Pulse werden zur Verstärkung in eine hochdotierte Yb-
Doppelkernfaser (Nufern, Pumpkerndurchmesser 250 µm, NA 0,45; Laserkerndurchmesser
30 µm, NA 0,06; Faserlänge: 2,5 m) eingekoppelt
und anschließend spektroskopisch charakterisiert. Die Faser wird mit einer
Hochleistungs-cw-Pumpdiode (Jenoptik) bei λ = 976 nm und einer
maximalen optischen Leistung P = 50 W von der gegenüberliegenden
Seite gepumpt. Es werden Verstärkungen bis zu einem Faktor 20 beobachtet.
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass der Microchiplaser unter
geeigneten Pumpbedingungen stabil auf zwei Moden mit einem Abstand
von 150 GHz läuft, die beide in der Yb-Faser verstärkt werden. Die Ergebnisse
werden in Hinblick auf den Einsatz eines solchen kompakten
Lasersystems für die Erzeugung von THz Strahlung durch optische Frequenzmischung
diskutiert.
Q 19.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Verschiebung der Emissionswellenlänge in Nd-dotierten
Granat-Kristallen von 946 nm bis 935 nm — •Bilge Ileri,
Christoph Czeranowsky, Klaus Petermann und Günter
Huber — Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg
Zur satellitengestützten Untersuchung von atmosphärischem Wasserdampf
mit Hilfe des DIAL-Verfahrens (differential absorbtion lidar)
wird ein Laser benötigt, dessen Wellenlänge auf den Absorbtionslinien
des Wasserdampfes bei 935 nm oder bei 942 nm liegt. Der Nd:YAG-
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Grundzustandslaser mit der Emissionswellenlänge von 946 nm dient als
Ausgangspunkt. Verschiedene Kristallsysteme wurden zu diesem Zweck
gezüchtet und spektroskopisch untersucht, darunter das GdScAlG- und
das YScAlG-System. Es wurden Lasertests mit den gezüchteten Kristallen
durchgeführt, sowie Strahlungstests zur Überprüfung der Weltraumtauglichkeit.
Q 19.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
Aufbau eines cw-Faserverstärkers für 1014 nm — •Mathias Sinther,
Patrick Villwock und Thomas Walther — TU Darmstadt,
Institut für Angewandte Physik, Schlossgartenstr. 7, D-64289 Darmstadt
Faserverstärker sind nicht nur in der Telekommunikation von großer
Bedeutung, sondern haben in den letzten Jahren auch zunehmend in anderen
Anwendungen an Bedeutung gewonnen. In diesem Beitrag soll ein
Faserverstärker für die Wellenlänge 1014nm vorgestellt werden für den eine
Ytterbium-dotierte double-clad-Faser verwendet wird. Zunächst wurden
einige Vorab-Experimente bei 1064nm durchgeführt, da hier keine
Absorption im Faserkern auftritt. Anschließend wurde zu 1014nm übergegangen,
wobei hier die Faser zur Unterdrückung der Absorption mit
flüssigem Stickstoff gekühlt wird. Außerdem sollen Einflüsse von Fasergeometrie
und Faserlänge auf die Ausgangsleistung diskutiert werden.
Q 19.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
Diodenlaser mit optischer Rückkopplung von einem Gitter und
einem externen Resonator — •Andreas Wicht 1 , Philipp Huke
2 , Rolf-Hermann Rinkleff 2 und Karsten Danzmann 2,3 —
1 Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Institut für Experimentalphysik,
Universitätsstr. 1, D-40225 Düsseldorf — 2 Institut für Atom-und
Molekülphysik, Universität Hannover, Callinstr. 38, D-30167 Hannover
— 3 Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Callinstr. 38, D-30167
Hannover
Es werden theoretische und experimentelle Ergebnisse der Realisierung
eines Konzeptes zur Stabilisierung von Laserdioden mittels optischer
Rückkopplung vorgestellt. Das Konzept beruht auf der Kombination des

Littman-Aufbaus mit dem Prinzip der Rückkopplung von einem externen
Resonator Hollberg − Laser. Anders als die bisher veröffentlichten Systeme
wird hier der externe Resonator über die erste Beugungsordnung
des Gitters angekoppelt. Die Untersuchungen zeigen, dass die Wahl einer
geeigneten Resonatorgeometrie von entscheidender Bedeutung für einen
stabilen Betrieb des Lasers ist. Mit dem hier vorgestellten Lasersystem
konnte eine Durchstimmbarkeit von 36 nm bei einer Zentralwellenlänge
von 852 nm erreicht werden. Der kontinuierliche Durchstimmbereich betrug
mehr als 45 GHz. Das Lasersystem lässt sich ähnlich zuverlässig wie
ein Gitterlaser betreiben, erreicht dabei aber die von Hollberg-Lasern bekannten
niedrigen Linienbreiten. Eine Beat-Messung mit einem Hollberg-
Laser ergab eine Kurzzeit-Linienbreite für das Spektrum des Beat-Signals
von 60kHz; diese Linienbreite war durch Frequenzrauschen bei Fourier-
Komponenten akustischer Frequenzen bestimmt.
Q 19.5 Di 14:00 Schellingstr. 3
Scaling the single mode output power of tapered amplifier lasers
by coherent addition — •Rudolf Neuhaus, Marvin Kurz, Frank
Lison, and Wilhelm Kaenders — TOPTICA Photonics AG, Fraunhoferstr.
14, 82152 Martinsried/München
We describe a laser system in which the output of two tapered amplifier
systems is coherently added. The tapered amplifiers are seeded by a common
grating stabilized external cavity diode laser, generating two beams
with identical properties (single mode, narrow linewidth, low noise) and
similar beam profile. Their coherent addition requires the measurement of
and control over the relative phase between them. The coherent addition
is realized using two orthogonal [1] as well as two identical polarizations
and both approaches are compared. Control over the relative phase can
be attained with a piezo mounted beam combiner as well as frequency
and/or current modulation of the master or one of the two amplifiers.
The coherent addition of two orthogonally polarized beams proved to
be the most practical and efficient method resulting in a combined beam
that holds up to 1.9 times the power of a single beam. Behind a single
mode fiber even more than twice the power of a single fiber coupled tapered
amplifier system is achieved. A very high degree of coherence is
maintained (γ = 0.969).
Using the latest generation of tapered amplifier chips, an output power
of more than 2 W can be reached by maintaining a high beam quality
(M 2 ≤ 1.3). Being scalable, this approach enables higher power laser
sources with the same favourable properties.
[1] Singer et al., Opt. Comm. 218, 371-377 (2003)
Q 19.6 Di 14:00 Schellingstr. 3
A Raman laser system for the Rb-87 D2 line — •Jochen
Kronjäger, Michael Erhard, Holger Schmaljohann, Kai
Bongs, and Klaus Sengstock — Institut f. Laserphysik, Luruper
Chaussee 149, D-22761 Hamburg
Q 20 Poster Ultrakurze Lichtimpulse
Raman transitions are a powerful tool for probing and manipulating
atoms and molecules. In our Rb spinor BEC experiment, we apply Raman
transitions for coherent population transfer between the hyperfine
ground states. A Raman transition requires a bichromatic coherent light
field, i.e. two lasers with a certain frequency offset but fixed phase relationship
[1].
Our Raman laser system consists of two extended cavity diode lasers:
one (the master) runs free or can be frequency stabilized by standard
spectroscopic techniques, the other one (slave) is phase stabilized at a
frequency offset of about 6.8 GHz relative to the master. The fixed phase
relationship between the two is maintained by an optical phase locked
loop (OPLL) comprising three steps of phase detection: a fast photodiode,
a microwave mixer and a digital phase/frequency discriminator (PFD).
The monotonic response of the PFD provides an extended capture range
of the servo loop (+/-10 MHz).
The Raman laser systems has been used to measure a mixed spin
channel Feshbach resonance of Rb-87 [2]. Future plans include coherent
coupling of the F=2 (antiferromagnetic) and F=1 (ferromagnetic) states
of a spinor condensate and the preparation of filled solitons.
[1] M. Prevedelli et al., Appl. Phys. B 60, 241-248 (1995)
[2] M. Erhard et al., cond-mat/0309318 (2003)
Q 19.7 Di 14:00 Schellingstr. 3
Random-Lasertätigkeit in laserablatierten ZnO Schichten —
•Michael Esselborn, Sandra Börner, V. Narajanan, Christoph
Bauer und Wolfgang Schade — Institut für Physik und
Physikalische Technologien, TU-Clausthal
Zinkoxid Schichten mit einer Dicke zwischen 1 und 5 µm werden
durch Laserablation bei 308 nm in einer Sauerstoffatmosphäre auf geheizten
Substraten hergestellt. Eine Verschiebung der Bandkante auf
3.87 eV wird durch Dotieren mit 10% Aluminium erreicht. Als Substratmaterialien
werden Quarz und Saphir verwendet. Die Qualität der
hergestellten ZnO Schichten wird topographisch durch AFM und spektroskopisch
durch NSOM charakterisiert. Eine Optimierung der Oberflächenbeschaffenheit
wird durch Laserablation mit Femtosekundenpulsen
erzielt. Alternativ werden ZnO Nanodrähte über einen VLS (Vapor-
Liquid-Solid) Mechanismus hergestellt. Erste Ergebnisse zur Random-
Lasertätigkeit und zur Erzeugung von laserinduzierten DFB Strukturen
in diesem Material werden vorgestellt und diskutiert.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 20.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Charakterisierung hochintensiver Laserpulse — •Friederike
Ewald, Heinrich Schwoerer und Roland Sauerbrey — Institut
für Optik und Quantenelektronik, Friedrich-Schiller-Universität Jena,
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Wir stellen unseren Hochintensitätslaser vor. Die erreichbare Spitzeninstensität
beträgt gut 10 20 W/cm 2 bei einer Pulsdauer von 70 − 80 fs,
einer Pulsenergievon 700 mJ (1200 mJ vor der Komprimierung) und einer
Fokusfläche von 5 µm 2 . Die Diagnostik zur Charakterisierung solch
hochintensiver Laserpulse umfaßt eine Pulsdauermessung und eine Vorpulsmessung
mit hoher Dynamik, sowie eine Messung der Verkippung
der Pulsfront, eine Energiemessung im Fokus und eine Messung der Fokusgröße.
Diese Methoden werden detailliert vorgestellt.
Wir diskutieren kurz einige Anwendung eines solchen Lasers, für die Erzeugung
hochenergetischer Elektronen, Bremsstrahlung und lasergetriebener
Kernreaktionen.
Q 20.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Dispersionsmessung an optischen Komponenten — •Michael
Böhm, Martin Stratmann und Fedor Mitschke — Fachbereich
Physik, AG Optik, Universität Rostock, 18055 Rostock, Universitätsplatz
3
96
Für die Erzeugung und Anwendung von ultrakurzen Lichtimpulsen ist
die Kenntnis der Dispersion wichtig, da diese zu einer zeitlichen Verbreiterung
der Wellenpakete führt. Wir haben verschiedene Meßverfahren
untersucht, mit denen man die Dispersion von optischen Komponenten
bestimmen kann. Mehrere Varianten von Weißlichtinterferometern werden
vorgestellt und diskutiert. Die Meßmethoden wurden auf verschiedene
optische Komponenten angewendet, wie z. B. Kristalle, Spiegel,
Resonatoren und Glasfasern verschiedenen Typs.
Q 20.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
Gezielte Beeinflussung der Pulsdauer bei synchron gepumpten
OPOs. — •Martin Stratmann und Fedor Mitschke — Fachbereich
Physik, Universität Rostock, 18051 Rostock
Die Pulsdauer von synchron gepumpten Lasern wurde vor ein paar
Jahren [1,2] systematisch untersucht und durch ein einfaches Modell beschrieben.
Es konnte gezeigt werden, dass sie im Wesentlichen durch zwei
Zeitskalen bestimmt wird: einerseits die Pumppulsdauer τp, andererseits
die Filterzeit τf = 1/ωc, die sich aus der Bandbreite des gepumpten Resonators
ωc ergibt und die durch selektive Elemente beeinflusst wird. Dieses
Modell wurde auf eigene Messungen sowie Literaturberichte zahlreicher
Autoren an etlichen verschiedenen Lasern in der Literatur angewendet
und lieferte eine bessere Übereinstimmung als frühere Modelle. Direk-

te Messungen an synchron gepumpten OPOs waren allerdings zu der
Zeit nicht möglich. Dies wird jetzt nachgeholt; Parameter eines synchron
gepumpten OPOs werden variiert und jeweils die Ausgangspulsdauer registriert.
Auch hier entspricht die gemessene Abhängigkeit dem nach dem
Modell erwarteten Verhalten.
[1] F. Mitschke et. al. Appl. Phys. B 62, 375-379 (1996).
[2] U. Morgner et. al. Appl. Phys. B 66, 145-152 (1998).
Q 20.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
Generation of ultrashort laser pulses at 1 kHz repetition
rate with 7 mJ pulse energy using a liquid nitrogen cooled
Ti:Sapphire amplifier system — •M. Silies, J. Kutzner, G.
Tsilimis, J. Brockkamp, and H. Zacharias — Physikalisches Institut,
Westfälische Wilhelms-Universtität, Münster, Wilhelm-Klemm-Str.
10, 48149 Münster
We report on the development of a compact, table-top laser source at
1 kHz repetition rate based on Ti:Sapphire with a pulse energy of 7 mJ
as a tool to generate hard x-rays as well as High Harmonics.
The set-up consists of a commercially available oscillator-amplifier
CPA system and a second multipass amplifier with the Ti:Sapphire crystal
cooled by liquid nitrogen to 93 K to increase the thermal conductivity
and therefore avoid the thermal lens formed by the pumping lasers. The
output energy of 7 mJ was obtained while pumping the crystal with total
40 W of two frequency doubled Nd:YLF lasers. The following pulse compressor
consists of two triple-prism sequences, compressing the stretched
laser pulses to nearly transform-limited 45 fs pulses. The performance of
the nitrogen cooled amplifier concerning pulse duration and pulse energy
is discussed and compared to theoretical calculations.
Q 20.5 Di 14:00 Schellingstr. 3
Characterization of an ultrashort pulse Ti:Sapphire laser system
with a high, variable repetition rate — •Jana Hüve, Thorben
Haarlammert, and Helmut Zacharias — Physikalisches Institut,
Westfälische Wilhelms-Universität, 48149 Münster
We constructed a Ti:Sapphire oscillator-amplifier system with a high,
variable repetition rate. Usually such systems are operated at a fixed
repetition rate, often about 1kHz. In our system the repetition rate is
adjustable between 5 and 40kHz due to cavity dumping of the oscillator.
The amplifier is a multipass system with 8–12 passes with a liquid nitrogen
cooled crystal. A frequency doubled Nd:YAG laser with an average
power of up to 70W pumps the amplifier.
In order to characterize the amplifier system, we measured pulse duration,
frequency spectrum, and amplification factor. The latter was examined
depending on the width of the oscillator spectrum, the foci of
pump and oscillator beam, and was compared at one and two passes of
the pump beam. Effects limiting the amplification were investigated by
stretching the oscillator pulses in time to different durations.
Q 20.6 Di 14:00 Schellingstr. 3
Parameterabhängigkeit der CEO-Frequenz von Femtosekundenlasern
— •Hartmut Gimpel, Alexander Killi und Uwe Morgner
— Max-Planck Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117
Heidelberg
Seit einiger Zeit läßt sich die Feldwiederholrate (CEO-Frequenz) von
ultrakurzen Laserpulsen sowohl messen als auch stabilisieren, und das
Konzept findet verbreitete Anwendung in vielen Gebieten der Physik.
Wir präsentieren die Ergebnisse analytischer Berechnungen
zur Parameterabhängigkeit der CEO-Frequenz eines prismenlosen
Femtosekunden-Lasers. Die Rechnungen basiert auf Solitonen-
Störungsrechnung im Rahmen des Mastergleichungs-Formalismus.
Die Berechnungen werden den Messergebnissen an einem sub-20fs
Titan-Saphir-Laseroszillator mit f-2f Interferometer gegenüber gestellt.
Q 20.7 Di 14:00 Schellingstr. 3
Modengekoppelte Hochenergie-Laseroszillatoren — •Sebastian
Dewald und Uwe Morgner — Max-Planck-Institut für Kernphysik
Modengekoppelte Laserresonatoren mit langen Kavitäten sind für die
Erzeugung von ultrakurzen Laserpulsen mit hohen Spitzenleistungen von
großem Interesse. Dabei ist die Resonatorumlaufzeit direkt proportional
zur ausgekoppelten Pulsenergie/Spitzenleistung. Durch eine geschickte
Anordnung zweier Hohlspiegel lässt sich ein Laserarm in einem linearen
Resonator leicht um einige zehn Meter verlängern ohne das Strahlprofil
im aktiven Lasermedium im Vergleich zu einem Laser mit Standardresonator
zu verändern. Mit geeigneter Dispersionsverteilung durch spezielle
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dispersive Spiegel können aus einem Ti:Saphir-Oszillator Pulsdauern unter
50 fs mit einer Pulsspitzenleistung über 3 MW demonstriert werden.
Q 20.8 Di 14:00 Schellingstr. 3
Formung von Pulsen mit oktavbreiten Spektren mittels eines
Prismen-LCD-Pulsformers — •Thomas Binhammer 1 , Eva Rittweger
1 , Richard Ell 2 und Uwe Morgner 1 — 1 MPI für Kernphysik,
Heidelberg — 2 Massachusetts Institute of Technology, Cambridge
Die Erzeugung ultrakurzer Laserpulse mit oktavbreiten Spektren und
deren Verwendung in Experimenten erfordert eine genaue Kontrolle der
Dispersion.
Das ideale Werkzeug hierzu ist ein Pulsformer, der mit Hilfe eines
Flüssigkristalldisplays eine unabhängige Einstellung der verschiedenen
Dispersionsordnungen ermöglicht. Zur räumlichen Aufspaltung der Spektralkomponenten
verwenden wir hochbrechende Prismen, da bei Gittern
die Ordnungen bei oktavbreiten Spektren überlappen und außerdem die
Beugungseffizienzen bei dieser hohen Bandbreite relativ gering sind. Dieses
Problem tritt bei Prismen nicht auf, allerdings muss nun deren Materialdispersion
kompensiert werden.
Der Verlauf der spektralen Phase kann durch Anlegen einer geeigneten
Spannungsfunktion an den LCD-Modulator optimiert werden. Ziel ist es,
den mittels des SPIDER-Verfahrens gemessenen spektralen Phasenverlauf
auszugleichen, und damit Fourier-limitierte Pulse einer Dauer unter
5 fs direkt aus dem Laser zu verwirklichen.
Q 20.9 Di 14:00 Schellingstr. 3
Dual pulse femtosecond laser induced breakdown spectroscopy
— •Tobias Witting 1,2 , Makis Bakarezos 2 , Demetrios Anglos
2 , and Costas Fotakis 2 — 1 Physikalisches Institut, Wesftälische
Wilhelms-Universität, Münster, Germany — 2 Institute of Electronic
Structure and Laser, Foundation for Research and Technology - Hellas,
Heraklion, Greece
A XeCl pumped, frequency doubled distributed feedback dye laser system
with a KrF amplifier providing 450 fs pulses at 248 nm was used to
generate a plasma from different metal targets (Al, Mg, Cu) under ambient
and high-vacuum conditions. The optical emission from the plasma
was monitored by an imaging spectrograph equipped with an i-CCD
detection system. Plasma temperature and degree of ionization determined
from the LIBS spectra were monitored on an ultrafast timescale
by means of double pulse sequences with varying pulse energy ratios and
time delays. Besides an overall intensification of the optical emission an
enhancement of ionization was observed.
Q 20.10 Di 14:00 Schellingstr. 3
Laserinduzierte Transmutation von 129 I — •Friederike Ewald 1 ,
Heinrich Schwoerer 1 , Joseph Magill 2 , Jean Galy 2 , Roland
Sauerbrey 1 und Roland Schenkel 2 — 1 Institut für Optik und
Quantenelektronik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Max-Wien-Platz
1, 07743 Jena — 2 Europäische Kommission, Joint Research Center, Institut
für Transurane, Postfach 2340, 76125 Karlsruhe
Mit Kurzpulslasern, die Intensitäten von über 10 19 W/cm 2 erreichen,
können Elektronen auf relativistische Energien beschleunigt, sowie MeV
Bremsstrahlungsphotonen erzeugt werden. Diese hochenergetischen Photonen
sind in der Lage, Kernreaktionen wie beipielsweise Spaltung oder
die Emission eines Neutrons zu induzieren.
Am Beispiel des radioaktiven Isotops 129 I zeigen wir, daß es möglich ist,
mit Lasern quantitative Kernphysik zu betreiben. Der bislang unbekannte
Wirkungsquerschnitt der (γ,n)-Reaktion von 129 I wurde zu 200 +100
−100 mbarn
gemessen. 129 I ist ein radioaktives und langlebiges Spaltprodukt, welches
in Kernreaktoren entsteht. Über die (γ,n)-Reaktion kann es deaktiviert
werden: sein Reaktionsprodukt 128 I zerfällt innerhalb von nur 25 Minuten
in das stabile Isotop 128 Xe.
Q 20.11 Di 14:00 Schellingstr. 3
20 MeV Temperatur Elektronen Jets — •K.-U. Amthor, B. Liesfeld,
H. Schwoerer und R. Sauerbrey — IOQ, FSU Jena
Die Wechselwirkung ultrakurzer, hoch intensiver Laserimpulse mit einem
Plasma stellt eine vielversprechende Alternative zu konventionellen
Teilchenbeschleunigern dar, um relativistische Elektronen und hochenergetische
Ionen zu erzeugen.
Bei der Wechselwirkung eines auf eine Intensität von mehr als 10 19
W/cm 2 fokussierten Laserimpuls mit einem gepulsten Helium Gasjet
(ne = 5 × 10 19 cm −3 ) werden in dem sich durch relativistische Selbstfokussierung
bildenden Plasmakanal Elektronen in axialer Richtung auf

elativistische Energien beschleunigt.
Die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lasers beobachtete 2ω-
Emission, erzeugt durch nichtlineare Thomson-Streuung im Kanal, läßt
auf eine Kanallänge von mehr als zehn Rayleighlängen schließen. Außerdem
wurden mittels eines frequenzverdoppelten Probeimpuls zeitaufgelöste
Aufnahmen des Kanals gemacht. Die zeitliche und räumliche Entwicklung
des Laserplasmas und der Plasmadichte wurden mit Schattenund
Schlierenbildern sowie Interferogrammen untersucht. Der Probeimpuls
kann bis zu 1 ns verzögert werden, mit einer Auflösung besser als
0.5 ps.
Die generierten Elektronenpakete sind sehr stark kollimiert und besitzen
eine Divergenz von weniger als 10 mrad. Die Elektronentemperatur
liegt im Bereich von 20 MeV und entspricht damit der Energie für Riesenresonanzen
schwerer Kerne. Solche Elektronenjets eignen sich daher
hervorragend zur systematischen Untersuchung von Kernreaktionen.
Q 20.12 Di 14:00 Schellingstr. 3
Develop of a new X-ray source — •Flavio Zamponi 1 , Ingo
Uschmann 1 , Eckart Förster 1 , Roland Sauerbrey 1 , Nicolai
Zhavoronkov 2 , and Yuri Gritsai 2 — 1 Institut für Optik und Quantenelektronik
— 2 Max-Born-Institut
First data concerning the characterization of a new high repetition
(pulses with 5 mJ energy, 45 fs duration, 1kHz), high brilliance X-ray
source developed in collaboration with Max Born Institute of Berlin will
be illustrated.
Ti-Kα and Cu-Kα have been produced by focusing a femtosecond laser
pulse on a tape target; Ga-Kα by using a gallium jet. Copper, titanium
and gallium spectra were acquired by means of a cooled Si-diode ”AMP-
TEK” detector.
Estimation of X-ray photon flux and conversion of laser energy in Xray
energy is given. Average X-ray flux of the table top systems located
at MBI Berlin and FSU Jena are compared to Terawatt system.
Q 20.13 Di 14:00 Schellingstr. 3
Flugzeit-Elektronenspektrometer für den weichen Röntgenbereich
— •Alexander Paulus, Thomas Pfeifer, Dominik Walter,
Carsten Winterfeldt, Christian Spielmann und Gustav
Gerber — Physikalisches Institut, Universität Würzburg, Am Hubland,
97074 Würzburg, Germany
Wir stellen ein Flugzeit-Elektronenspektrometer vor, mit dem Elektronen
aus einem Energiebereich von beispielsweise 40 bis 50 eV um 30 eV
abgebremst und somit nach kürzerer Flugstrecke besser zeitaufgelöst detektiert
werden können. Elektrostatische Einzellinsen sind mit einem
starken chromatischen Fehler behaftet. Gerade bei der Geschwindigkeitsreduktion
schneller Elektronen tritt diese Eigenschaft sehr stark zutage.
Mit herkömmlichen Einzellinsen aus drei gleichartigen dünnen Metallscheiben
als Potentialblenden kann nur ein Elektronenstrahl mit genau
definierter Energie zugleich fokussiert und abgebremst werden. Durch
zwei garnrollenförmige Blenden im mittleren Teil eines aus zwei Einzellinsen
bestehenden Systems kann dieser Effekt zugunsten einer größeren
Energieakzeptanz des Elektronenspektrometers kompensiert werden.
Dies schlägt sich in einem etwas schwächeren Gesamtdurchsatz nieder.
Q 20.14 Di 14:00 Schellingstr. 3
Dense plasma physics studied with XUV-FELs — •Annika
Krenz and Jürgen Meyer-ter-Vehn — Max-Planck-Institut für
Quantenoptik Garching
We report on the heating of solid matter with the XUV-FEL beams becoming
available at DESY in 2004/2005. They will provide 10 14 photons
per pulse of 20-200eV energy in 100fs pulses. These beams will generate
matter of extremely high energy density with temperatures up to 1keV
and pressures in the range of a few hundred Mbar. This corresponds to
states of matter found in stellar interiors. A wide range of the phase diagram
can be investigated by changing the beam focus and hence the
heating intensity. In addition to heating the scattered photons will yield
detailed information about the structure of the produced plasma.
The poster will show simulations performed with MULTIfs, a 1Dhydrodynamic
code. For laser frequencies close to the plasma frequency
the absorption in the target reaches a maximum. This is shown in terms
of the temperature and pressure evolution for an intensity of 10 16 W/cm 2
and a photon energy of 30eV. The thickness of the Al-target is 45nm.
Futhermore it is shown that the foil can be used as a femtosecond
switch. This is caused by the change of the plasma frequency during
heating which may turn an initially transparent foil into an opaque one.
Another point is that the plasma spot has defocusing properties. A fur-
98
ther unexpected effect is a spatial wave structure seen e.g. in the energy
deposited in the target. This structure will lead to ionization layers which
exist for a certain time.
Q 20.15 Di 14:00 Schellingstr. 3
Femtosecond time-resolved investigation of the optical breakdown
in water — •Cristian Sarpe-Tudoran, Andreas Assion,
Mathias Wollenhaupt, Marc Winter, and Thomas Baumert —
University of Kassel, Institute of Physics, Heinrich-Plett-Str. 40, D-34134
Femtosecond laser induced breakdown in dielectric materials was intensively
studied in the last decade, due to the applications of this technique
in medicine and in high-quality micro- and nano- material processing of
transparent media. Even if it is generally accepted that the primary process
in the femtosecond laser ablation of transparent dielectrics is the
generation of high density free electrons by multiphoton absorption, the
mechanism of the energy transfer and the plasma dynamic below 20 ps
is not yet understood. In this work we investigate with high temporal
and spatial resolution the dynamics of the free electrons plasma produced
by ultrashort femtosecond pulses on the surface of dielectric liquids.
The plasma dynamics was resolved from the femtosecond up to the
nanosecond regime. Transient reflection spectroscopy provided us useful
information about the dynamics of the free electrons density, whereas
by time resolved imaging techniques we directly investigated the spatial
formation and evolution of the induced plasma. Taking into account the
spectral and spatial data we are able to reconstruct a three dimensional
image of the plasma dynamics with femtosecond resolution.
Q 20.16 Di 14:00 Schellingstr. 3
The role of the phase in femtosecond pulse sequence experiments
studied on a two-photon transition — •Matthias Wollenhaupt,
Andreas Präkelt, Cristian Sarpe-Tudoran, Marc
Krug, and Thomas Baumert — University of Kassel, Institute of
Physics and Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology
(CINSaT), Heinrich-Plett-Str. 40, D-34132 Kassel, Germany
Pulse sequences generated with delay lines and spectral pulse modulation
techniques are often employed for coherent control experiments.
We investigate the role of delay and spectral phase modulation on a twophoton
transition in atomic sodium. The sodium D-line serves as the
observable. Popular phase modulations like polynomial, π-jump and sinusoidal
phase functions in combination with the delay of a pulse pair
were studied. The physical difference between delay and spectral group
delay modulation is discussed.
Q 20.17 Di 14:00 Schellingstr. 3
Kontrolle ”bekleideter” Zustände mit phasenmodulierten
Femtosekunden-Laserpulsen — •Matthias Wollenhaupt,
Andreas Assion, Andreas Präkelt, Cristian Sarpe-Tudoran,
Dirk Liese, Oksana Graefe, Elma Weber und Thomas
Baumert — University of Kassel, Institute of Physics and Center for
Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology (CINSaT),
Heinrich-Plett-Str. 40, D-34132 Kassel, Germany
Kürzlich wurde in einem Quantenkontrollexperiment an Kalium
Atomen gezeigt, dass selbst bei identischer Populationsdynamik
allein die quantenmechanische Phase den Ausgang des Experiments
vollständig steuert [1]. Dort wurde eine Sequenz zweier ultrakurzer
Laserpulse verwendet und die Modulation des Autler-Townes (AT)
Doublets im Photoelektronenspektrum beobachtet. Phasenmodulierte
Femtosekunden-Laserpulse bieten die Möglichkeit komplexere Pulsformen
zu generieren. In diesem Experiment wird untersucht inwieweit
das AT-Doublet mittels eines intensiven phasenmodulierten Laserpulses
kontrolliert werden kann. Dazu werden die zeitaufgelösten Photoelektronenspektren
bei Verwendung von phasenmodulierten Laserpulsen
mit verschiedenen Phasenfunktionen untersucht. Darüberhinaus werden
mittels eines rückkopplungsgesteuerten Algorithmus einzelne Komponenten
des AT-Doublets optimiert. Insbesondere wird die selektive
Besetzung einzelner ”bekleideter” Zustände durch geeignete Pulsformen
demonstriert.
[1] M. Wollenhaupt et al., Phys. Rev. A 68, 015401 (2003).
Q 20.18 Di 14:00 Schellingstr. 3
Femtosecond Fluorescence Analysis with Confocal Two-Photon
Excitation — •Stefan Bleil, Dirk Otteken, and Karlheinz
Maier — Institut für Physik, C.v.O.-Universität Oldenburg, D-26111
Oldenburg
Two-photon excited fluorescence has become an important tool in the

three-dimensional imaging of samples. Here we present a confocal setup
for fluorescence lifetime measurements using up-conversion technique
in the femtosecond time range. The promising abilities of the method
Q 21 Poster Quantengase
are shown by investigations of the ultrafast S2 relaxation dynamics of
solutions of the dye malachite green (about 250 fs).
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 21.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Degenerate fermionic potassium in an optical lattice —
•Henning Moritz, Thilo Stöferle, Christian Schori, Michael
Köhl, and Tilman Esslinger — Institut für Quantenelektronik,
ETH Zürich, CH-8093 Zürich
For quantum degenerate fermions a variety of fascinating quantum
phenomena, such as BCS-type superfluidity, are theoretically predicted
to occur. The BCS-transition temperature in a lattice is expected to be
significantly higher than in an harmonic trap due to the increased interaction
at the individual lattice sites [1].
In our recent experiments with Rubidium in an optical lattice we have
realised the first truly one-dimensional Bose-Gas [2] and studied the transition
from a strongly interacting superfluid to a Mott insulator in one
dimension [3]. We have managed to sympathetically cool fermionic Potassium
40 to quantum degeneracy in the same machine. The poster will
report on the experiments with these atoms in the optical lattice.
[1] W. Hofstetter et al., Phys. Rev. Lett. 89, 220407 (2002)
[2] H. Moritz et al., Phys. Rev. Lett. in press
[3] T. Stöferle et al., preprint 2003
Q 21.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Mixtures of Rubidium and Lithium in the degenerate Regime
— •Tobias Donner, Christian Silber, Sebastian Günther,
and Claus Zimmermann — Physikalisches Institut der Universität
Tübingen, Auf der Morgenstelle 14, 72076 Tübingen
We prepare an experiment with mixtures of Lithium and Rubidium
quantum gases. Rubidium is used as cooling agent for both Lithium isotopes.
Heteronuclear photoassociation will be studied for 6Li-87Rb, 7Li-
87Rb, and 6Li-7Li [1] in the degenerate regime. Another topic will be
molecule formation schemes with two photon Raman spectroscopy [2].
The mixture is stored in a new type of a miniaturized magnetic trap that
allows for studying dimensionality effects for Bose gases as well as for
Fermi gases. We describe the apparatus and its experimental perspectives.
[1] U. Schlöder, C. Silber, T. Deuschle, and C. Zimmermann, Phys.
Rev. A 66, 061403 (R) (2002)
[2] U. Schlöder, T. Deuschle, C. Silber, and C. Zimmermann, accepted
for publication in Phys. Rev. A
Q 21.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
An Experiment on Quantum-Degenerate Fermi-Bose Mixtures
in 3D Optical Lattices — •Silke Ospelkaus-Schwarzer, Christian
Ospelkaus, Ralf Dinter, Jürgen Fuchs, Marlon Nakat,
Klaus Sengstock, and Kai Bongs — Institut für Laser-Physik, Universität
Hamburg
We present an experiment on a quantum-degenerate mixture of
Fermionic 40 K and Bosonic 87 Rb atoms which is currently being set up in
Hamburg. The apparatus is based on a two-species 2D-/3D-MOT setup
and an optimized Ioffe-type magnetic trap. Our setup is designed for experiments
in deep three-dimensional optical lattices and promise to be
a versatile model system for solid state theories. Projected experiments
cover single-particle and collective excitations, fermion correlations and
investigations on the possibility of observing a BCS-type phase transition
in a 3D-optical lattice. We present first experimental results and discuss
the planned experiments.
Q 21.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
Atomic Bose-Fermi mixtures in an optical lattice — •Fehrmann
Henning, Maciej Lewenstein, Luis Santos und Mikhail Baranov
— ITP Uni Hannover
A mixture of ultra-cold bosons and fermions placed in an optical lattice
constitutes a novel kind of quantum gas and leads to phenomena, which
so far have been discussed neither in atomic physics nor in condensed
matter physics.
We discuss the phase diagram at low temperatures, and in the limit of
strong atom-atom interactions. We predict the existence of quantum pha-
99
ses that involve pairing of fermions with one or more bosons, or bosonic
holes respectively. The resulting composite fermions may form, depending
on the system parameters, a normal Fermi liquid, a density wave, a
super-fluid liquid, or an insulator with fermionic domains.
Furthermore we obtain the analytic form of the phase boundaries separating
these composite fermion phases from the bosonic super-fluid which
coexists with a Fermi liquid.
We compare the results with numerical simulations and discuss their
validity and relevance for current experiments.
Q 21.5 Di 14:00 Schellingstr. 3
Matter wave optics with Bose-Einstein condensates on atom
chips — •Stephan Wildermuth 1 , Peter Krüger 1 , Sebastian
Hofferberth 1 , Mauritz Andersson 1 , Sönke Groth 1,2 , Elmar
Haller 1 , Leonardo Della Pietra 1 , Mihael Brajdic 1 , Israel
Bar-Joseph 2 , and Jörg Schmiedmayer 1 — 1 Physikalisches Institut,
Universität Heidelberg, 69120 Heidelberg — 2 Weizmann Institut, Rehovot,
Israel
Atom chips are built by structuring a conducting layer evaporated on
a substrate. By charging theses structures and/or by passing currents
through them, micropotentials for neutral atoms are formed that can be
used for the controlled manipulation of ultra-cold atomic clouds.
On this poster, we present a selection of possible trapping and guiding
geometries. The flexibility of the atom chip is demonstrated by cooling
atoms to the Bose-condensed phase (BEC) in very different traps.
We have integrated matter wave beam splitters and interferometers on
our atom chip in order to investigate the coherence properties of various
atom-optical tools. Recent progress in the experiments will be reported
as well as future steps towards the realization of 1 and 2-qubit manipulation.
Q 21.6 Di 14:00 Schellingstr. 3
Miniaturisierte Atomuhren und Interferometer in Mikrochip-
Fallen — •Philipp Treutlein 1 , Tilo Steinmetz 1 , Peter
Hommelhoff 1,2 , Theodor W. Hänsch 1 und Jakob Reichel 1
— 1 Max-Planck-Institut für Quantenoptik und Sektion Physik der
Ludwig-Maximilians-Universität, Schellingstr. 4, 80799 München,
Germany — 2 Present address: Varian Physics 220, Stanford University,
Stanford, CA 94305, U.S.A.
Interne Zustände von neutralen Atomen in magnetischen Mikrochip-
Fallen weisen lange Kohärenzzeiten auf [1]. Dies ermöglicht die Realisierung
einer Atomuhr mit Atomen in der Mikrofalle. Dazu erzeugen
wir Superpositionen der Hyperfeinzustände |F = 1, mF = −1〉
und |F = 2, mF = 1〉 des Grundzustands von 87 Rb. Mittels Ramsey-
Spektroskopie messen wir die Stabilität der Übergangsfrequenz zwischen
diesen Zuständen. Unsere Messungen zeigen, daß eine portable, miniaturisierte
Atomuhr mit einer relativen Stabilität von ∼ 10 −13 τ −1/2 / √ Hz
realisierbar ist.
In einem zweiten Experiment untersuchen wir kohärente
Überlagerungen von externen Zuständen der Atome in der Mikrofalle.
Dazu wird ein Bose-Einstein Kondensat in einem magnetischen
Doppelmuldenpotential präpariert. Durch eine Barriere variabler Höhe
zwischen den beiden Potentialmulden soll das Kondensat kohärent
aufgespalten und wieder vereinigt werden. Wir präsentieren den
aktuellen Stand dieses Experiments zur Interferometrie mit gefangenen
Atomen.
[1] Vortrag von Philipp Treutlein
Q 21.7 Di 14:00 Schellingstr. 3
Tunnelkontakte für Bose-Einstein-Kondensate in Mikrofallen
— •Christian Trück, Andreas Günther, Sebastian Kraft,
Claus Zimmermann und József Fortágh — Physikalisches Institut
der Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 14, 72076 Tübingen
Tunnelexperimente mit Bose-Einstein-Kondensaten erfordern eine
präzise Kontrolle von dünnen Potentialbarrieren. Dies ist entweder mit
optischen Gittern möglich oder mit Hilfe von elektrischen und magneti-

schen Feldern, die von mikrostrukturierten Leiterbahnen erzeugt werden.
Wir haben Mikrofallen entwickelt, bei denen das magnetische Fallenpotential
durch elektrostatische Felder auf der Mikrometerskala strukturiert
wird. Die Berechnung und Herstellung dieser Fallen sowie aktuelle Experimente
werden vorgestellt.
Q 21.8 Di 14:00 Schellingstr. 3
Beyond Gutzwiller: Corrections to mean-field expansion
patterns of interacting bosonic atoms in optical lattices. —
•Christian Schroll 1 , Florian Marquardt 2 , and Christoph
Bruder 1 — 1 Universität Basel, Departement für Physik und
Astronomie, Klingelbergstr. 82, CH-4056 Basel, Schweiz — 2 Yale
University, Dept. of Physics, New Haven, USA
We consider the Mott-insulator transition in optical lattices, studying
in particular short-range correlations that determine the momentum
distribution and the experimentally observed expansion patterns. Based
on the mean-field Gutzwiller ansatz, which is a good approximation for
small and large ratio of the hopping to onsite energy J/U, we use perturbation
theory to improve the results for intermediate values of J/U. We
discuss the resulting substantial modifications of the density fluctuations
and the density matrix, and we compare to other approaches.
Q 21.9 Di 14:00 Schellingstr. 3
Precision real-time evolution of a freely falling BEC — •Gerrit
Nandi, Reinhold Walser, and Wolfgang P. Schleich —
Abteilung für Quantenphysik, Universität Ulm, Germany
Free falling Bose-Einstein condensates (BEC) that are only subject to
micro-gravity provide a new experimental setup to study the non-classical
nature of a condensed quantum system. The long-time unconstraint expansion
of an ultra-cold Bose gas magnifies sub-healing length physics
and allows for a measurement of the macroscopic wave function and its
higher correlations [1]. Exact symmetries of the system such as the generalized
harmonic potential theorem [2] or the breathing mode [3] can be
studied in un-precedented detail.
The detailed description of the freely falling condensate depends on the
particular launch procedure and geometry. This requires the numerical
solution of the coupled Gross-Pitaevskii equation for the semi-classical
field amplitude, the background density and the pair correlation function
in real time[4].
[1] D. Helleweg, L. Cacciapuoti, M. Kottke, T. Schulte, K. Sengstock,
W. Ertmer, and J. Arlt, Phys. Rev. Lett. 91, 010406 (2003)
[2] J. Dobson Phys. Rev. Lett. 73, 2244-2247 (1994)
[3] L.Pitaevskii and A. Rosch Phys. Rev. A 55 , R853-R856 (1997)
[4] R.Walser, J. Cooper, and M. Holland, Phys. Rev. A 63, 13607 (2001)
Q 21.10 Di 14:00 Schellingstr. 3
Light propagation in Gödel’s universe — •Endre Kajari, Reinhold
Walser, and Wolfgang P. Schleich — Abteilung für Quantenphysik,
Universität Ulm, Germany
The physics of cold quantum gases has many common themes with
other important fields of physics, such as solid state physics, condensed
matter physics and also general relativity e.g. [1]. In the present contribution,
we are interested in a perculiar modell of curved spacetime,
which was introduced by Kurt Gödel in 1949 [2]. This cosmological solution
of Einstein’s field equations possesses closed timelike curves, due to
its strange causal structure. In here we will examine the light propagation
in this universe. First we will investigate the geometric optical limit. In a
second step we will solve Maxwell’s equation in vacuum in an alternative
approach to M. Cohen [3]. In particular we will discuss the influence of
the causal structure to the proper formulation of a Cauchy initial value
formulation.
[1] G.E.Volovik, The Universe in a Helium Droplet, Oxford Univ Pr
(2003)
[2] K. Gödel, Rev. Mod. Phys. 21, 447 (1949)
[3] M. Cohen, C. V. Vishveshwara, S. V. Dhurandhar, J. Phys. A 13, 933
(1980)
Q 21.11 Di 14:00 Schellingstr. 3
Wechselwirkung von ultrakalten Rubidium und Cäsium Gasen
— •Michael Haas, Daniel Frese, Vanessa Leung, Arno Rauschenbeutel
und Dieter Meschede — Institut für angewandte Physik,
Rheinische Friedrich-Wilhelm Universität Bonn
In der letzten Zeit ist das Interesse an kalten Gasgemischen und hete-
100
ronuklearen Molekülen gestiegen. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere
der Gruppe von deMille gelungen [1], mittels Photoassoziation
ultrakalte RbCs Moleküle zu erzeugen. Das Bonner BEC Experiment
ist auf die Untersuchung der Wechselwirkung von ultrakalten Rubidium
und Cäsium Atomen, sowie insbesondere für die Erforschung weniger
Cäsiumatome in einem Rubdiumkondensat ausgelegt. Wir berichten in
diesem Poster über den Stand des Experiments.
[1] deMille et al. ”Production of ultracold, polar RbCs* molecules via
photoassociation”, bei PRL zur Veröffentlichung akzeptiert
Q 21.12 Di 14:00 Schellingstr. 3
Bose-Einstein condensation in a single-beam dipole trap and
an all-optical atom laser — Giovanni Cennini, •Carsten Geckeler,
Gunnar Ritt, and Martin Weitz — Physikalisches Institut,
Tübingen, Germany
We have created a Bose-Einstein condensate (BEC) by direct evaporative
cooling of 87 Rb atoms in a quasistatic optical dipole trap formed by
a focused single running CO2-laser beam with wavelength near 10.6µm.
About 4 × 10 6 atoms are loaded from a magneto-optical trap into the
dipole trap. Forced evaporative cooling is achieved by continously lowering
the trap depth, and generates a F = 1 spinor condensate with
12000 atoms. The phase transition occurs at a temperature of 180nK.
Further, we have realized a BEC in the mF = 0 spin projection by applying
a moderate magnetic field gradient during evaporation. With this
field gradient activated, typically 7000 atoms condense into the mF = 0
component alone. The chemical potential of the realized condensate is
first order insensitive to magnetic field fluctuations. Finally, a collimated
and monoenergetic beam of atoms can be extracted from the BEC by
smoothly lowering the dipole trapping potential to form an all-optical
atom laser.
Q 21.13 Di 14:00 Schellingstr. 3
Kollektive Anregungen in quasi-eindimensionalen Quantengasen
— •Markus Kottke, Thomas Schulte, Sascha Drenkelforth,
Wolfgang Ertmer und Jan Arlt — Institut für Quantenoptik;
Universität Hannover; Welfengarten 1; 30167 Hannover
Die Eigenschaften niederdimensionaler Systeme sind in einer Vielzahl
physikalischer Fragestellungen von zentralem Interesse. Seit kurzem ist
es möglich, solche Systeme in besonders reiner Form mit ultrakalten,
quantenentarteten atomaren Gasen zu verwirklichen. Signaturen solch
niederdimensionaler Systeme sind z.B. ihre Anregungsfrequenzen oder
ihre Kohärenzeigenschaften.
Wir haben den Anregungszustand der niedrigen m=0 quadrupol
Oszillation in stark elongierten bzw. eindimensionalen Bose-Einstein-
Kondensaten untersucht und im Vergleich mit theoretischen Untersuchungen
vermessen. Insbesondere der Einfluss der thermischen Wolke in
der Falle muss jedoch für diese Messungen berücksichtigt werden, da er
die Oszillationsfrequenz auf einer vergleichbaren Größenskala verschiebt.
Wir haben die Frequenzverschiebung zwischen dem 3D-Mean-Field und
1D-Mean-Field Regime vermessen und finden gute Übereinstimmung mit
den theoretischen Vorhersagen.
Q 21.14 Di 14:00 Schellingstr. 3
Macroscopic quantum self trapping — •Stefan Hunsmann,
Thomas Anker, Michael Albiez, Bernd Eiermann, Rudolf
Gati, and Markus K. Oberthaler — Kirchhoff-Institut für Physik,
Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 227, 69120 Heidelberg
The nonlinear matter wave dynamics in periodic potentials opens up
a very rich field of physics. For small nonlinearity, corresponding to low
atomic densities, and weak periodic potentials we realized non-spreading
wave packets - atomic gap solitons[1].
In this poster we discuss the regime with moderate atomic densities and
deep periodic potentials. Here the dynamics is conveniently described by
looking at the atomic tunnelling current from well to well. The tunnelling
dynamics is similar to that of a Josephson-junction, where atom-atom interaction
enriches the possible tunnelling modes. The most prominent effect
is the possibility that a sufficiently big density difference between two
wells can prevent further tunnelling and thus halts the wave packet dynamics
- an effect called ”macroscopic quantum self trapping”(MQST)[2].
We present first experimental results on MQST realized with 87 Rb
Bose-Einstein condensates in a quasi 1D wave guide.
[1] see talk ”Helle Gap-Solitonen für Atome mit repulsiver Wechselwirkung”.
[2] A. Trombettoni and A. Smerzi, Phys. Rev. Lett. 86, 2353 (2001).

Q 22 Poster Quanteninformation, -kommunikation und -computer
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 22.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Addressing of individual neutral atoms — •Igor Dotsenko, Dominik
Schrader, Yevhen Miroshnychenko, Mkrtych Khudaverdyan,
Stefan Kuhr, Wolfgang Alt, Arno Rauschenbeutel,
and Dieter Meschede — Institut für Angewandte Physik, Universität
Bonn, Wegelerstr. 8, 53113 Bonn
We have experimentally solved the problem of addressing individual
neutral atoms from a string of atoms stored in a standing wave
dipole trap. We apply a magnetic field gradient to produce a positiondependent
shift of the atomic hyperfine transitions. Using an intensified
CCD-camera we spatially resolve atoms and get information about their
positions [1]. The population of each atom is coherently transferred by
applying microwave radiation at the corresponding resonance frequency
of the atom [2].
By applying spectrally narrow pulses the population of a neighbouring
atom is not affected if the atomic separation is larger than ∼ 2µm.
The coherence properties of the atoms are characterized by observing
Rabi oscilations which show no contrast decay within measurement time
of 200 µs. Using spin-echo technique the decoherence time T2’ was determined
to be of the order of 500 µs. The presented results show the
realization of a ’quantum register’ built of single neutral atoms for storing
quantum information.
[1] Y. Miroshnychenko et al., Optics Express [in print] [2] D. Schrader
et al., in preparation
Q 22.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Finite size effects in entangled rings of qubits — •Tim Meyer,
Uffe V. Poulsen, Kai Eckert, Maciej Lewenstein, and Dagmar
Bruss — Universit”at Hannover
We study translationally invariant rings of qubits with a finite number
of sites N, and find the maximal nearest-neighbor entanglement for
a fixed z component of the total spin. For small numbers of sites our
results are analytical. The use of a linearized version of the concurrence
allows us to relate the maximal concurrence to the ground state energy
of an XXZ spin model, and to calculate it numerically for N¡25. We point
out some interesting finite-size effects. Finally, we generalize our results
beyond nearest neighbors.
Q 22.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
Statistical mechanics of entanglement — •Jarek Korbicz, Florian
Hulpke, and Maciej Lewenstein — Institut für Theoretische
Physik, Universität Hannover, Appelstr. 2, 30167 Hannover, Germany
We apply the methods of statistical mechanics to the study of entanglement.
We consider the space of decompositions of a given density
matrix. In this space we introduce a polynomial cost-function, minimized
by decompositions composed entirely of projectors onto product vectors.
We next assume that the number of terms in each decomposition is large
and define an analog of a canonical partition function. We study it analytically
and numerically for a family of Werner states of two qubits.
Q 22.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
Multi-party entanglement detection in spin chains with simple
measurements — •Geza Toth — Max Planck Institute for Quantum
Optics,Theoretical Division,Hans-Kopfermann-Strasse 1., Garching,
Germany D-85748
It is discussed what the minimum requirements are for entanglement
detection in a chain of spins, if the spins cannot be accessed individually.
The methods presented detect entangled states close to a cluster
state and a many-body singlet state, and might be viable for realization
in optical lattices of two-state bosonic atoms. The entanglement criteria
are based on entanglement witnesses, and also on the uncertainty of
collective observables.
Q 22.5 Di 14:00 Schellingstr. 3
Towards integrated micro-optics on atom chips — •Albrecht
Haase 1 , Thomas Fernholz 1 , Sönke Groth 1 , Christian Hock 1 ,
Peter Horak 2 , Bruce Klappauf 2 , Michael Schwarz 1 , Alexander
Stelzer 1 , Marco Wilzbach 1 , and Jörg Schmiedmayer 1
— 1 Physikalisches Institut, Universität Heidelberg, 69120 Heidelberg
— 2 Optoelectronics Research Centre, University of Southampton,
Southampton SO17 1BJ, UK
To develop the atom chip towards an universal tool for quantum information
processing, we explore the possibility of integrating micro-optical
components for the preparation, manipulation, and detection of atomic
qubit states. As a promising technique we investigate in detail the feasibility
of an on-chip optical fibre cavity. We describe fabrication, alignment,
and first experiments and give an outlook on further integration steps.
The experiment is funded by the Landesstiftung Baden-Württemberg
and the EU (ACQP collaboration).
Q 22.6 Di 14:00 Schellingstr. 3
Time-bin entangled single photons from a cavity-QED source
— •T. Wilk, T. Legero, M. Hennrich, A. Kuhn, and G. Rempe
— Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, D-
85748 Garching, Germany
Entangled photons are an indispensable ingredient of many quantum
information schemes. Most applications use polarisation entangled photons,
while others employ time-bin entanglement [1]: a single-photon
wave-packet is distributed over two distinct intervals which are separated
in time. In contrast to former experiments, where the time-bin entanglement
is realised by sending a single photon through a Mach-Zehnder
interferometer with unbalanced arms, we here present a single-photon
generation scheme that directly delivers such photons.
The photons emerge from a cavity-QED source, where a single atom
undergoes an adiabatic passage, driven by the ambient cavity and pumping
laser pulses [2]. Any variation of the amplitude of the laser pulses
affects the emission probability and has a direct impact on the shape
of the single-photon wave-packets. Therefore arbitrary shaping of timebin
entangled photons seems possible. We investigate whether the relative
phase between the two time bins can be controlled by appropriately
changing the phase of the driving laser. The degree and lifetime of a
possible entanglement, can be determined by time-resolved two-photon
interference [3].
[1] Brendel et al. Phys. Rev. Lett. 82, 2594 (1999)
[2] Kuhn et al. Phys. Rev. Lett. 89, 67901 (2002)
[3] Legero et al. Appl. Phys. B77, 797 (2003)
Q 22.7 Di 14:00 Schellingstr. 3
Creating and Measuring a coherent superposition in metastable
Neon — •Ulrich Schneider, Frank Vewinger, Manfred
Heinz, Ruth Garcia Fernandez, and Klaas Bergmann — Fachbereich
Physik TU Kaiserslautern
We demonstrate a technique, suitable for neutral atoms in an atomic
beam, that allows the preparation of a superposition state in an efficient
and robust way with a predetermined relative phase. For the preparation
we use the tripod-STIRAP scheme [1] applied to the creation of a coherent
superposition of two mj-states of the metastable state 3 P2 of Neon
atoms [2]. We also measure the relative phase of the two mj-components
of the superposition state about 16mm downstream of the preparation
region. The measurement is based on the mapping of the relative phase
into the population of the excited state as a function of the polarization
angle of a probe laser. We report data concerning the superposition of
the pairs of levels mj = +1 and mj = −1 as well as mj = −2 and mj = 0.
[1]:R.Unanyan et.al. Opt.Comm. 155, 144-154
[2]:F.Vewinger et al, PRL 91, 213001
Q 22.8 Di 14:00 Schellingstr. 3
Decoherence suppression in collective quantum memories —
•C. Mewes, R.G. Unanyan, and M Fleischhauer — Fachbereich
Physik, Universität Kaiserslautern, 67653, Kaiserslautern, Germany
An important question when discussing the application of many-atom
systems to quantum memory is sensitivity to errors and the question how
to suppress decoherence mechanisms. It is shown that photonic qubits
stored in collective atomic excitations can be protected from decoherence
101

y creating quasi-decoherence free subspaces. Instead of assuming very
special, highly symmetric interactions between the atoms and its environment,
individual and independent reservoir couplings are considered.
For storage of qubits a pair of special collective states are used whose
probability for decoherence-induced transitions due to single atom errors
scales with the inverse of the total number of atoms. By introducing a
sufficiently large energy gap between these two storage states and all
other states a quasi-decoherence free subspace for the stored qubit is created
which protects the storage state against decoherence from spin flips.
To supress additional dephasing mechanisms an additional ! fast periodic
interaction, well known in NMR schemes, is discussed.
Q 22.9 Di 14:00 Schellingstr. 3
Incoherent and Coherent Symmetric Attacks in Entanglement-
Based Cryptography — •Aeysha Khalique, Georgios
Nikolopoulos, and Gernot Alber — Institut für Angewandte
Physik, Technische Universität Darmstadt, D-64289 Darmstadt
Quantum Cryptography is one of the first practical applications of
quantum mechanics. A main goal in quantum cryptography is to achieve
unconditional secure quantum key distribution between two communicating
parties, Alice and Bob, in the presence of a third intervening party,
typically called Eve. We analyze symmetric incoherent and coherent attacks
by Eve in entanglement-based cryptographic protocols [1,2]. In particular
we address questions concerning security limits in cases in which
Eve has complete control over the preparation of the entangled state
shared between Alice and Bob.
/1/ H. Inamori, L. Rallan and V. Vedral, J. Phys. A 35, 6913 (2001).
/2/ H. Bechmann-Pasquinucci and N. Gisin, Phys. Rev. A. 59, 4238
(1999).
Q 22.10 Di 14:00 Schellingstr. 3
Phasenmessungen unter der Schrotrauschgrenze an intensiven,
gepulsten Lichtstrahlen — •Oliver Glöckl, Ulrik L. Andersen,
Stefan Lorenz, Christine Silberhorn, Natalia Korolkova
und Gerd Leuchs — Institut für Optik, Information und Photonik,
Max–Planck Forschungsgruppe, Universität Erlangen–Nürnberg, Staudtstr.
7/B2, 91058 Erlangen
Wir zeigen einen Aufbau zur Vermessung des Rauschens der Phasenquadratur
für intensive, gepulste Lichtstrahlen ohne Verwendung eines
Lokaloszillators oder Resonators. Ein Mach–Zehnder Interferometer mit
einer großen Armlängendifferenz wird verwendet, um bei einer bestimmten
Seitenbandfrequenz eine Phasenverschiebung von π zwischen dem
langen und dem kurzen Arm einzuführen. Wählt man die optische Phase
so, daß beide Ausgänge des Interferometers gleich hell sind und detektiert
man die Differenz der Photonenzahl in beiden Ausgängen des Interferometers,
so ist das resultierende Signal proportional zur Phasenquadratur
des Eingangsfeldes bei dieser Seitenbandfrequenz.
Wir zeigen, daß mit solchen Interferometern nichtklassische Phasenkorrelationen
an einem Paar verschränkter Strahlen jenseits des Schrotrauschpegels
aufgelöst werden können. Mit diesem Aufbau können also
quantenoptische Phasenmessungen unter dem Schrotrauschniveau durchgeführt
werden. Der Aufbau kann zur Realisierung verschiedener Protokolle
in der Quanteninformationsverarbeitung mit hellen Strahlen verwendet
werden, z.B.der Quantenschlüsselverteilung mit verschränkten
Strahlen, einem Verschränkungsaustauschexperiment oder der Demonstration
eines Quantenradierers bei kontinuierlichen Variablen.
Q 22.11 Di 14:00 Schellingstr. 3
Destructive Quantum Non Demolition Measurements —
•Jessica Schneider, Ulrik L. Andersen und Gerd Leuchs
— Institut für Optik, Information und Photonik, Max-Planck Forschungsgruppe,
Universität Erlangen-Nürnberg, Staudtstr. 7/B2, 91058
Erlangen
Optische QND- Messungen haben zum Ziel, durch Kopplung eines
Messstrahls mit dem Signalstrahl und der effizienten Detektion des Messstrahls
zerstörungsfrei Aussagen über den Signalstrahl zu treffen. Für den
Fall eines Strahlteilers als QND-Koppler wurde bereits die Verbesserung
der nichtklassischen Auswertungsparameter (Signal Transfer Ts+m und
bedingte Varianz Vs|m) durch Verwendung eines gequetschten Messstrahles
gezeigt [1]. Durch das Abzweigen (Quantum Optical Tapping) eines
Teiles des Signals, Detektion und Verwendung des Photostroms für die
Modulation des Signal-Ausgangs in einer sog. Feed Forward Schleife wird
eine weitere Verbesserung erreicht [2].
Wir untersuchen experimentell den Spezialfall des Strahlteilers mit
Transmission 0, d.h. das Signal wird vollständig detektiert (also zerstört)
102
und zur Modulation auf einen amplitudengequetschten Messstrahl benutzt.
Der Vorteil besteht darin, dass es keine optische Wechselwirkung
zwischen Mess- und Signalstrahl gibt, zudem ist die Realisierung des
QND-Aufbaus bei gegebenem gequetschten Strahl denkbar einfach.
[1] R. Bruckmeier et al., Phys. Rev. Lett. 79, 43 (1997)
[2] B. Buchler et al., Phys. Rev. A 60, 4943 (1999)
Q 22.12 Di 14:00 Schellingstr. 3
Quantenpolarisationsmessung für die Quantenkryptographie
mit kohärenten Zuständen — •Stefan Lorenz 1 , Ulrik Andersen
1 , Natalia Korolkova 2 und Gerd Leuchs 1 — 1 Institut
für Optik, Information und Photonik, Universität Erlangen-Nürnberg,
Staudtstr. 7 / B2, 91058 Erlangen — 2 School of Physics and Astronomy,
University of St. Andrews, North Haugh, St. Andrews
Konventionelle Quantenkryptographiesysteme verwenden Einzelphotonenzustände
zur Schlüsselerzeugung. Da deren Präparation nicht deterministisch
und nicht mit hohen Raten gelingt, wird oft auf abgeschwächte
kohärente Zustände ausgewichen, allerdings auf Kosten der effektiven Geschwindigkeit
und manchmal auch der Sicherheit. Ein neuerer Typ von
Protokollen macht sich die Quanteneigenschaften dieser Mehrphotonenzustände
zunutze, um Schlüsselpaare zu erzeugen. Wir demonstrieren
ein solches Kryptographiesystem, das mit der Quantenpolarisation von
kohärentem Laserlicht arbeitet. Nicht nur die Erzeugung, sondern auch
die Detektion der Zustände ist durch Homodyn-Messung sehr effizient.
Wir zeigen experimentell die Unterschiede und Eignung verschiedener
Homodyn-Messverfahren für unser Kryptographiesystem.
Q 22.13 Di 14:00 Schellingstr. 3
Bedingte Wahrscheinlichkeitsverteilungen von verschränkten
Lichtstrahlen — •Christoph Marquardt, Ulrik L. Andersen,
Oliver Glöckl, Stefan Lorenz und Gerd Leuchs — Institut für
Optik, Information und Photonik, Max-Planck Forschungsgruppe, Universität
Erlangen-Nürnberg, Staudtstr. 7/B2, 91058 Erlangen
Verschränkte Zustände kontinuierlicher Variablen können durch die
Überlagerung gequetschter Zustände erzeugt werden. Dies ist z.B. mit
intensiven, gepulsten Lichtstrahlen unter Ausnutzung des optischen Kerr
Effektes möglich [1]. Die verschränkten Strahlen wurden bisher über die
Varianzen der Quadraturvariablen charakterisiert.
Durch direkte Analyse der detektierten Photoströme hat man Zugriff
auf weitere interessante Aspekte dieser verschränkten Zustände. Darunter
zählen die gemeinsamen und bedingten Wahrscheinlichkeitsverteilungen
der Zustände sowie Korrelationskoeffizienten. Ausserdem würde sich bei
der Untersuchung der höheren Momente der Photostromverteilungen eine
Abweichung von Gaussschen Zuständen feststellen lassen [2], was von Interesse
bzgl. der Verschränkungskriterien von kontinuierlichen Variablen
ist.
Wir präsentieren hierzu experimentelle Ergebnisse für intensive, verschränkte
Lichtstrahlen.
[1] Ch. Silberhorn et al., Phys. Rev. Lett. 86, 4267 (2001)
[2] G. Leuchs et al., Verhandl. DPG(VI)34, 413 (1999)
Q 22.14 Di 14:00 Schellingstr. 3
Efficiency of quantum key distribution protocols based on
coherent states, homodyne detection and post selection —
•Matthias Heid 1,2 and Norbert Lütkenhaus 1,2 — 1 Institut für
Theoretische Physik I, Universität Erlangen-Nürnberg — 2 Institut für
Optik, Information und Photonik (Max-Planck Forschungsgruppe),
Universität Erlangen-Nürnberg
Quantum key distribution (QKD) protocols can be implemented with
many different signal sources and detection devices. The usual implementation
with weak coherent pulses and single-photon detection gives a key
rate G that scales with the single-photon transmission as G ≈ η 2 . If we
use instead a single-photon source, the rate will scale as G ≈ η. However,
single photon sources are still comparatively difficult to implement.
An alternative approach uses coherent states together with variations of
a homodyne detection [1]. The aim is to obtain high repetition rates to
boost the key rate. We analyse the expected key rates for various schemes
based on postselection procedures [2,3] and four coherent signal states [2].
For a practical implementation of a QKD scheme we also take imperfect
detectors into account.
[1] F. Grosshans and P. Grangier, Phys. Rev. Lett. Vol 88, 057902 (2002).
[2] T. Hirano and R. Namiki, Phys. Rev A Vol 67, 022308 (2003).
[3] CH. Silberhorn, T.C. Ralph, N. Lütkenhaus, G. Leuchs, Phys. Rev.
Lett., Vol. 89, 167901 (2002).

Q 22.15 Di 14:00 Schellingstr. 3
Simulation of Quantum Computations by using Maple —
•Thomas Radtke and Stephan Fritzsche — Universität Kassel,
34281 Kassel, Germany
During the last years, the topics of quantum information and computation
have attracted a lot of interest. However, apart from the great
potential of their applications, they gave rise to a large number of theoretical
and experimental questions which still need to be resolved. Popular
examples of quantum algorithms like the well-known factorization algorithm
for prime numbers by Peter Shor may give a first impression of
what quantum computation might be able to do in the future [1].
But for the further analysis of algorithm capabilities and their efficiency,
new tools are needed. That is why several simulators for quantum
computations have been developed in the past. In order to improve the
flexibility of user interaction, we recently started to develop our Feynman
program within the framework of Maple. At present, it consists
of a set of procedures which offer symbolic and numeric evaluation and
manipulation of quantum bits, quantum registers and matrix operators.
For the future we plan to extend the program to simulate also quantum
algorithms for different physical realizations of quantum computers. We
hope that this will enable us to investigate problems that are connected
Q 23 Quanteninformation II
to decoherence and robustness in multi-qubit systems [2].
[1] M. A. Nielsen, I. L. Chuang, Quantum Computation and Quantum
Information (Cambridge University Press, Cambridge, 2000).
[2] A. W. Harrow, M. A. Nielsen, Phys. Rev. A 68, 012308 (2003).
Q 22.16 Di 14:00 Schellingstr. 3
Quantum Error Correction with Multiple-Error Correcting
Quantum Code s — •Gernot Alber and Jörg Wassenberg —
Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Darmstadt,
Hochschulstraße 4a, D-64289 Darmstadt
In order to perform computations with a quantum computer it is necessary
to stabilize the computer’s memory against decoherence over a
sufficiently large time scale. If the qubits are represented by electronic
levels of atoms or ions an important error source is spontaneous emission.
Encoding the information in a detected-jump correcting quantum code, errors
can be corrected by application of suitable recovery operations upon
detection of spontaneous emission events.
We study the stabilizati on of quantum algorithms against spontaneous
emission by jump codes being capable of correcting two or more successive
errors, and compare with exist ing results using one-error correcting
codes.
Zeit: Dienstag 16:30–18:30 Raum: HS 101
Q 23.1 Di 16:30 HS 101
Quasi decoherence-free subspaces in collective quantum memories
— •C. Mewes, R.G. Unanyan, and M Fleischhauer — Fachbereich
Physik, Universität Kaiserslautern, 67653, Kaiserslautern, Germany
One of the most important practical challenges of quantum information
processing is the protection of quantum information against decoherence.
For photonic qubits stored in collective atomic superpositions
[1] it can be shown that the quantum information can be protected from
individual particle decoherence by combining dynamical decoupling well
known in NMR systems, e.g.[2], with the concept of quasi-decoherence
free subspaces. For the storage of qubits a pair of special collective states
is used in which the qubit is stored in two different magnetic sublevels.
Individual collisional interactions between the storage atoms itself and
foreign buffer gas perturbers lead to decoherence due to spin flips and
dephasing processes. By applying a fast periodic interaction it is possible
to supress the dephasing mechanism. To protect the system also against
spin flips an additional and sufficiently large energy gap between the two
storage states and all other states has to be introdu! ced. In this way the
stored qubit can be protected against decoherence from both spin flips
and dephasing [3].
[1] M. Fleischhauer and M. Lukin, PRL 84 (2000) 5904
[2] U. Haeberlen and J.S. Waugh, Phys. Rev. 175 (1968) 453
[3] C. Mewes, R. Unanyan and M. Fleischhauer. To be published
Q 23.2 Di 16:45 HS 101
Quantum phase gate using slow polaritons in optical lattices —
•Marius Masalas 1,2 and Michael Fleischhauer 1 — 1 Technische
Universität Kaiserslautern, Germany — 2 Institute of Theoretical Physics
and Astronomy, Vilnius University, Lithuania
The quantum state of light propagating in a medium with electromagnetically
induced transparency can be mapped onto a matter wave. Using
elastic collisions between atoms and slow light techniques one can produce
a large and controllable nonlinearity enhanced by an optical lattice.
This nonlinearity may be used for a quantum phase gate. The collision
problem of two polariton pulses, each containing a single excitation is
solved analitically and it is shown that it is possible to achieve phase
shift of order of π. The influence of degrading processes such as losses is
also discussed.
103
Q 23.3 Di 17:00 HS 101
Licht-Materie Schnittstelle für kontinuierliche Variable —
•Klemens Hammerer 1 , Klaus Mölmer 2 , Eugene Polzik 3
und Ignacio Cirac 1 — 1 Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Hans-Kopfermannstrasse 1, D-85748 Garching — 2 QUANTOP, Danish
Research Foundation Center for Quantum Optics 3 Department of
Physics and Astronomy, University of Aarhus, DK 8000 Aarhus C,
Denmark — 3 Niels Bohr Institute, DK 2100 Copenhagen, Denmark
Wie bereits experimentell bestätigt, kann eine Kerr Wechselwirkung
zwischen einem Spin-polarisierten Ensemble von Zwei-Niveau-Atomen
und einem polarisierten Laserpuls dazu eingesetzt werden, verschränkte
Zustände zwischen diesen Systemen zu erzeugen. Wir zeigen hier, wie der
Effekt dieser Wechselwirkung um ein Vielfaches gesteigert werden kann.
Die Methode, die hier vorgestellt werden soll, erlaubt es, gezielt maximal
verschränkte EPR Zustände oder Quadratur- und Spin-gequetschte
Zustände herzustellen.
Diese Zustände stellen eine wertvolle Resource dar für Zwecke der
Quanteninformation. Insbesondere kann ein EPR-Zustand dazu verwendet
werden, einen unbekannten Polarisationszustand eines Lichtpulses
auf den Zustand des kollektiven Spins der Atome zu teleportieren. Weil
Licht einen idealen Träger zum Verteilen von Quantenzuständen bildet,
zum Speichern dieser Zustände aber Atome besser geeignet sind, ist eine
solche Schnittstelle zwischen Licht und Materie ein wichtiger Baustein
für ein Quantennetzwerk.
Q 23.4 Di 17:15 HS 101
Multiparticle entanglement generation using ground states
coherences — •Pavel Lougovski 1 , Girish. S. Agarwal 2 , and
Herbert Walther 1 — 1 Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Hans-Kopfermann-Str. 1, D-85748, Garching, Germany — 2 Physical
Reaserch Laboratory, Navrangpura, Ahmedabad, India
We propose a method for the generation of multiparticle ground state
entanglement utilizing j=+1/2 to -1/2 atomic transitions and their interaction
with far detuned elliptically polarized quantum field. We discuss
how this method could be used for storing and retrieving of quantum
states of the radiation field.
Q 23.5 Di 17:30 HS 101
Entanglement of formation versus negative domains of Wigner
functions. — •Alexander Wolf 1 , Jens Peder Dahl 2 , and Wolfgang
Peter Schleich 1 — 1 Abteilung für Quantenphysik, Universität
Ulm, D-89069 Ulm, Germany — 2 Chemical Physics, Department
of Chemistry,Technical University of Denmark, DTU 207, DK-2800 Kgs.
Lyngby, Denmark
We analyze entanglement of formation and negative domains of Wigner
functions in their dependence on the number of dimensions. Here, we focus
on s-waves, that is, wave functions that only depend on a hyperradius.

The special examples of a Gaussian and a shell wave function allow us to
perform the calculations analytically. We find that the entanglement of
formation and the negative parts of the Wigner function decrease with
the number of dimensions.
Q 23.6 Di 17:45 HS 101
Zum Nachweis von Verschränkung mittels Unschärferelationen
— •Otfried Gühne und Maciej Lewenstein — Institut für Theoretische
Physik, Universität Hannover, Appelstraße 2, D-30167 Hannover
Die Frage, ob ein gegebener Quantenzustand eines Zweiparteiensystems
verschränkt ist oder nicht, ist nach wie vor im allgemeinen ungelöst.
In diesem Beitrag werden hinreichende Verschränkungskriterien
für endlichdimensionale Systeme vorgestellt, die auf Ungleichungen für
Varianzen von Observablen basieren. Diese Ungleichungen müssen für
alle separablen Zustände erfüllt sein, für verschränkte Zustände können
sie verletzt sein. Sogar gebunden verschränkte Zustände können so detektiert
werden. Außerdem zeigt unser Zugang eine Verbindung zwischen
Verschränkungskriterien für unendlichdimensionale und endlichdimensionale
Systeme auf. Schließlich wird noch auf andere Maße der Unschärfe
als das der Varianz eingegangen.
Q 23.7 Di 18:00 HS 101
“Squashed Entanglement” – An Additive Entanglement Measure
— •Matthias Christandl 1 and Andreas Winter 2 — 1 Centre
for Quantum Computation, Department of Applied Mathematics and
Theoretical Physics, Wilberforce Road, Cambridge CB3 0WA, England
— 2 School of Mathematics, Universtity of Bristol, University Walk, Bristol
BX8 1TW, England
We present a new entanglement monotone for bipartite quantum
states. Its definition is inspired by the so–called intrinsic information
of classical cryptography and is given by the halved minimum quantum
conditional mutual information over all tripartite state extensions. We
derive certain properties of the new measure which we call “squashed
entanglement”: it is a lower bound on entanglement of formation and
an upper bound on distillable entanglement. Furthermore, it is convex,
additive on tensor products, and superadditive in general.
Continuity in the state is the only property of our entanglement measure
which we cannot provide a proof for. We present some evidence,
however, that our quantity has this property, the strongest indication
being a conjectured Fannes type inequality for the conditional von Neumann
entropy. This inequality is proved in the classical case.
Q 23.8 Di 18:15 HS 101
Concurrence of mixed bipartite quantum states in arbitrary
dimensions — •Florian Mintert 1 , Marek Kus 2 , and Andreas
Buchleitner 1 — 1 Max Planck Institut fuer Physik komplexer Systeme
— 2 Cenrum Fizyki Teoreticznej PAN Warszawa
We consider the concurrence of mixed bipartite quantum states and
derive an approch that leads to a lower bound for the considered quantity
valid in arbitrary dimensions. This implies a weaker, purely algebraic
estimate which detects mixed entangled states with positive partial transpose.
Q 24 Photonik in komplexen und periodischen Strukturen
Zeit: Dienstag 16:30–18:30 Raum: HS 204
Q 24.1 Di 16:30 HS 204
Decay time of waveguide-plasmon polaritons in metallic photonic
crystal slabs — •Thomas Zentgraf 1 , Jürgen Kuhl 1 , Franz
X. Kärtner 2 , and Harald Giessen 3 — 1 Max-Planck-Institut für
Festkörperforschung, Heisenbergstr. 1, 70569 Stuttgart — 2 MIT, 77 Massachusetts
Ave, Cambridge, MA 02139, USA — 3 Institut für Angewandte
Physik, Universität Bonn, Wegelerstr. 8, 53115 Bonn
The coupling between a particle plasmon resonance and an optical
waveguide mode leads to a strong modification of the optical response.
In the case of interaction of these two resonances, a new quasiparticle
(waveguide-plasmon polariton) is formed. In the present work, the decay
time of particle plasmons in a planar metallo-dielectric photonic crystal
slab structure (PCS) is investigated. We deposited gold nanodiscs with
a diameter of 150 nm and a height of 21 nm by electron-beam lithography
on a 100-nm-thick tantalum-dioxide (TaO2) slab waveguide. For
measuring the particle plasmon decay time in the time domain, we used a
second-order interferometric autocorrelation method. The measurement
was performed with 13 fs pulses from a home-built Ti:Sapphire laser.
By comparison of the measured autocorrelation function with the simulations
based on a damped harmonic oscillator model it is possible to
extract the decay time of the particle plasmon oscillation. When changing
the coupling strength between the particle plasmon and the waveguide
mode, we observe a polariton beating and a prolonged plasmon decay
time.
Q 24.2 Di 16:45 HS 204
Antennas for Nano-Optics — •Mühlschlegel Peter 1 , Dieter
Pohl 1 , Bert Hecht 1 , Hans Eisler 1 , and Olivier Martin 2 —
1 Institute of Physics, University of Basel, Switzerland — 2 Swiss Federal
Institute of Technology Lausanne (EPFL)
The capability of an antenna to capture energy from a radiation field
and concentrate it on a small volume shall be exploited for nano-optics
and near-field optical microscopy. Plasmon resonances distinguishes optical
antennas from their radiowave counterparts and result in a very
high field enhancement for appropriate geometries. These and a variety
of other new effects, for instance a strong optical trapping capability, are
attracting more and more attention within the field of nanoscale science
and technology. First basic antenna structures are realized on flat glass
substrates by means of e-beam and focused-ion-beam lithography. We
started optical near-filed measurements to characterize the field distribution
around the antenna structures for comparison of some properties
104
with expectations based on established antenna theory and numerical
optical antenna simulations.
Q 24.3 Di 17:00 HS 204
Selten-Erd-dotierte PLD-Sesquioxidschichten auf Korund —
•Stefan Ehlert 1 , Sebastian Bär 1 , Lutz Rabisch 1 , Günter
Huber 1 , Jose Gonzalo 2 und Martin Munz 3 — 1 Institut für
Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761
Hamburg, Germany — 2 Instituto de Optica, CSIC, Serrano 121, Madrid,
Spain — 3 Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung, Unter den
Eichen 87, 2205 Berlin, Germany
Die Weiterentwicklung der integrierten Optik erfordert die Herstellung
von dünnen, optisch aktiven Schichten. Besonders vielversprechend sind
dabei die Sesquioxide, die mit Seltenen Erden (SE) dotiert in Leuchtstoffen
oder Festkörperlasern bereits im Einsatz sind.
Kristalline Schichten aus SE 3+ :Y2O3 und SE 3+ :Lu2O3 sind mittels
Pulsed Laser Deposition (PLD) auf (0001)-Korundsubstraten hergestellt
worden. Die Kristallstruktur dieser Schichten mit Dicken zwischen 1nm
und 500nm wurde mittels XRD und SXRD bestimmt und ein bevorzugtes
Wachstum in [111]-Richtung festgestellt. Neben der korrekten
Stöchiometrie lieferte die RBS-Analyse auch Hinweise auf epitaktisches
Wachstum der Schichten (Channeling). AFM-Untersuchungen zeigten bei
kristallinen Schichten eine dreieckige Oberflächenstruktur, die der [111]-
Richtung zugeschrieben wird. Bei sehr geringen Schichtdicken (≤5nm)
wurde ein kristallines Inselwachstum beobachtet. Die Emissions- und die
Anregungsspektren der Eu-dotierten Schichten mit Dicken ≥ 100nm entsprechen
denen eines Volumenkristalls. Schichten mit einer Dicke ≤ 20nm
zeigen dagegen ein stark verändertes Emissionsverhalten.
Q 24.4 Di 17:15 HS 204
Y2O3 and (Lu/Sc)2O3 thin films grown by thermal evaporation
on α-Al2O3 — •Lutz Rabisch, Sebastian Bär, and Günter
Huber — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper
Chaussee 149, 22761 Hamburg, Germany
α-Al2O3 is an approved material in optical technology. Efficient laser
operation in rare-earth doped Y2O3 has been demonstrated. Layer systems
of both materials combine the crystal properties and enable the
fabrication of crystalline coatings and active and passive waveguides.
We report on the growth of Eu:Y2O3- and Eu:(Lu/Sc)2O3 thin films (2-
500 nm) on α-AL2O3 by electron beam evaporation. The crystal structure
of the films was analysed by XRD and Surface XRD. The measurements

eveal polycrystalline growth of the Y2O3 films on an initially amorphous
interfacial layer. In contrast the (Lu/Sc)2O3 films show polycrystalline
growth with an obvious epitaxial texture.
Emission spectra reveal that the local symmetry of the Eu centers
within the (Lu/Sc)2O3 films is identical to the bulk material whereas the
Y2O3 films have slightly modified spectra. All films thinner then roughly
10 nm show broadened emission lines. In contrast the fluorescence of a 3
nm Eu:Y2O3 film buried under an Al2O3 coating layer is identical to the
bulk spectrum.
Q 24.5 Di 17:30 HS 204
Formation of two-dimensional optical nonlinear periodic lattices
in photorefractive crystals — •N. Sagemerten 1 , A.S. Desyatnikov
1 , C. Denz 1 , D. Neshev 2 , M. Petrovic 3 , A. Strinic 3 , and
M. Belic 3 — 1 Institut für Angewandte Physik, Westfälische Wilhelms-
Universität Münster, D-48149 Müenster — 2 Research School of Physical
Sciences and Engineering, Australian National University, Canberra,
ACT 0200, Australia — 3 Institute of Physics, University of Belgrade,
11001 Belgrade, Serbia
Spatial optical solitons are of interest due to their ability for selfadjustable
waveguiding and versatile interaction capabilities like lightinduced
Y and X couplers. However, these investigations were up to
now limited to single solitons. Here we investigate theoretically and experimentally
the behavior of large two-dimensional lattices of solitons
and their waveguiding capabilities. In such a case, neighboring solitons
may experience repulsion or attraction depending on phase-dependent
coherent as well as separation-dependent incoherent interactions. Lattices
composed out of incoherent solitons were found to be more stable
than lattices with coherent in-phase solitons for identical conditions. We
use the manipulation of phase across the lattice to achieve closer packing
while maintaining propagation without interaction. Further we show the
interaction of different beams with the lattice.
Q 24.6 Di 17:45 HS 204
Counterpropagating spatial solitons in photorefractive media
— •Jochen Schröder 1 , Philip Jander 1 , Milan Petrovich 2 ,
Milivoj Belic 2 , and Cornelia Denz 1 — 1 Institut für Angewandte
Physik, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Corrensstr. 2/4,
48149 Münster, Germany — 2 Institute of Physics, PO Box 57, 11001
Belgrade, Serbia
Vector Solitons, i.e. multicomponent light beams that jointly self-trap
in nonlinear media, have been the subject of extensive research in the
field of spatial optical solitons. Almost all investigations have been done
in copropagating configurations of the light beams. Recently, attention
has been drawn to the formation of vector solitons by counterpropagating
light fields, which promise qualitatively new behavior, including temporal
dynamics [1].
We present results of two-dimensional experimental investigations of
different configurations of counterpropagating fields in a photorefractive
strontium-barium-niobate crystal (SBN). We demonstrate a variety of solutions
for two counterpropagating gaussian beams, ranging from steady
Q 25 Quanteneffekte II
state solutions to temporal dynamics wih periodic or quasiperiodic behavior.
We show trapping of a dipole-mode beam by a counterpropagating
gaussian beam, forming a single counterpropagating soliton. Our experiments
confirm the theoretical notion that no qualitative difference exists
between mutually coherent and incoherent light beams. Good qualitative
agreement with numerical investigations of the model is shown.
[1] M. Belic, et al., Phys. Rev. E 68, 025601 (2003)
Q 24.7 Di 18:00 HS 204
Breitbandige Gitterkopplung von Licht in Wellenleiter zur Charakterisierung
photonischer Kristalle — •Fabian Röser, Thomas
Schreiber, Ernst-Bernhard Kley und Andreas Tünnermann
— Institut für angewandte Physik, Uni Jena
Um das Transmissionsspektrum photonischer Kristalle über Stirnflächenkopplung
zu messen, ist es meist nötig, den Wafer in Stücke zu
brechen. Um dies zu vermeiden, haben wir mehrere Varianten zur breitbandigen
Einkopplung von Licht in Wellenleiter mit Hilfe von Gittern
entwickelt und experimentell realisiert. Die Dispersion des Einkoppelwinkels
wurde mit Hilfe eines Vorgitters kompensiert. Die so erreichte
spektrale Breite der Einkopplung betrug 90nm. Mit Hilfe dieses Verfahrens
wurde das Transmissionsspektrum einer Teststruktur (Bragg-Gitter)
vermessen. Der Vergleich mit dem theoretisch berechneten Verlauf der
Transmission zeigte eine gute Übereinstimmung von Theorie und Experiment,
die vorhergesagte Bandlücke wurde nachgewiesen.
Q 24.8 Di 18:15 HS 204
Higher-order vectorial solitons and compound states in a singlemirror
feedback system — •Matthias Pesch, Edgar Große
Westhoff, Thorsten Ackemann, and Wulfhard Lange — Institut
für Angewandte Physik, Corrensstr. 2/4, 48149 Münster, Germany
In this report, we consider vectorial spatial solitons in a specific realization
of a single-mirror feedback scheme. The nonlinear medium is sodium
vapor driven by linearly polarized light. A λ/8-retardation plate is placed
in the feedback loop. This system shows symmetry-breaking between spatially
homogeneous elliptically polarized states of opposite helicity[1]. At
some pump level both of these homogeneous branches become unstable
against a modulation instability[2].
In a parameter region near this bifurcation point, we observe three
different types of localized states. They rely on polarization effects and
differ from each other in the number of radial oscillations. They can be
switched on and off by injecting a focused address pulse of suitable polarization
and spatial shape into the medium. We interpret them as the
first members of a family of vectorial solitons of n-th order. Different configurations
of coexisting solitons as well as compound states consisting of
tightly bound single solitons are observed. Numerical simulations show a
good agreement with the experimental results.
[1] T. Yabuzaki, T. Okamoto, M. Kitano, and T. Ogawa. Phys. Rev. A
29, 1964–1972 (1984).
[2] E. Große Westhoff, V. Kneisel, Yu. A. Logvin, T. Ackemann, and
W. Lange. J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt. 2, 386–392 (2000).
Zeit: Dienstag 16:30–18:45 Raum: HS 218
Gruppenbericht Q 25.1 Di 16:30 HS 218
Materiewellen mit Quellen: Vom Photodetachment zur
Bose-Einstein Kondensation — •Tobias Kramer und Manfred
Kleber — Physik-Department T30c, TU München, James-Franck-Str.,
85747 Garching
Die Ausbreitung und Erzeugung von Materiewellen in externen Feldern
kann sehr elegant durch die Einführung eines inhomogenen Quellterms
in die Schrödingergleichung beschrieben werden. Im Gegensatz zur
Beschreibung von Übergängen in das Kontinuum mit Hilfe von Matrixelementen
ermöglicht ein Zugang über Quellen und den Quantenpropagator
eine Berechnung der quantenmechanischen Stromverteilung im
Ortsraum. Dabei ist ein Anschluß an neue Experimente zu Atomlasern
und Photoelektronen sehr einfach möglich.
Als Quelle können isolierte Atome (Photoionisation), negativ geladene
Ionen (Photodetachment), oder ganze Ensembles von Bosonen (BEC)
bzw. von Fermionen (Elektronengas) dienen.
Hierbei ergeben sich überraschende Resultate bereits für relativ einfache
Feldkonfigurationen. So kann das Gravitationsfeld wie ein Dop-
105
pelspalt wirken und zum Auftreten von Interferenzringen in Atomlasern
führen. Für geladene Teilchen können gekreuzte elektromagnetische Felder
eine Ausbreitung blockieren, was nach der klassischen Physik nicht
möglich wäre.
Phys. Rev. A, 67:043601–1, 2003.
Phys. Rev. A, 68:033412–1, 2003.
J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt., 6:21, 2004.
Q 25.2 Di 17:00 HS 218
Nicht-zerfließende Wellenpakete in imaginären Potentialen —
•Ralf Stützle, Martin Göbel, Thomas Hörner, Igor Mourachko
und Markus K. Oberthaler — Kirchhoff-Institut für Physik,
Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 227, 69120 Heidelberg
Imaginäre Potentiale werden verwendet, um Absorption von Atomen
zu beschreiben[1]. Vor Kurzem wurde von Efremov et al.[2] vorhergesagt,
dass sich in periodischen absorptiven Strukturen nicht-zerfließende
Wellenpaket ausbilden können. Diese zeichnen sich durch eine zeitunabhängige
Breite und durch eine räumlich quadratische Phase aus. Peri-

odische imaginäre Potentiale können einfach für metastabile Atome realisiert
werden. Die ortsabhängige Absorption wird mit Hilfe einer stehenden
Lichtwelle realisiert, deren Frequenz auf einen angeregten Zustand
abgestimmt ist, der hauptsächlich in den Grundzustand zerfällt. Da nur
die metastabilen Atome nachgewiesen werden, entspricht die Absorption
eines Photons der Absorption (Vernichtung) eines metastabilen Atoms.
Wir werden im Detail den experimentellen Nachweis der vorhergesagten
Wellenpakete diskutieren. Mit Hilfe eines atom-interferometrischen
Aufbaus konnten wir sowohl den Absolutbetrag, als auch die räumliche
Phase des Wellenpakets vermessen. Die experimentellen Daten stimmen
sehr gut mit den theoretischen Vorhersagen[2] überein.
[1] D.O. Chudesnikov and V.P. Yakovlev, Laser Phys., 1, 110 (1991).
[2] M.A. Efremov et al., Laser Phys., 13, 995 (2003); JETP, 97, 522
(2003).
Q 25.3 Di 17:15 HS 218
Wellenpaketdynamik und Zahlenfaktorisierung — •Eric Lutz,
Holger Mack und Wolfgang P. Schleich — Universität Ulm, Abteilung
für Quantenphysik D-89069 Ulm
Die Zeitentwicklung eines Wellenpakets mit quadratischen Phasenfaktoren
zeigt quantenmechanische Wiederkehrphänomene, die als revivals
und fractional revivals bezeichnet werden. Wir zeigen wie diese fractional
revivals benutzt werden können um Zahlen zu faktorisieren und diskutieren
wie die einzelnen Faktoren aus der Messung der Autokorrelationsfunktion
gewonnen werden können.
Q 25.4 Di 17:30 HS 218
Coherent propagation of electron wavepackets in arrays of
coupled quantum dots — •Georgios Nikolopoulos 1,2 , David
Petrosyan 2 , and Peter Lambropoulos 2 — 1 Institut für Angewandte
Physik, Technische Universität Darmstadt, D-64289 Darmstadt
— 2 Institute of Electronic Structure and Laser, FORTH, P.O.Box 1527,
Heraklion, GR-71110 Crete
Quantum computing schemes where the qubits are represented by spinstates
of single electrons confined in individual quantum dots(QDs), are
of particular interest to current research, since they are considered to
be the most promising candidates for making large quantum computers.
Motivated by the necessity of understanding the dynamics of electron
wavepackets in the presence of disorder and dissipation and to investigate
the conditions under which coherent transport can be achieved,
we study the dynamics of few-electron transport in a linear array of
tunnel-coupled quantum dots. The electrons are considered initially well
localized at the ends of the chain and their spin-sates are well defined.
We find that this system exhibits a rich variety of coherent phenomena,
ranging from electron wavepacket propagation and interference to manyparticle
bonding and collision. Furthermore, we show that choosing the
couplings between adjacent QDs (optimal coupling) judiciously, one may
achieve non-dispersive propagation of the electron wavepacket. A possible
scenario capable of producing controllable mesoscopically separated
EPR correlated pairs of electrons is presented.
Q 25.5 Di 17:45 HS 218
Phase-Control of Collective Quantum Dynamics — •Jörg
Evers 1 , Mihai Macovei 1,2 , and Christoph H. Keitel 1 —
1 Theoretische Quantendynamik, Fakultät für Mathematik und Physik,
Universität Freiburg, Hermann-Herder-Str. 3, D-79104 Freiburg im
Breisgau — 2 Institute of Applied Physics, Academiei str. 5., MD-2028
Chisinau, Moldova
Ever since the classic work by Dicke [1], the concept of collectivity for
dipole-interacting atoms confined in a region of the order of a typical
optical wavelength has received considerable attention. However for possible
applications, convenient schemes are required to control the atoms.
In this talk, we present a control scheme based on the manipulation of
the relative phase between the driving laser fields [2] for a collection
of three-level atoms in V - or Λ- configuration [3]. For larger samples,
106
the phase is shown to be a convenient parameter to rapidly populate or
depopulate completely a trapping state of the ensemble. Increasing the
number of atoms leads to a more rapid transfer of the atoms into the
trapping states or vice versa. As applications, we discuss fluorescence
and absorption properties of the atoms and a possible setup for a fast
optical switching device controlled by the relative phase.
[1] R. H. Dicke, Phys. Rev. 93, 99 (1954).
[2] M. A. G. Martinez et al., Phys. Rev. A. 55, 4483 (1997), E. Paspalakis
and P. L. Knight, Phys. Rev. Lett. 81, 293 (1998).
[3] M. Macovei, J. Evers and C. H. Keitel, Phys. Rev. Lett. 91, 233601
(2003).
Q 25.6 Di 18:00 HS 218
Exact decoherence to pointer states in free open quantum systems
is generic — •J. Eisert — Institut für Physik, Universität
Potsdam, Am Neuen Palais 10, D-14469 Potsdam
In this talk it is shown that exact decoherence to minimal uncertainty
Gaussian pointer states is generic for free quantum particles coupled to
a heat bath. More specifically, the paper is concerned with damped free
particles linearly coupled to a heat bath at arbitrary temperature, with
arbitrary coupling strength and spectral densities covering the ohmic,
subohmic, and supraohmic regime. Then it is true that there exists a time
tc such that for times t > tc the state can always be exactly represented as
a mixture (convex combination) of particular minimal uncertainty Gaussian
states, regardless of the initial state. This exact ‘localisation’ is hence
not only a feature of the high temperature and weak damping limit, but
rather a generic property of damped free particles.
Q 25.7 Di 18:15 HS 218
Measurement-based approach to quantum arrival times —
•Dirk Seidel and Gerhard C. Hegerfeldt — Tammannstrasse 1,
37077 Göttingen, Germany
For a quantum-mechanically spread-out particle we investigate a method
for determining its arrival time at a specific location. The procedure is
based on the emission of the first photon from a two-level system moving
into a laser-illuminated region. The resulting temporal distribution
is explicitly calculated for the one-dimensional case and compared with
axiomatically proposed expressions. As main results we show that (a) by
means of a deconvolution one obtains the well known quantum mechanical
probability flux of the particle [1] (b) by normalizing the corresponding
temporal operator function the axiomatic arrival-time distribution
of Kijowski is recovered [2] (c) a limiting case yields Allcock’s complex
potential model.
[1] J.A. Damborenea, I.L. Egusquiza, G.C. Hegerfeldt, J.G. Muga, Phys.
Rev. A 66, 052104 (2002)
[2] G.C. Hegerfeldt, D. Seidel, J.G. Muga, Phys. Rev. A 68, 022111 (2003)
Q 25.8 Di 18:30 HS 218
Analysis of a minimally invasive detector model — •Jens Timo
Neumann und Gerhard C. Hegerfeldt — Inst. f. Theor. Physik,
Univ. Göttingen, Tammanstr. 1, 37077 Göttingen
Recently, models (J.J. Halliwell, Progr.Theor.Phys. 102 No. 4
(1999), 707-717; L.S. Schulman, talk at 8 th Workshop on Time in Quantum
Mechanics, Teneriffe 2003) for minimally invasive particle detectors
have been proposed, similar to a cloud chamber where a charged particle
causes macroscopic changes in the environment without itself being
disturbed strongly. In the model, the detector (not the particle!) couples
to a large environment only when the wave function of the particle
overlaps with the detector. We investigate to what extent the model is
truly minimally invasive and show that it has a close relation to quantum
optics, with similar limitations as in the detection through fluorescence
by means of a laser. Possible optimization schemes are discussed.

Q 26 Ultrakurze Lichtimpulse: Erzeugung
Zeit: Dienstag 16:30–18:45 Raum: HS 223
Q 26.1 Di 16:30 HS 223
Modengekoppelter Nd-dotierter Mikrostruktur-Faserlaser
— •Mathias Mönster 1 , Peter Glas 1 , Günter Steinmeyer 1
und Rumen Iliew 2 — 1 Max-Born-Institut für nichtlineare Optik
und Kurzzeitspektroskopie, Max-Born-Str. 2a, D-12489 Berlin —
2 Friedrich-Schiller-Universität, Max-Wien-Platz 1, D-07743 Jena
Mikrostrukturfasern (MSF) ermöglichen die Realisierung neuer
linearer und nichtlinearer Effekte in Fasern. Für modengekoppelte Faserlaser
ist besonders die Möglichkeit zur Kompensation der Dispersion
(GVD) im sichtbaren Spektralbereich von Vorteil, um möglichst kurze
Pulse zu erzeugen, was in konventionellen Glasfasern nur im nahen
Infrarot möglich ist. Zum ersten Mal konnte in unserem Experiment
ein Nd-dotierter MSF-Laser mit einem einfachen Halbleiter-Spiegel
(SESAM) modengekoppelt werden. Ein alternativer Ansatz ist in [1]
beschrieben. Die Pulsdauer wurde zu ∼25ps bestimmt, die Bandbreite
zu 2.15THz. Bei der gemessenen Repetitionsrate von ∼80MHz betrug
die Impulsspitzenleistung 4W. Eine numerische Simulation der MSF
hat gezeigt, daß die Laserwellenlänge im Bereich normaler Dispersion
liegt. Aufgrund des gemessenen Zeit-Bandbreite-Produktes von ∼50 ist
zu erwarten, daß die Pulsdauer durch Veränderung der Dispersionscharakteristik
der MSF noch erheblich verkürzt werden kann.
[1] K. Furusawa et al., Electronics Letters 37, 560 (2001)
Q 26.2 Di 16:45 HS 223
Weit abstimmbare Lichtimpulse mit einer Dauer von weniger
als 30 fs aus einem Er:Faserlaser — •Florian Adler 1 , Florian
Tauser 2 und Alfred Leitenstorfer 1 — 1 FB Physik, Universität
Konstanz, Universitätsstr. 10, D-78464 Konstanz — 2 Physik-Department
E11, TU München, James-Franck-Str., D-85748 Garching
Aufgrund ihrer Kompaktheit, Kosteneffizienz und hohen Stabilität finden
modengekoppelte Glasfaserlaser ihren Weg in immer mehr Anwendungsgebiete.
Gerade für die Spektroskopie waren jedoch der bisher erreichbare
Durchstimmbereich und die Impulsdauer unzureichend.
Wir präsentieren die Erzeugung abstimmbarer Impulse aus einem
Er:Faserlaser-System [1] durch Frequenzkonversion in einer nichtlinearen
Glasfaser. Die Eingangsimpulse mit einer Wellenlänge von 1550 nm
werden dabei in zwei wechselseitig kohärente Anteile konvertiert, deren
Zentralwellenlängen insgesamt von 1120 nm bis 1950 nm veränderbar
sind. Die Abstimmbarkeit erfolgt dabei besonders komfortabel über die
Einstellung des Vorchirps der Eingangsimpulse. Der nicht-solitonische
Anteil zwischen 1140 nm und 1300 nm wird mit einer anschließenden
Prismensequenz komprimiert. Dabei erreichen wir Impulsdauern von bis
zu 24 fs.
[1] F. Tauser et al., Opt. Expr. 11, 594 (2003)
Q 26.3 Di 17:00 HS 223
Compact autocorrelator for online monitoring of tunable 10
fs pulses in the visible and NIR — •Ida Z. Kozma, Peter
Baum, Uli Schmidhammer, Stefan Lochbrunner, and Eberhard
Riedle — Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Sektion Physik, Ludwig-
Maxilimians-Universität München
Noncollinearly phase matched optical parametric amplifiers (NOPAs)
are practical sources of sub-30 fs pulses tunable across the visible and
infrared spectral range [1]. Their proper use requires precise knowledge
about the pulse length and optimal compression. An autocorrelator with
a 2 Hz update rate is described which allows to measure the temporal
profile of light pulses with durations ranging from about 100 fs to sub-10
fs that are generated at 100 Hz to 10 kHz repetition rate. The device
features a dispersion free non-interferometric setup with a simple open
loop piezo-electric-translator for scanning the time delay. The precision
is ensured by an interferometric calibration procedure. The applicability
of the device is demonstrated in the 420-1460 nm wavelength range.
The accuracy is proven by the good agreement between the autocorrelation
measurement and the intensity autocorrelation computed from a
ZAP-SPIDER measurement [2]. The compact design and high sensitivity
of the autocorrelator in combination with the real-time data acquisition
and evaluation system makes it an ideal tool for the diagnostics of tunable
ultrashort light pulses.
[1] E. Riedle, M. Beutter, S. Lochbrunner, J. Piel, S. Schenkl, S.
107
Spörlein, W. Zinth, Appl. Phys. B 71 (2000), 457.
[2] P. Baum, S. Lochbrunner, E. Riedle, Opt. Lett., in print.
Q 26.4 Di 17:15 HS 223
Methoden zur Stabilisierung eines Yb:Glas Femtosekunden Laseroszillators
— •Stefan Gorenflo 1 , Alexander Killi 1 , Uwe
Morgner 1 , Max Lederer 2 , Jörg Bitschnau 2 und Daniel Kopf 2
— 1 Max-Planck-Institut für Kernphysik — 2 HighQLaser Production
GmbH
Wir Berichten über Theorie und Experimente zur elektronischen
Stabilisierung eines solitär modengeloppelten Yb:Glas Laseroszillators.
Die Pumpleistung wird in geeigneter Weise geregelt, so dass
Güteschaltungsinstabilitäten unterdrückt werden. Diese stellen insbesondere
bei Lasermaterialien mit hohen Trägerlebensdauern im ms-Bereich,
wie Ytterbium dotierten Gläsern, ein Problem dar.
Q 26.5 Di 17:30 HS 223
Diodengepumptes Femtosekunden Lasersystems mit Cavity
Dumping — •Alexander Killi 1 , Uwe Morgner 1 , Max Lederer
2 und Daniel Kopf 2 — 1 Max-Planck-Institut für Kernphysik —
2 HighQLaser Production GmbH
Wir berichten über einen direkt Diodengepumpten Femtosekunden Laseroszillator,
der durch Cavity Dumping Impulsenergien von über 400 nJ
erzeugt. Die resultierende Spitzenleistung liegt weit über 1 MW. Unseres
Wissens ist das System das erste seiner Art. Der Laser ist solitär
modengekoppelt, durch die Verwendung von dispersiven Spiegeln und eines
sättigbaren Halbleiterspiegels (SESAM). Cavity Dumping wird durch
einen Dünnfilmpolarisator und eine BBO Pockels Zelle verwirklicht. Die
Pulsenergien sind Ausreichend für Michromachining, ohne auf komplexe
Verstärkersysteme zurückgreifen zu müssen. Weiterhin ermöglicht dieses
Lasersystem eine tiefere Einsicht in solitäre Pulsformungsprozesse im
transienten Regime, wie zum Beispiel temporales und spektrales Atmen
der resonatorinternen Laserimpulse.
Q 26.6 Di 17:45 HS 223
12 fs pulses from a cw-pumped 200 nJ Ti:sapphire amplifier at
a variable repetition rate of up to 4 MHz — •Ruppert Huber 1 ,
Florian Adler 1 , Alfred Leitenstorfer 1 , Matthias Beutter 2 ,
Peter Baum 2 , and Eberhard Riedle 2 — 1 Physik-Department E11,
TU München — 2 Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Sektion Physik
Ludwig-Maximilians-Universität München
We demonstrate a novel compact femtosecond Ti:sapphire laser system
operating at repetition rates between 10 kHz and 4 MHz. The scheme is
based on the combination of a broadband cavity-dumped oscillator and
a double pass Ti:sapphire amplifier pumped by a low noise cw solid-state
laser. Amplified pulses with an extremely smooth spectrum, a duration
of only 12 fs and less than 0.25 % rms fluctuation are generated in a
beam with M 2 < 1.2 . Maximum pulse energies of 210 nJ and an average
output power of as much as 720 mW are achieved. This output energy is
sufficient to generate a stable continuum in a sapphire disk. The system
has already been used successfully for THz spectroscopy with largely improved
sensitivity and the use for molecular pump-probe spectroscopy is
in preparation.
Q 26.7 Di 18:00 HS 223
Hochrepetitiver 100kHz sub-10fs Ti:Saphir-Laser mit kryogener
Verstärkerstufe — •M.G. Schätzel 1 , F. Lindner 1 , J.F. Grasbon
1 , G.G. Paulus 1,2,3 und H. Walther 1,2 — 1 Max-Planck-Institut
für Quantenoptik, 85748 Garching — 2 Ludwig-Maximiliams-Universität
München, Sektion Physik, 85748 Garching — 3 Texas A&M University,
Department of Physics, College Station, TX 77843-4242, USA
Bei der Entwicklung von Ultrakurzpulslasern steht neben der
Pulslänge zumeist die Pulsenergie im Vordergrund. Bei vielen Experimenten
(bspw. COLTRIMS [1]) ist man jedoch mehr auf eine gute
Messstatistik und somit auf eine hohe Wiederholrate angewiesen.
Das von uns entwickelte Lasersystem liefert Pulse von unter 10fs und
Energien > 3µJ bei einer Repetitionsrate von 100kHz. Das Lasersystem
[2] verstärkt ohne externe Pulsstreckung und nutzt die dispersionsbedingte
Pulsverlängerung innerhalb des regenerativen Verstärkers aus,
der zur Vermeidung thermischer Linseneffekte eine kryogene Kühlung
besitzt. Die benötigte Bandbreite wird in einem Xe-befüllten Hohlfa-

serkompressor erzeugt. Vor der Einkoppelung in diesen wird die Dispersion
mit einen Doppelprismenkompressor in Verbindung mit einem
Flüssigkristallmodulator in einem 4f-Aufbau optimal angepasst. Zur Verbesserung
der Langzeitstabilität wurde eine auf CCD-Detektoren basierende
Strahlstabilisierung implementiert.
Die Stabilisierung der absoluten (CEO) Phase befindet sich im Aufbau.
[1] J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 36 (2003) 3269
[2] IEEE J. of Quantum Electronics 38 (2002) 1465
Q 26.8 Di 18:15 HS 223
Tunable sub-10 fs ultraviolet pulses by achromatic second harmonic
generation — •Peter Baum, Stefan Lochbrunner, and
Eberhard Riedle — Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Sektion
Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München
Achromatic phase matching was suggested 15 years ago to overcome
the bandwidth limitation in second harmonic generation. A broadband
light pulse is angularly dispersed such that for all spectral components
the phase matching angle of the nonlinear crystal is matched in a fixed
overall geometry. Unfortunately this concept has not yet been demonstrated
for the generation of extremely short UV pulses. We show that
by suitable choice of the prisms used to disperse the visible light from a
Q 27 Fallen und Kühlung
NOPA all wavelengths between 480 and 900 nm can be phase matched.
Experimentally it is shown that a BBO crystal as thick as 360 µm can be
used to frequency double extremely broad visible spectra with about 20 %
efficiency. When the UV pulses are compressed in a suitable combination
of prisms and slab material tunable pulses with a length well below 10 fs
are obtained. The higher order chirp is compensated with a deformable
mirror. The precise pulse shape and spectral phase is characterized with
ZAP-SPIDER.
Q 26.9 Di 18:30 HS 223
Observation of Superradiant Amplification of Ultrashort Laser
Pulses in a Plasma — •Matthias Dreher and K.-J. Witte —
MPI für Quantenoptik, Garching
We demonstrate the amplification of a femtosecond signal pulse in an
underdense plasma by a novel mechanism called superradiant amlification.
The pulse is amlified by a counterpropagating few picosecond long
pump pulse. In the superradiant regime the ponderomotive ponderomotive
forces exceed the electrostatic forces. We found a significant amplification
in energy and intensity. The time structure of the amplified signal
pulse carries intrinsic features of the superradiant regime. It appears that
sub-10-fs pulses of Petawatt power are achievable.
Zeit: Dienstag 16:30–18:30 Raum: HS 224
Q 27.1 Di 16:30 HS 224
Eine optische Dipolfalle für Calcium-Atome — •Carsten Degenhardt
1 , Christian Lisdat 2 , Hardo Stoehr 1 , Uwe Sterr 1 und
Fritz Riehle 1 — 1 Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee
100, 38116 Braunschweig — 2 Institut für Quantenoptik, Universität Hannover,
Welfengarten 1, 30167 Hannover
Es werden Experimente zur Speicherung eines ultrakalten Ensembles
von Calcium-Atomen (12 µK) in einer optischen Dipolfalle vorgestellt.
Als Dipolfallenlaser dient ein 8 W Ar + -Laser bei einer Wellenlänge von
514 nm. Die Transfereffizienz beträgt 3 %. Mögliche Lademechanismen
werden diskutiert. Stöße mit dem Hintergrundgas begrenzen zur Zeit die
Fallenlebensdauer auf 200 ms. Heizprozesse in der Dipolfalle werden nicht
beobachtet.
Für den Einsatz von in optischen Potentialen gespeicherten Atomen
als Frequenznormal muss die Dipolfalle bei der sogenannten ’magischen
Wellenlänge’ betrieben werden, bei der keine Frequenzverschiebung
der möglichen Interkombinationsübergänge 1 S0 − 3 P 0,1 auftritt.
Durch Vermessung der ac-Stark-Verschiebung des Interkombinationsübergangs
wurden die ’magischen Wellenlängen’ ermittelt. Sie liegen
alle im Verstärkungsbereich eines Titan-Saphir-Lasers.
Q 27.2 Di 16:45 HS 224
Magnetisches Fangen von metastabilen Ytterbiumatomen —
•Sven Kroboth 1 , Alexander Batär 1,2 , Fatih Ünlü 1 , Nils Nemitz
1 und Axel Görlitz 1,2 — 1 Universität Stuttgart, 5. Physikalisches
Institut — 2 Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Institut für Experimentalphysik
Das magnetische Fangen von neutralen Atomen im Grundzustand
hat sich in den letzten Jahren insbesondere für die Bose-Einstein-
Kondensation als Standardtechnik etabliert. Für Elemente mit
diamagnetischem Grundzustand ist dieser Zugang jedoch nicht möglich.
Daher wurde vorgeschlagen, Erdalkaliatome sowie Ytterbium, das eine
vergleichbare Termstruktur aufweist, in einem metastabilen Triplettzustand
magnetisch zu fangen. Erste theoretische Untersuchungen
der Stoßeigenschaften in diesem Zustand konnten dabei noch keine
eindeutigen Aussagen über die Möglichkeit der evaporativen Kühlung
machen [1,2].
Im Rahmen unseres Experiments zur Erzeugung zweikomponentiger
Quantengase aus ultrakalten Rubidium- und Ytterbiumatomen ist es uns
gelungen, erstmals Ytterbiumatome im metastabilen 3 P2-Zustand magnetisch
zu fangen. Die Ytterbiumatome werden mittels eines natürlichen
Zerfallskanals kontinuierlich aus einer MOT in die Magnetfalle geladen,
ähnlich wie es bereits mit Chrom demonstriert wurde [3]. Wir berichten
über erste quantitative Messungen zur Ladeeffizienz und zur Lebensdauer
in der Magnetfalle.
[1] A. Derevianko et al., Phys. Rev. Lett. 90, 063002 (2003)
[2] V. Kokoouline et al., Phys. Rev. Lett. 90, 253201 (2003)
[3] J. Stuhler et al., Phys. Rev. A, 64, 031405 (2001)
108
Q 27.3 Di 17:00 HS 224
An ultracold dense gas of Rydberg atoms — •Kilian Singer,
Markus Reetz-Lamour, Thomas Amthor, and Matthias
Weidemüller — Physikalisches Institut, Universität Freiburg, 79104
Freiburg
We have realized a frozen gas of Rydberg atoms at densities where interaction
effects are expected to play an important role. The interaction
is caused by the polarizabilities and electric dipole moments of Rydberg
atoms. The temperature of the gas is in the µK regime so that thermal
motion is negligible during Rydberg excitation. First experimental results
are presented.
Q 27.4 Di 17:15 HS 224
Elastische und inelastische Stoßwechselwirkungen metastabiler
Neonatome — •P. Spoden, M. Zinner, N. Herschbach, W. van
Drunen, W. Ertmer und G. Birkl — Institut für Quantenoptik,
Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover
Wir berichten über die experimentelle Untersuchung der elastischen
und inelastischen Stoßwechselwirkungen von 20 Ne bzw. 22 Ne im metastabilen
Zustand 3s[3/2]2. Die Bestimmung der entsprechenden Raten ist
für Experimente zum Erreichen hoher Phasenraumdichte von essentieller
Bedeutung.
Zur Bestimmung der elastischen Stoßraten wurde das Ensemble durch
1D-Dopplerkühlung in der Magnetfalle einen Nichtgleichgewichtszustand
präpariert. Anhand der dichteabhängigen Rethermalisierungsraten konnten
die Streulängen beider Isotope ermittelt werden.
Für ein unpolarisiertes magnetooptisch gespeichertes Ensemble wurden
die Koeffizienten der Penning-Ionisation (PI) für ss- und sp-Stöße
mit Hilfe von Zerfallsmessungen gespeicherter Ensembles ermittelt. Die
Bestimmung der Koeffizienten für ss-Stöße wurde mit einem spinpolarisierten,
magnetisch gespeicherten Ensemble wiederholt. Für beide Isotope
wurde die Unterdrückung der PI durch Spinpolarisation beobachtet,
welche jedoch deutlich unterhalb der prognostizierten Werte liegt. Die
dichteabhängige PI führt zu verstärkten Verlusten von energiearmen Atomen
im Fallenzentrum. Die aus den resultierenden Heizraten bestimmten
PI-Raten stehen in Übereinstimmung mit jenen, die aus den Zerfallskurven
ermittelt wurden.
Q 27.5 Di 17:30 HS 224
Dipolare Relaxation in einem Gas magnetisch gefangener
Chrom Atome — •Axel Griesmaier, Sven Hensler, Jörg
Werner, Axel Görlitz, Jürgen Stuhler und Tilman Pfau —
5. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57,
70550 Stuttgart
Dipolare Relaxations-Prozesse führen in einem Gas magnetisch gespeicherter
Atome zu inelastischen Verlusten und einem Aufheizen des Gases.
Bei solchen Prozessen wird die Zeeman-Energie des atomaren Spins
eines Stoßpartners im Magnetfeld der Falle durch eine Änderung des

Spinzustandes freigesetzt. Der Streuquerschnitt für diese Stoßprozesse
ist unabhängig vom Molekülpotential und skaliert mit dem magnetischen
Moment µ der Stoßpartner in der dritten Potenz. Bei Chrom
(µ = 6 · µB) wurden dipolare Relaxationsraten von 4 · 10 −12 cm 3 /s bis
3.2 · 10 −11 cm 3 /s bei Magnetfeldern von 1G bis 44G gemessen. Die dadurch
entstehenden Verluste verhindern die Bose-Einstein-Kondensation
von Chrom in einer magnetischen Falle.[1]
Wir präsentieren ein auf der dipolaren Kopplung zweier Spins beruhendes
theoretisches Modell zur Berechnung der dipolaren Relaxationsrate,
welches einfach auf andere dipolare Gase übertragen werden kann, sowie
vergleichende Messungen an Chrom, die dieses Modell experimentell
bestätigen.
[1] S. Hensler et al., ” Dipolar Relaxation in an ultra-cold Gas of magnetically
trapped chromium atoms“, Appl. Phys. B, 77 (8), 765 (2003)
Q 27.6 Di 17:45 HS 224
Cold heteronuclear alkali dimers (LiCs, NaCs) attached
to helium nanodroplets — •M. Mudrich 1 , O. Bünermann 2 ,
F. Stienkemeier 2 , and M. Weidemüller 1 — 1 Physikalisches
Institut, Universität Freiburg, 79104 Freiburg — 2 Fakultät für Physik,
Universität Bielefeld, Universitätsstr. 25, 33615 Bielefeld
Cold heteronuclear alkali dimers (LiCs and NaCs) are formed in a
beam of helium nanodroplets. Excitation spectra in the frequency range
of a tunable Ti:Sa-laser are recorded using mass-selective photoionization,
laser-induced fluorescence and laser-induced beam depletion as detection
methods. The observed vibrational progressions are identified in
terms of transitions within the triplet manifold. Analysis of the spectra
yields constraints to ab initio potential curves from literature. Laserinduced
desorption of the heteronuclear dimers is observed which opens
perspectives to create a beam of free, cold heteronuclear molecules for
precision spectroscopy or to provide a source for deceleration and trapping
of polar molecules.
Q 27.7 Di 18:00 HS 224
Saturation of the Photoassociation of Ultracold Molecules in
an Optical Dipole Trap — •Roland Wester, Stephan Kraft,
Marcel Mudrich, Matthias Staudt, Jörg Lange, and Matthias
Weidemüller — Physikalisches Institut, Universität Freiburg, 79104
Freiburg
We trap Cesium atoms in a quasi-electrostatic trap (QUEST) formed
by the focus of a CO2-Laser. Photoassociation is induced by a tunable
Titanium-Sapphire laser and is currently monitored by measuring
trapped atom losses. The sensitivity of this approach allowed us to measure
the Franck-Condon factors for transitions into the lowest vibrational
levels of the 0 − g
Q 28 Quantengase III
state. Saturation of the photoassoaciation is observed
both due to depletion of the trapped atomic sample and due to strong
coupling of the scattering state to bound molecular states. These processes
are disentangled and the results are compared to the photoassociation
model by Bohn and Julienne. The photoassociation rate coefficient
is found to saturate at the unitarity limit.
Q 27.8 Di 18:15 HS 224
Two-dimensional trapping of dipolar molecules in time-varying
electric fields — •T. Junglen, T. Rieger, S.A. Rangwala,
P.W.H. Pinkse, and G. Rempe — Max-Planck-Institut für
Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching
Cold molecular samples offer new perspectives in atomic and molecular
physics, in particular high-precision measurements and collisional physics
studies. These fields would benefit from new methods to produce and manipulate
such samples. Recently, we have obtained two-dimensional trapping
of low-field seeking polar molecules in electrostatic fields[1]. However,
high-field seeking molecules cannot be trapped as Maxwell’s equations
do not allow free-space maxima in electrostatic fields. We here report
on two-dimensional trapping of cold dipolar molecules in an electrodynamic
trap[2]. Slow ND3 molecules from an effusive source are guided
between four 50cm long rods driven by an alternating electric potential
at frequencies of a few kHz. With this method a trapping potential of
the order of 10mK can be obtained for low-field seeking states, slightly
less for high-field seeking states.
[1] S.A. Rangwala et al., Phys. Rev. A 67, 043406 (2003)
[2] T. Junglen et al., ArXiv:Physics/0310046
Zeit: Dienstag 16:30–18:30 Raum: HS 225
Q 28.1 Di 16:30 HS 225
Ultrakalte Bose-Gase in optischen Gittern — •Thomas Schulte,
Sascha Drenkelforth, Carsten Klempt, Wolfgang Ertmer
und Jan Arlt — Institut für Quantenoptik; Universität Hannover;
Welfengarten 1; 30167 Hannover
Optische Potentiale, insbesondere optische Gitter haben sich in den
letzten Jahren zu einem wertvollen Werkzeug zur Untersuchung ultrakalter
Quantengase entwickelt. Die erreichbaren Potentialtiefen sowie
die Größe der Fallenfrequenzen erlauben Untersuchungen in bisher unzugänglichen
Regimen in denen starke Korrelationen das System dominieren
können.
Insbesondere eignen sich optische Potentiale zum Studium niederdimensionaler
Systeme. Von großem Interesse ist hierbei die Untersuchung
eindimensionaler Quantengase in einem 2D-optischen Gitter.
In Abhängigkeit von den experimentellen Parametern, können solche
eindimensionalen Quantengase durch starke Korrelationen geprägt sein
(Tonks-Gas) oder durch Meanfield-Theorien beschrieben werden (BEC).
Die physikalischen Eigenschaften des Quantengases in diesen beiden Regimen
weichen stark voneinander ab.
In diesem Vortrag berichten wir über den Stand unserer Arbeiten mit
ultrakalten Rb-Atomen in optischen Gittern. Wir stellen den mit unserem
Experiment erreichbaren Parameterbereich, insbesondere mit Blick auf
die Erzeugung stark korrelierter Systeme dar und stellen die erreichten
Resultate sowie unsere Projekte in quasi-periodischen optischen Gittern
vor.
109
Q 28.2 Di 16:45 HS 225
Inhomogeneous Bose-Fermi mixtures in regular lattices —
•M. Cramer 1 , J. Eisert 1 , and F. Illuminati 2 — 1 Institut für
Physik, Universität Potsdam, Am Neuen Palais 10, D-14469 Potsdam —
2 Dipartimento di Fisica, Università di Salerno, INFM UdR di Salerno,
I-84081 Baronissi (SA)
We determine ground state properties of inhomogeneous boson-fermion
mixtures in regular lattices by studying the Bose-Fermi Hubbard model
with the inclusion of confining external potentials. We present the exact
solution in the limit of vanishing hopping (ultradeep lattices) and study
the resulting domain structure of composite particles. Finite hopping is
introduced in the framework of mean field theory and perturbative corrections.
We determine the domain boundaries between Mott-insulator
and hopping-dominated regions for lattices of arbitrary dimensionality
within Landau theory. The results are compared with a numerical analysis
based on a Gutzwiller variational approach.
Q 28.3 Di 17:00 HS 225
Spatial correlations of trapped 1d bosons in an optical lattice
— •Corinna Kollath 1 , Ulrich Schollwöck 1 , Jan von Delft 1 ,
and Wilhelm Zwerger 1,2 — 1 LMU-München, Theresienstr. 37, 80333
München — 2 Institut für theoretische Physik, Universität Innsbruck,
Thechnikerstr. 25, 6020 Innsbruck
Greiner et al.[1] succeeded in driving a quantum phase transition between
a superfluid and a Mott-insulating phase of trapped cold bosonic
atoms in an optical lattice. We investigate a similar quasi-one dimensional
system by using the density matrix renormalization group to study the
Bose-Hubbard model at T = 0 for experimentally realistic numbers of
lattice sites [3] (for experiments on quasi-one dimensional systems see
[2]). We focus on the influence of the parabolic trapping on the quantum

phase transition and show that a properly rescaled one-particle density
matrix characterizes superfluid versus insulating states just as in the
homogeneous system. We further confirm for typical parabolic traps the
widely used local density approach for describing correlations in the limit
of weak interaction.
[1] M.Greiner et al. Nature 415, 39 (2002)
[2] H.Moritz et al. cond-mat/0307607
[3] C.Kollath et al. cond-mat/0310388
Q 28.4 Di 17:15 HS 225
Dynamics of a Fermi Gas in a Periodic Potential — •Herwig
Ott, Estefania de Mirandes, Francesca Ferlaino, Giacomo
Roati, Giovanni Modugno, and Massimo Inguscio — LENS and
Dipartimento di Fisica, Università di
We study the dynamics of fermions and that of mixtures of fermions
and bosons in a 1D optical lattice. By exciting the dipolar oscillation we
find a damping of the center of mass motion and a localization of the
cloud on one side of the potential. The role of collisions in this damping
and localization process is investigated and reveals interesting phenomena
like a collisionally induced transport. The current state of the experiment
is reported.
Q 28.5 Di 17:30 HS 225
Messung einer Feshbachresonanz gemischter Zustände in Rubidium
87 — •Michael Erhard, Holger Schmaljohann, Jochen
Kronjäger, Kai Bongs und Klaus Sengstock — Institut für Laser-
Physik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, D-22761 Hamburg
Wir berichten über die Messung einer Feshbachresonanz zwischen den
|2, −1〉 und |1, +1〉-Zuständen in einem 87 Rb Bose-Einstein-Kondensat
[1]. Das Auftreten der Resonanz bei einem niedrigen Magnetfeld von
(9.09±0.01)G im Gegensatz zu anderen Feshbachresonanzen in 87 Rb [2]
bei sehr hohen Magnetfeldern eröffnet vielfältige Anwendungsbereiche.
Neben der Physik mehrkomponentiger Spinsysteme ist insbesondere die
Erzeugung von Verschränkung [3] in der Quanteninformationsverarbeitung
zu nennen.
Nach einer kurzen Beschreibung des Experiments sollen die Position,
Höhe und Breite der beobachteten Resonanz diskutiert und mit theoretischen
Vorhersagen [4] verglichen werden.
[1] M. Erhard et al., cond-mat/0309318 (2003)
[2] A. Marte et al., Phys. Rev. Lett. 89,283202 (2002)
[3] A. Widera et al., cond-mat/0310719 (2003)
[4] E.G.M. van Kempen et al., Phys. Rev. Lett. 88, 093201 (2002)
Q 28.6 Di 17:45 HS 225
Suche nach optischen Feshbach-Resonanzen — •Matthias
Theis 1 , Gregor Thalhammer 1 , Klaus Winkler 1 , Michael
Hellwig 1 , George Ruff 1 , Rudolf Grimm 1,2 und Johannes
Hecker Denschlag 1 — 1 Institut für Experimentalphysik, Universität
Innsbruck, Technikerstraße 25, 6020 Innsbruck, Österreich. — 2 Institut
für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie
der Wissenschaften, 6020 Innsbruck, Österreich.
Q 29 Hauptvorträge II
Die Kontrolle der zwischenatomaren Wechselwirkung mit magnetisch
abstimmbaren Feshbach-Resonanzen hat sich in der letzten Zeit als wichtige
Säule für Experimente mit Quantengasen herausgestellt. Vor wenigen
Jahren wurde vorhergesagt [1,2], dass sich die Streulänge a in ultrakalten
Gasen auch durch nahresonantes Licht beeinflussen lässt. Bei dieser
sogenannten optischen Feshbach-Resonanz wird der atomare Streuzustand
optisch an einen Molekülzustand gekoppelt. Gerade für 87 Rb-Bose-
Einstein-Kondensate, deren magnetisch fangbare Spinzustände keine magnetischen
Feshbach-Resonanzen aufweisen, wäre eine optische Feshbach-
Resonanz sehr interessant. Bei Laserintensitäten im Bereich über 1000
W/cm 2 sollten nennenswerte Änderungen der Streulänge bei vertretbaren
Verlustraten auftreten. Ausgehend von einem 87 Rb Bose-Einstein-
Kondensat (F= 1, mF = -1) untersuchen wir experimentell diese Vorhersagen.
[1] P. Fedichev et al., Phys. Rev. Lett. 77 ,2913 (1996)
[2] J. Bohn und P. Julienne, Phys. Rev. A 56, 1486 (1997)
Q 28.7 Di 18:00 HS 225
Light induced dipole-dipole interaction in strongly confined
BECs — •Robert Löw, Rudolf Gati, Rolf Heidemann, Ulrich
Raitzsch, Jürgen Stuhler, and Tilman Pfau — 5. Physikalisches
Institut, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, 70550 Stuttgart
In dense BECs the forces due to light induced dipole-dipole interaction
can exceed the forces due to spontaneous emission. We show that
the effect of the dipole-dipole interaction depends on the shape of the
condensate and the polarization of the light field due to the longrange
character and the anisotropy of the interaction. We present calculations
in the Raman-Nath regime of light pulses short compared to the motional
time scale, that take retardation effects into account. The state of
the corresponding experiment will be reported.
Q 28.8 Di 18:15 HS 225
Ground-state energy and depletion of a two-component dilute
Bose gas beyond the Gross-Pitaevskii approximation — •André
Eckardt, Christoph Weiss, and Martin Holthaus — Institut für
Physik, Carl von Ossietzky Universität, D-26111 Oldenburg
The ground state of a homogeneous, weakly interacting two-component
Bose gas is studied. The Bogoliubov approach is employed to determine
ground-state energy and depletion. Using a recently developed method
[1] for avoiding all spurious divergent terms, the treatment becomes particularly
transparent. The analytical results simplyfy considerably if the
masses of both species are equal. It is stressed that the standard Bogoliubov
treatment presupposes not only the low-density regime, but
also interaction potentials such that the replacement of the exact s-wave
scattering length by its lowest Born approximation is adequate.
[1] C. Weiss, M. Block, D. Boers, A. Eckardt, and M. Holthaus; Groundstate
energy of a weakly interacting Bose gas: Calculation without regularization;
preprint (Universität Oldenburg, 2003)
Zeit: Donnerstag 11:00–12:30 Raum: HS 225
Hauptvortrag Q 29.1 Do 11:00 HS 225
Interferenz, Korrelationen und Verschränkung in höheren Dimensionen
— •Wolfgang Schleich — Abteilung für Quantenphysik,
Universität Ulm, D-89069 Ulm, Germany
In der Quantenmechanik existieren Korrelationen zwischen Ort und
Impuls, die es in der klassischen Mechanik nicht gibt. Diese treten
am stärksten in s-Wellen auf und hängen empfindlich von der Zahl
der Dimensionen des Raumes ab. Sie manifestieren sich in negativen
Werten der Wigner-Funktion. Wellenpakete, die sich ohne äußere
klassische Kräfte zusammenziehen oder eine quadratische Abhängigkeit
der kinetischen Energie von der Teilchenzahl sind Phänomene, die
von diesen Korrelationen herrühren. Die Verletzung des Huygenschen
Prinzips der Elektrodynamik in geradzahligen Dimensionen hängt
eng damit zusammen. Insbesondere treten hierbei auch halbzahlige
Drehimpulse auf. Experimente mit kalten verschränkten Atomen
ermöglichen Tests dieser Vorhersagen.
[1] I. Bialynicki-Birula et al., Phys. Rev. Lett. 89, 060404 (2002)
110
[2] J. Botero et al., Appl. Phys. B 76, 129 (2003)
Hauptvortrag Q 29.2 Do 11:45 HS 225
Ultra-cold Fermi Gases: From Bose-Einstein Condensation of
Molecules to Fermi Superfluidity — •Christophe Salomon —
Département de physique de l’Ecole Normale Supérieure, Laboratoire
Kastler Brossel, 24 rue Lhomond, 75231, Paris, France
We will describe recent experiments on ultra-cold Fermi gases and
efforts towards the observation of fermionic superfluidity. Using Feshbach
resonances in a two-component Fermi gas, it is possible to tune the
strength and sign of the effective interaction in the gas. This gives access
to the strongly interacting regime for which recent theoretical calculations
predict a large increase of the superfluid transition temperature.
For large and positive scattering length, it is possible to produce very
efficiently cold molecules from the Fermi gas. Surprisingly, the lifetime of
these giant dimers is very long, enabling the production of Bose-Einstein
condensates of molecules and a novel method to approach the superfluid
transition.

Q 30 Symposium Biophotonik (SYBP)
Zeit: Donnerstag 11:00–13:00 Raum: HS 224
— • —
Q 30.1 Do 11:00 HS 224
Abstracts: siehe Programm des Symposiums Biophotonik
Q 31 Poster Nichtlineare optische Effekte und Lichtquellen
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 31.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Effiziente Frequenzkonversion in kohärent präparierten Medien
— •Martin Oberst, Torsten Rickes und Thomas Halfmann
— Erwin-Schroedinger-Str., Postfach 3049, 67653 Kaiserslautern
Die Erzeugung durchstimmbarer, vakuum(extrem)-ultravioletter
Strahlung durch Vierwellenmischung kann in einem durch Stark
chirped rapid adiabatic passage (SCRAP) im Zustand maximaler
Kohärenz präparierten Medium signifikant erhöht werden. Dabei wird
ein n-Photonen-Übergang (n=1,2) zwischen einem Grund- und einem
angeregten Zustand durch einen leicht von der Resonanzfrequenz
verstimmten Laserpuls (Pumplaser) angeregt. Ein zweiter, nichtresonanter,
intensiver Laserpuls induziert zusätzlich eine dynamische
Stark-Verschiebung der Energieniveaus des Systems. Dies kann,
bei geeigneter Wahl der Laserparameter, zu einem vollständigen
Besetzungstransfer zwischen den beiden Zuständen und damit zur
Überhöhung der im Medium induzierten Polarisation führen. Diese wird
dann im Frequenzkonversionsprozess genutzt.
Die bisherigen Untersuchungen wurden an Edelgasen durchgeführt.
Die Effizienz der Frequenzverdreifachung konnte hier um mehr als eine
Größenordnung gegenüber der konventionellen Frequenzkonversion gesteigert
werden. Alternative Verfahren zur kohärenten Präparation sowie
Kopplungsschemata in verschiedenen Medien werden vorgestellt und
Perspektiven zur Erweiterung des Einsatzbereichs des Verfahrens und
weiteren Steigerung der Konversionseffizienz angeführt.
Q 31.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Aufbau einer Heatpipe für Quecksilberatome für Anwendungen
in der nichtlinearen Optik — •Jens Klein, Torsten Rickes
und Thomas Halfmann — Fachbereich Physik, TU Kaiserslautern,
D-67663 Kaiserslautern
Quecksilber ist ein typisches Medium für Anwendungen in der nichtlinearen
Optik. Speziell für die Erzeugung vakuum-ultravioletter (VUV)
Strahlung durch Frequenzkonversion ergeben sich hohe nichtlineare Suszeptibilitäten.
Für Experimente zur Erzeugung von VUV-Strahlung in
Quecksilber wurde eine kompakte, einfach zu handhabende Apparatur
zur Erzeugung von Quecksilberdampf aufgebaut, die über mehrere
Wochen wartungsfrei eingesetzt werden kann. Der spezielle Aufbau
[1] beruht auf dem Heatpipe-Prinzip, ist aber gegenüber dem Aufbau
herkömmlicher Heatpipes vereinfacht. Aufbau und Funktionsweise
werden hier diskutiert. Des Weiteren werden erste experimentelle
Ergebnisse zur Frequenzkonversion in den ultravioletten und vakuumultravioletten
Spektralbereich durch resonante Summen- und Differenzfrequenzmischung
vorgestellt.
[1] A.V. Smith, W.J. Alford, Phys. Rev. A 33, 3172 (1986)
Q 31.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Untersuchungen zur parametrischen Verstärkung bei 149 nm
nach Zweiphotonenanregung von Xenon mit Excimerlaserpulsen
— •Carsten Reinhardt 1 , Axel Rühl 1 , Boris N. Chichkov 2
und Bernd Wellegehausen 1 — 1 Institut für Quantenoptik, Universität
Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover — 2 Laser Zentrum
Hannover e.V., Hollerithallee 8, D-30419 Hannover
Bei der nahresonanten Zweiphotonenanregung von Xenon mit
Kurzpuls-KrF-Laserstrahlung bei 248 nm wird selbststartende parametrische
Emission von Signal- und Idlerstrahlung bei 149 nm und 760 nm
beobachtet [1], die auf eine starke parametrische Verstärkung hinweist.
Die Untersuchung der Druck- und Längenabhängigkeit der Emission bei
149 nm ergibt ein exponentielles Verhalten, in guter Übereinstimmung
zur Theorie. Vergleiche der Signalintensitäten bei kleiner und grosser
Wechselwirkungslänge zeigen makroskopische Verstärkungen bis zu
320. Es werden Möglichkeiten für parametrische Verstärkung von
XUV-Strahlung aufgezeigt und der Einfluss auf die Erzeugung hoher
Harmonischer diskutiert [2].
111
[1] A. Tünnermann et al., Phys. Rev. A 46, 27071 (1992)
[2] C. Reinhardt et al., Opt. Lett. 25, 1043 (2000)
Q 31.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Erzeugung von hohen Harmonischen und Plasma-Strahlung in
Wassermikrotröpfchen — •Robert Spitzenpfeil, Thomas Pfeifer,
Dominik Walter, Carsten Winterfeldt, Christian Spielmann
und Gustav Gerber — Physikalisches Institut, Universität
Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
Wir untersuchen die Emission von XUV-Strahlung aus Wassermikrotröpfchen
bei Anregung mit entweder einem einzelnen oder einem
Paar von intensiven Femtosekunden-Laserimpulsen. Durch Variieren der
Verzögerungszeit zwischen den zwei Pulsen kann ein Übergang von Emission
inkohärenter Plasma-Strahlung zu einem Bereich, in dem kohärente
Hohen-Harmonischen-Strahlung erzeugt wird, beobachtet werden. Unter
optimierten Bedingung wurden hohe Harmonische bis zur 27. Ordnung
erreicht.
Q 31.5 Do 14:00 Schellingstr. 3
A novel scheme for high efficient type II second harmonic
generation — •Klaus Finsterbusch 1 , Usman Sapaev 2 , Grigorios
Tsilimis 1 , and Helmut Zacharias 1 — 1 Physikalisches Institut,
Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Wilhelm-Klemm-Str.
10, 48149 Münster, Germany — 2 NPO Akadempribor, Akademgorodok,
Tashkent 700125, Uzbekistan
We investigated a novel scheme of Type II second harmonic generation
(SHG) of Gaussain laser beams both theoretically and experimentally. We
show that the conversion efficiency can be increased by spatial separation
of the o and e beam in the principal plane of the crystal. This is due to
decreased influence of spatial walk-off. In the case of short laser pulses
the influence of group velocity mismatch can be decreased by additional
insertion of temporal delay between the pulses. Experimental results are
presented for type II SHG in KDP and BBO at a fundamental wavelength
of 1053nm and 800nm, respectively.
Q 31.6 Do 14:00 Schellingstr. 3
Picosekunden Superkontinuumerzeugung in einer mikrostrukturierten
Faser für Anwendungen in der optischen
Kohärenztomographie — •Michael Seefeldt, Axel Heuer
und Ralf Menzel — Institut für Physik, Lehrstuhl Photonik der
Universität Potsdam, Am neuen Palais10, 14469 Potsdam
Für verschiedene Anwendungen in der Weißlichtinterferometrie,
wie die dreidimensionale Oberflächenformerfassung und die optische
Kohärenztomografie (OCT) werden robuste leistungsstarke breitbandige
Strahlungsquellen mit einer guten Strahlqualität benötigt.
Die von uns untersuchte Strahlungsquelle besteht aus einem modengekoppelten
Nd:YVO4-Laser und einer mikrostrukturierten Faser. Der Laser
liefert bei Pulsdauern von ca. 10 ps eine maximale mittlere Leistung
von 5 W. Unter Verwendung einer Faser mit einem Gruppendispersionnulldurchgang
bei 1065 nm konnte eine Superkontinuum, das von 700 bis
1600 nm reicht, erzeugt werden.
Theoretische Modellierungen der spektralen Entwicklung des Weißlichtes
unter Berücksichtigung der parametrischen Phasenanpassungsbedingungen
erlauben eine qualitative Beschreibung des Verbreiterungsprozess
während der Pulspropagation durch die Faser. Abschließend werden OCT
Ergebnisse, die in Zusammenarbeit mit dem Institut für Medizinische
Physik der Universität Wien entstanden sind, präsentiert.
Gefördert vom BMBF und VDI
Q 31.7 Do 14:00 Schellingstr. 3
SBS-Faserverstärker — •Axel Heuer, Christof Hänisch und
Ralf Menzel — Institut für Physik, Lehrstuhl Photonik, Universität
Potsdam Am Neuen Palais 10 14469 Potsdam

Es wird ein neuartiges Konzept zur Verstärkung von ns-Pulsen in einem
multimode Faserverstärker präsentiert. Dabei wird der Effekt der Phasenkonjugation
durch die stimulierte Brillouin Streuung (SBS) verwendet
um die Strahlqualität des zu verstärkenden Pulses beizubehalten. Somit
wird der Nachteil von multimode Fasern die schlechte Strahlqualität kompensiert
und es bleibt der Vorteil der höheren Zerstörschwelle und damit
der größeren extrahierbaren Energie. Neben einer umfassenden theoretischen
Modellierung des Verstärkungsprozesses unter Berücksichtigung
der SBS werden erste experimentelle Ergebnisse präsentiert. Die in den
Experimenten verwendeten Faserverstärker waren mit Ytterbium dotiert
und hatten einen aktiven Kerndurchmesser von 50 µ m. Mit einer Pumpleistung
von ca. 20 W bei 940 nm konnte für Pulsdauern von 30 ns ein
Verstärkungsfaktor von 8 realisiert werden.
Q 31.8 Do 14:00 Schellingstr. 3
Dauerstrich optisch parametrische Oszillatoren als Lichtquellen
für die Infrarotspektroskopie — •Frank Müller 1 , Alexander
Popp 1 , Stephan Schiller 2 und Frank Kühnemann 1 — 1 Institut
für Angewandte Physik, Universität Bonn, Wegelerstr.8, 53115 Bonn —
2 Institut für Experimentalphysik, Universität Düsseldorf, Universitätsstr.
1, 40225 Düsseldorf
Für die Infrarotspektroskopie werden Strahlungsquellen benötigt,
die hinsichtlich Ausgangsleistung, Abstimmbarkeit und Frequenzstabilität
den Anforderungen unterschiedlicher spektroskopischer Verfahren
genügen müssen. Wir präsentieren verschiedene Konzepte von Dauerstrich
optisch parametrischen Oszillatoren auf der Basis von periodisch
gepoltem LiNbO3. Gepumpt bei 1064 nm wird ein Emissionsbereich von
1450-1910 und 2400-4000 nm erreicht. Das Poster stellt die Eigenschaften
der OPO-Varianten vor, diskutiert ihre jeweiligen Vor- und Nachteile
im Bezug zu anderen Laserquellen und demonstriert die Eignung für die
Infrarotspektroskopie.
Q 31.9 Do 14:00 Schellingstr. 3
Master Equation of the Nondegenerate Parametric Oscillator
— •Alem Mebrahtu 1 and Fesseha Kasahun 2 — 1 Institut für Theoretische
Physik, Universität Hannover, Appelstr. 2, 30167 Hannover —
2 Department of Physics, Addis Ababa University, P.O.Box 33761, Addis
Ababa, Ethiopia
Employing the pertinent quantum Hamiltonian describing the interaction
of a two-mode light (signal-idler modes) generated by a nondegenerate
parametric oscillator (NDPO) with two uncorrelated squeezed
vacuum reservoirs (USVR), we derive the master equation. The corresponding
Fokker-Planck equation for the Q-function is then solved employing
the method of evaluating the propagator formalism developed
in Ref. [1]. Making use of this Q-function, we calculate the quadrature
fluctuations. Applying these results we verify that the signal-idler modes
are in a squeezed state and the squeezing occurs in the first quadrature.
When the NDPO operates below threshold we show that, for a
large squeeze parameter, a squeezing amounting to a noise suppression
approaching 100% below the vacuum level can be achieved.
[1] K. Fesseha, J. Math. Phys. 33, 2179 (1992).
Q 31.10 Do 14:00 Schellingstr. 3
Combining near field microscopy and coherent infrared spectroscopy
— •Markus Brehm and Fritz Keilmann — Max-Planck-
Institut für Biochemie, 82152 Martinsried
Imaging the optical properties of samples with a resolution much better
than the wavelength is now possible using a scanning nearfield infrared
microscope (SNIM)[1]. By using the locally confined near field at an AFM
tip one can overcome the Abbe-limit and obtain a spatial resolution of
some 10nm even at wavelengths of 10µm.
Coherent infrared sources are needed to provide sufficient illumination
intensity at the tip. Up to now we use gas lasers (CO2 and CO) for this
purpose.
One of the major advantages of using infrared light is the chance to exploit
fingerprint vibrational absorption. To go beyond the limited spectral
range of gas lasers, we plan to use a broadband, coherent source based
on difference frequency generation from Ti:Sapphire femtosecond lasers
[2]. This would allow material identification on the nanometer scale.
References:
1. T. Taubner, R. Hillenbrand, and F. Keilmann, ”Performance of
visible and mid-infrared scattering-type near-field optical microscopes”,
Journal of Microscopy 210, 311-314 (2003).
2. F. Keilmann, C. Gohle, and R. Holzwarth, ”Time-domain midinfrared
frequency-comb spectrometer”, submitted
112
Q 31.11 Do 14:00 Schellingstr. 3
Adaptive Pulsformung von Femtosekundenlasern zur Erzeugung
von Spektren im mittleren Infrarot — •Frank Dimler,
Gerhard Krampert, Thomas Pfeifer, Dominik Walter,
Carsten Winterfeldt, Christian Spielmann und Gustav Gerber
— Physikalisches Institut, Universität Würzburg, Am Hubland,
97074 Würzburg, Germany
Die Formung von Femtosekundenlaserpulsen hat schon auf einigen Gebieten,
unter anderem bei der Kontrolle chemischer Reaktionen [1], ausgezeichnete
Ergebnisse geliefert. Die Erzeugung von Spektren im mittleren
Infrarot (MIR) mit solchen Pulsen in nichtlinearen optischen Medien
durch den Prozess der Differenzfrequenz-Erzeugung (DFG) wurde ebenfalls
erfolgreich demonstriert [2]. Es bietet sich an, beide Verfahren zu
kombinieren, um den experimentellen Erfordernissen angepasste MIR-
Pulse zu erzeugen.
Als nichtlineares optisches Medium verwenden wir GaSe, das aufgrund
seiner hohen Transmission im mittleren Infraroten (0.65-18 µm) und hohen
nichtlinearen Suszeptibilität sehr gut für die DFG geeignet ist. Wir
präsentieren erste Ergebnisse unserer Simulationen, in denen wir durch
adaptive Formung der erzeugenden Ti:Saphir Femtosekundenlaserpulse
die MIR-Spektren formen. Es scheint möglich, durch Kontrolle der spektralen
Phase sowohl Bereiche des MIR-Spektrums zu unterdrücken als
auch gezielt zu maximieren.
[1] A. Assion et al., Science 282, 919 (1998)
[2] R. A. Kaindl et al., Opt. Lett. 23, 861 (1998)
Q 31.12 Do 14:00 Schellingstr. 3
The combined effect of femtosecond laser pulse shaping and
self-phase modulation — •Fedor Mayorov, Andreas Assion,
Matthias Wollenhaupt, Andreas Präkelt, Marc Winter,
and Thomas Baumert — University of Kassel, Institute of Physics
and Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology
(CINSaT), Heinrhich-Plett Str. 40, D-34132 Kassel, Germany
Self-phase modulation is used in different nonlinear optical experiments,
such as nonlinear femtosecond laser pulse compression techniques
and transient absorption spectroscopy. We used a spatial light modulator
to create a spectral hole in the spectrum of femtosecond laser pulse.
Spectral redistribution effects, due to self-phase modulation were studied
close and below the threshold energies. Z-scans were performed in order
to demonstrate the surface sensitivity of this technique. This may have
applications in the field of material processing and microscopy.
Q 31.13 Do 14:00 Schellingstr. 3
Ultraschnelles transientes Brechungsindexgitter: Direkte
THG-Erzeugung auf der Femtosekunden-Zeitskala — •Reiner
P. Schmid 1,2 , Martin Fahr 1 und Jürgen Reif 1,2 — 1 Institut
für Physik und Chemie — 2 JointLab IHP/BTU, BTU Cottbus,
Universitätsplatz 3-4, 03044 Cottbus, Germany
Basierend auf dem nichtlinearen optischen Kerr-Effekt wird die Entstehung
eines ultraschnellen transienten Brechungsindexgitters in BaF2
demonstriert, welches in der Lage ist mehrere Wellenlängen gleichzeitig
auf der Femtosekunden Zeitskala mit einer Gesamteffizienz von >23% zu
beugen. Dieser optische Schalter zeichnet sich insgesamt durch instantanen
Charakter gekoppelt mit einem sehr großen Schaltkontrast und einer
hohen Beugungseffizienz aus.
Durch den instantanen Charakter des transienten Gitters besteht weiterhin
die Möglichkeit aus einem zeitlich längeren Puls einen kurzen
Femtosekunden-Puls herauszuschneiden.
Das transiente Gitter erlaubt außerdem die Beobachtung der effizienten
Erzeugung der dritten Harmonischen (THG = Third Harmonic Generation).
Präsentiert werden neue Ergebnisse, die die Abhängigkeit der
THG-Effizienz von verschiedenen Parametern (Pulslänge, Wellenlänge,
Polarisationsrichtungen, etc.) beleuchten.
Q 31.14 Do 14:00 Schellingstr. 3
Schwellenverhalten des kollektiven atomaren Rückstoßlasers —
•Christoph von Cube, Sebastian Slama, Dietmar Kruse, Benjamin
Deh, Claus Zimmermann und Philippe W. Courteille —
Physikalisches Institut der Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle
14, D-72076 Tübingen
Der kollektive atomare Rückstoßlaser (CARL) beruht auf kooperativer
Bragg-Streuung von Laserlicht an einem atomaren Dichtegitter, welches
das Laserlicht in dem atomaren Gas selbst induziert [1]. Der Mechanismus
ähnelt demjenigen, der dem Freie-Elektronen Laser (FEL) zugrun-

de liegt. Wir berichten über die erste experimentelle Realisierung eines
CARLs in einem ultrakalten atomaren Gas, das in einem Hochfinesse-
Ringresonator gespeichert ist [1,2]. Während CARL ursprünglich als
transientes Phänomen beschrieben wurde, zeigen wir wie man durch
Ausübung einer Reibungskraft mittels einer optischen Melasse stationäres
Laserverhalten erzwingen kann. Der CARL Prozess synchronisiert
die atomare Bewegung, wenn die Pumplaserleistung einen bestimmten
kritischen Wert überschreitet [3]. Die Laserschwelle ist damit intrinsisch
mit einem Phasenübergang verbunden, dessen Ordnungsparameter das
atomare ”bunching” ist.
[1] R. Bonifacio et al., Nucl. Instrum. Methods 341, 360 (1994)
[2] D. Kruse, C. von Cube, C. Zimmermann, Ph.W. Courteille, Phys.
Rev. Lett. 91, 183601 (2003)
[3] G. Robb, N. Piovella, A. Ferraro, R. Bonifacio, Ph.W. Courteille,
C. Zimmermann, quant-ph/0311012
Q 32 Poster Laserspektroskopie und Laser in der Umweltmesstechnik
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 32.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Observation of Large Atomic-Recoil Induced Asymmetries in
Cold Atom Spectroscopy — •Guido Wilpers, Christopher W.
Oates, and Leo Hollberg — National Institute of Standards and
Technology, 325 Broadway, Boulder, Co. 80305, USA
The atomic recoil effect leads to large (25 %) asymmetries in simple
spectroscopic investigations of Ca atoms that have been laser-cooled to
10 µK. Starting with spectra from the more familiar Doppler-broadened
domain, we show how the fundamental asymmetry between absorption
and stimulated emission of light manifests itself when shorter spectroscopic
pulses lead to the Fourier transform regime. These effects occur
on frequency scales much larger than the size of the recoil shift itself,
and have not been observed before in saturation spectroscopy. These results
are relevant to state-of-the-art optical atomic clocks based on freely
expanding neutral atoms.
Q 32.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Investigation of long-range interactions of calcium atoms — •O.
Allard, St. Falke, H. Knöckel, and E. Tiemann — Institut für
Quantenoptik, Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover,
Germany
Recent results on the photoassociation of two calcium atoms at the
1 P1+ 1 S0 asymptote[1] and the development of an optical frequency standard
on the 1 S0 → 3 P1(mj = 0) intercombination transition[2] show the
necessity for a quantitative description of the cold collision properties.
We published recently results on the 1 S0+ 1 S0 asymptote obtained by
Doppler-limited molecular spectroscopy allowing us to set confidence intervals
for the C6, C8, and C10 coefficients of the dispersion interaction[3].
Moreover, it allowed us to determine the sign of the scattering length.
We develop a molecular beam experiment to perform Doppler-free
spectroscopy in order to reach better accuracy for the description of
the long-range part of the inter-atomic interaction, e.g., at the 1 S0+ 1 S0
ground state asymptote. We will present goals and status of our experiment.
[1] C. Degenhardt et.al.: Phys. Rev. A 67, 043408 (2003)
[2] G. Wilpers et.al.: Phys. Rev. Lett. 89, 230801 (2002)
[3] O. Allard et.al.: Eur. Phys. J. D 26, 155 (2003), O. Allard et.al.: Phys.
Rev. A 66, 042503 (2002)
Q 32.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Eine optische Calcium-Atomuhr mit hoher Stabilität —
Tatiana Nazarova 1 , Carsten Degenhardt 1 , Christian
Lisdat 2 , Hardo Stoehr 1 , Harald Schnatz 1 , Burghard Lipphardt
1 , Jürgen Helmcke 1 , Uwe Sterr 1 und Fritz Riehle 1
— 1 Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116
Braunschweig — 2 Institut für Quantenoptik, Universität Hannover,
Welfengarten 1, 30167 Hannover
Optische Frequenznormale mit Neutralatomen lassen geringe Unsicherheiten
und eine hohe Stabilität erwarten. Am optischen Frequenznormal
der PTB auf der Basis des Calcium-Interkombinationsübergangs 1 S0− 3 P1
wird ein neuartiges Quenchkühlverfahren angewendet, um ca. 10 7 Calciumatome
auf Temperaturen von ca. 10 µK abzukühlen, die dann mit
einem hochstabilen Diodenlaser abgefragt werden.
Für die Frequenzverschiebung durch Stöße wurde eine verringerte obere
Grenze bestimmt; damit trägt die Stoßverschiebung bei den üblichen
Dichten von 10 10 cm −3 mit weniger als einem Hertz (∆ν/ν < 10 −15 )
zur Unsicherheit bei. Weitere Unsicherheiten durch die Restbewegung
der Atome in Verbindung mit einer nicht perfekten Justage der anregenden
Laserstrahlen und Phasenverschiebungen im Strahlengang können
durch den Vergleich verschiedener Atominterferometer und mit optischer
Interferometrie identifiziert und bei der optischen Frequenzmessung bis
113
auf wenige Hertz korrigiert werden. Untersuchungen zum Erreichen des
Quantenprojektionsrauschlimits mit einer zustandsselektiven Nachweismethode,
das in unserem Fall einer theoretischen Frequenzinstabilität
von σy(1s) < 10 −16 entspricht, werden vorgestellt.
Q 32.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Optical Frequency Standard with Cold Sr Atoms — Paul-Eric
Pottie, Tomas Binnewies, Hardo Stoehr, Uwe Sterr, Juergen
Helmcke, and Fritz Riehle — Physikalisch-Technische Bundesanstalt,
Bundesallee 100, 38116 Braunschweig
A new optical frequency standard with cold Sr atoms is under construction
at PTB. The ultra-narrow line on the forbidden 1 S0 → 3 P0
transition of 87 Sr ( 3 P0 natural lifetime is approx. 100 s), and the ability
to interrogate Sr atoms in a perturbation-free dipole trap promise an
unprecedented small inaccuracy and a relative frequency instability, well
below 10 −15 τ −1/2 . The spectral noise density of the interrogation laser
frequency fluctuations and its spectral aliasing by the Dick effect are
key parameters for the frequency instability of the future frequency standard.
To reach the frequency instability that would be possible with long
interaction times in a dipole trap, the low frequency fluctuations of the
interrogation laser frequency have to be reduced, using a pre-stabilization
scheme. For this pre-stabilization it is essential to get as many cold atoms
as possible in a time as short as possible. Our experimental set-up is optimized
for that purpose. Sr atoms are first slowed in a Zeeman slower,
then deflected with the help of a 2-D molasses, and trapped in a MOT.
We will present the parameters of our MOT and its implication on an
optical frequency standard.We will show the realization of an efficient
atomic source of cold Sr atoms and the construction of an ultra-stable
laser for the interrogation of the atoms.
Q 32.5 Do 14:00 Schellingstr. 3
Laser frequency offset locking using a side of filter technique —
•Gunnar Ritt 1 , Giovanni Cennini 1 , Carsten Geckeler 1 , Martin
Weitz 1 , and Sebastian Fray 2 — 1 Physikalisches Institut der Universität
Tübingen, Auf der Morgenstelle 14, 72076 Tübingen — 2 Max-
Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Straße 1, 85748
Garching
Applications of lasers in the areas of spectroscopy, laser cooling and
trapping usually require for a precise control and stabilization of frequencies.
We have developed a novel scheme for frequency offset locking that
is based on generating the error signal from the amplitude response of a
sharp electronic rf bandpass filter. Following standard techniques, a beat
signal is generated between the laser to be frequency stabilized and a
second laser with known frequency. A frequency dependent error signal
is generated from this beat signal by using the amplitude response of an
electronic bandpass filter. The steep slope of the error signal near the
zero-crossing allows for precise frequency locking by a servo loop, while
simultaneously a very broad capture range of several hundreds of MHz
is obtained. We have demonstrated the scheme by locking the frequency
of two diode lasers to a difference frequency of 6.8GHz. Moreover, we
have generated frequency jumps up to 200MHz within ms time intervals
by electronically varying the frequency of a microwave local oscillator
used in the setup. The locking scheme is succesfully being operated in
an experiment creating Bose-Einstein condensation in a CO2-laser dipole
trap.

Q 32.6 Do 14:00 Schellingstr. 3
Begrenzung der Absorptionsempfindlichkeit im Resonator eines
Faser-Lasers — •Sergej Wexler, Evgeny Ovchinnikov, Jörg
Hünkemeier, Peter E. Toschek, Klaus Sengstock und Valeri
Baev — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper
Chaussee 149, 22761 Hamburg
Diodengepumpte Vielmoden-Faserlaser sind sehr wichtig für die Herstellung
von kompakten und empfindlichen Intracavity-Spektrometern
[1]. Die Empfindlichkeit gegen schmalbandige Absorption im Resonator
eines Faserlasers entspricht einer effektiven Absorptionsweglänge von bis
zu 100 km. Dabei ist eine der wichtigsten Empfindlichkeitsbegrenzungen
die räumliche Inhomogenität der Verstärkung wegen der Sättigung
der Inversion durch die stehenden Lichtwellen im Laserresonator. Die
Empfindlichkeit steigt mit der Anzahl der oszillierenden Moden, und sie
sinkt mit den Resonatorverlusten, mit der Pumprate und der Länge des
aktiven Mediums. Bei kleineren Pumpraten und höheren Resonatorverlusten
wird die Empfindlichkeit, insbesondere bei stärkeren Absorptionslinien,
zusätzlich durch Spontanemission begrenzt. Wir diskutieren Verbesserungsmöglichkeiten
und Anwendungen von Intracavity-Faserlaser-
Spektrometern.
[1] V.M.Baev, T.Latz, P.E.Toschek, Applied Physics B 69, 171-202
(1999).
Q 32.7 Do 14:00 Schellingstr. 3
Einsatz eines transportablen Differenzfrequenz-Cavity-
Leak-Out-Spektrometers bei 3µm zur höchstempfindlichen
Spurengasanalyse — •Daniel Halmer, Golo von Basum, Peter
Hering und Manfred Mürtz — Universitätsstr. 1, 40225 Düsseldorf,
www.ilm.uni-duesseldorf.de/tracegas
In der Umwelt- und Medizinanalytik bietet der höchstempfindliche
Nachweis von Spurengasen interessante Anwendungen. Ein Beispiel ist
der sub-ppb Nachweis von Ethan im menschlichem Atem, welches ein
Marker für oxidativen Stress im Körper ist. Einige der für Medizin und
Umwelt relevanten Moleküle (z.B. Ethan, Methan, Formaldehyd, Aceton,
...) haben charakteristische Absorptionsbanden im atmosphärischen
Fenster bei 3 µm Wellenlänge. Für viele Anwendungen ist es notwendig
auch außerhalb des Labors messen zu können.
Basierend auf einem zwischen 2650 und 3100 cm −1 kontinuierlich abstimmbaren
Differenzfrequenz-Lasersystem (nachverstärkter Diodenlaser
mit λ = 800 − 830 nm und Nd:YAG-Laser mit λ = 1064 nm) mit einer
Ausgangsleistung von 280 µW wurde ein transportables Spektrometer
aufgebaut. Die für den Nachweis verwendete Cavity Leak-Out Spektroskopie
ist sehr gut geeignet zur zeitaufgelösten Bestimmung auch von
geringsten Absorptionskoeffizienten[1].
Es wird gezeigt, dass der kleinste messbare Absorptionskoeffizient bei
9 · 10 −10 cm −1 Hz −1/2 liegt, was für Ethan einer Nachweisgrenze von 300
ppt in einer Sekunde Mittelungszeit entspricht. Auch der Einsatz außerhalb
des Labors wurde demonstriert.
[1] G. von Basum et al., J. Appl. Physiol. 95, 2583ff (2003)
Q 32.8 Do 14:00 Schellingstr. 3
Gepulste Laserstrahlquelle für ein MIR-LIDAR — •Peter Geiser,
Christian Bohling, Claus Romano, Ulrike Willer und
Wolfgang Schade — Institut für Physik und Physikalische Technologien,
Technische Universität Clausthal
Für industrielle und umweltmeßtechnische Anwendungen ist neben
dem selektiven und sensitiven Nachweis von Gasen wie z.B. CH4, CO
und NO, der im mittleren Infraroten Spektralbereich spektroskopisch
möglich ist, eine hohe Ortsauflösung von großer Bedeutung. Eine Ortsauflösung
kann durch den Einsatz eines MIR-LIDAR Systems erreicht
werden. Als Grundlage für ein solches System wird ein gepulster Laser
auf Basis der Differenzfrequenzerzeugung in periodisch gepoltem Lithiumniobat
vorgestellt. Die Pulslänge im Subnanosekundenbereich sichert
eine Ortsauflösung von wenigen Zentimetern. Als Signalquelle wird ein
faserverstärkter, passiv gütegeschalteter Microchiplaser eingesetzt. Eine
Verstärkung um den Faktor 20 wird in einer Yb-dotierten double clad
Faser (Nufern PLMA-YDF-30/250, 2,5m lang), die mit einem 30W Diodenlaser
bei λ=976nm gepumpt wird, erreicht. Die Pumpquelle, eine
single-mode Laserdiode (λ=808nm), wird mit einem Trapezverstärker
(eagleyard Photonics) ebenfalls um den Faktor 20 verstärkt. Da beide
Eingangsleistungen linear in die Differenzfrequenzleistung eingehen,
wird somit eine Verstärkung der Strahlung im MIR um den Faktor 400
erreicht, was einer Pulsspitzenleistung von P=120mW bei einer Wiederholrate
von 3,5kHz entspricht.
Q 32.9 Do 14:00 Schellingstr. 3
Verbesserung der Sensitivität eines NO-Sensors mittels Modulationstechniken
— •Cornelia Lengler und Thomas Walther
— Technische Universität Darmstadt, Institut für Angewandte Physik,
AG Laser und Quantenoptik, Schlossgartenstr. 7, D-64289 Darmstadt
Abgaskontrolle von Verbrennungsprozessen ist wegen ihrer Umweltrelevanz
von grosser Bedeutung. Empfindlichkeit und Genauigkeit der
Messungen sind dabei entscheidend bei der Kontrolle von Abgasnormen
bzw. Regelungssystemen. Vorgestellt wird unser diodenlaserbasierter
UV-Absorptionssensor für NO. Insbesondere soll auf die Möglichkeiten
der Modulationsspektroskopie zur Sensitivitätssteigerung eingegangen
werden. Wir diskutieren einen Ansatz zur Lock-In-Detektion mittels
DSP.
Q 32.10 Do 14:00 Schellingstr. 3
Injection seeded Nd:YAG Laser Oszillator als Basis eines
LIDAR-System für die Fernerkundung in der Erdatmosphäre
— •Martin Ostermeyer 1 , Volker Wulfmeyer 2 , Sebastian
Bange 1 , Philip Kappe 1 und Ralf Menzel 1 — 1 Institut für Physik,
Lehrstuhl Photonik der Universität Potsdam, Am neuen Palais 10,
14469 Potsdam — 2 Institut für Physik und Meteorologie, Universität
Hohenheim, Garbenstr. 30, Stuttgart-Hohenheim
Für Messungen der Wasserdampfverteilung in der Erdatmosphäre
können LIDAR-Systeme eingesetzt werden. Die hierfür eingesetzten Laserlichtquellen
müssen schmalbandig und hochgradig frequenzstabil sein.
Um dieses zu erreichen wurde ein frequenzstabilisierter Nd:YAG-
Laseroszillator als Basis für ein Lasersystem mit hoher Pulsenergie entwickelt.
Ein monolithischer Ringlaser (NPRO) wurde durch den hinteren
Resonatorspiegel mit 99% Reflektivität in den twisted-Mode-Resonator
des Master-Oszillators eingekoppelt. Eine Pound-Drever-Hall-Technik
(PDH) wird zur Frequenzstabilisierung des gepulsten Oszillators eingesetzt.
Im gepulsten Betrieb tritt anders als im cw-Fall eine periodisch
fluktuierende Resonatorgüte auf. Durch die Güteschaltung und den
Pumpprozess des Lasermaterials kommt es zu Phasensprüngen. Die
Frequenzstabilisierung ist für diese besonderen Verhältnisse ausgelegt
worden um die prinzipiellen Vorzüge des PDH-Verfahrens gegenüber
anderen Injection-Seeding-Verfahren nutzbar zu machen.
Im Ergebnis der Untersuchungen ergibt sich ein einmodiger Betrieb
des Nd:YAG Oszillators bei einer Pulsenergie von 10mJ bei 250Hz Wiederholrate
mit einer Fequenzstabilität besser als einige MHz.
Q 33 Poster Präzisionsmessungen und optische Messtechnik
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 33.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Photon-to-atom momentum transfer in precision atom interferometry
— •Andreas Wicht 1 , Edina Sarajlic 2 , and Steven
Chu 2 — 1 Institut für Experimentalphysik, Heinrich-Heine-Universität
— 2 Stanford University, Department of Physics, Stanford, CA 94305
Precision atom interferometer experiments rely on the precise knowledge
of the amount of momentum which is transferred to an atom in a
light-atom interaction. In a simple model the light field as well as the external
quantum state ”position of the atom are described by plane waves
so that the momentum transfer is given by the wave vector of the optical
field.
114
Assuming more realistic conditions we present an analysis focusing on
two main issues: (i) we use a classical and a quantum analytical approach
to show that a dielectric background of cold atoms has a two-fold systematic
effect: it changes the amount of momentum transferred to the
signal-atoms, and it also changes the phase of the optical field. A numerical
simulation of the quantum system based on parameters typical
for the ”photon-recoil experiment clearly shows that the resulting effect
is less than 1
4
of this experiments overall uncertainty. It however may
play a significant role for future atom interferometers. Further, (ii) the
quantum analytical approach proves that under realistic conditions the
photon-to-atom momentum transfer is given by the phase gradient of the

optical field. We apply this result to the discussion of systematic effects
arsing from the wave front curvature and Gouy phase shift of fundamental
Gaussian beams.
Q 33.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Performance and comparison of optically-pumped cesium magnetometers
with fT sensitivity — •Stephan Gröger 1 , Anatoly
S. Pazgalev 2 , and Antoine Weis 1 — 1 Université de Fribourg, Physics
Department, Chemin de Musée 3, 1700 Fribourg, Switzerland — 2 Ioffe
Physical Technical Institute, Russ. Acad. Sc., St. Petersburg, 194021,
Russia
A neutron edm experiment is being set up at the new UCN source
(SUNS) under construction at Paul-Scherrer-Institute (Switzerland). The
control of the 2µT magnetic field applied to the neutrons is of crucial
importance for the control of systematic effects. For this task optically
pumped cesium magnetometers (OPM) are foreseen for measuring and
stabilizing the magnetic field. In this context we have developed laserpumped
magnetometers with 7cm diameter Cs vapor bulbs as sensors,
operated in the Mx-configuration by phase-locking the frequency of an oscillating
magnetic field (7kHz) to the Cs Larmor frequency. The intrinsic
sensitivity is 14fT/ √ Hz.
Compared to a broadband pumping source such as a discharge-lamp
the use of a laser allows a specific choice of the pumped hyperfine transition
providing a higher pumping efficiency, which yields a higher sensitivity
as a lamp-pumped magnetometer. On the other hand a lamp is less
affected by light-shift effects. A comparison of the performance of stateof-the-art
lamp-pumped and laser-pumped OPMs including the study of
different operation modes will be presented.
Q 33.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Theoretische Aspekte und systematische Effekte bei der Auswertung
der 1S-2S Absolutfrequenzmessung in Wasserstoff —
•Martin Haas 1 , Ulrich D. Jentschura 1 , Christoph H. Keitel 1 ,
Marc Fischer 2 , Nikolai Kolachevsky 2 , Marcus Zimmermann 2 ,
Ronald Holzwarth 2 , Thomas Udem 2 und Theodor W. Hänsch 2
— 1 Theoretische Quantendynamik, Fakultät für Mathematik und Physik,
Universität Freiburg, Hermann-Herder-Str. 3, 79104 Freiburg im
Breisgau — 2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-
Straße 1, 85748 Garching
Die Bestimmung der Absolutfrequenz des 1S-2S Übergangs in Wasserstoff
mit einer relativen Genauigkeit von 10 −14 bis 10 −15 [1] erfordert
sowohl vom experimentellen Aufbau wie auch auf theoretischer Seite bei
der Betrachtung systematischer Effekte und der Statistik größte Sorgfalt.
Wir behandeln die wichtigsten systematischen Effekte: dynamische
Stark-Verschiebung, Doppler-Verschiebung zweiter Ordnung, sowie verbreiternde
Einflüsse wie Ionisations- und Durchflugsverbreiterung im
Atomstrahl. Vorgestellt werden ebenso die Bestimmung der Linienmitte
aus den zeitaufgelöst aufgenommenen Daten mit Hilfe eines detaillierten
Linienformmodells und damit verbundene Fragen der Statistik.
[1] M. Niering, et al., Phys. Rev. Lett. 84, 5496 (2000), M. Fischer, et
al., eingereicht (2003).
Q 33.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Zeitvergleiche zwischen Fontänenuhren — •Robert Wynands,
Stefan Weyers und Andreas Bauch — Physikalisch-Technische
Bundesanstalt, 38116 Braunschweig
Die derzeit weltbesten Uhren — so genannte Fontänenuhren —
ermöglichen relative Unsicherheiten und Ungenauigkeiten der Frequenzbestimmung
im Bereich von nur 10 −15 . An der PTB betreiben wir eine
Fontänenuhr, bei der Cäsiumatome aus einem thermischen Dampf per
Laser gekühlt und eingefangen werden, um dann im freien Fall etwa eine
Sekunde lange Beobachtungszeiten für die Spektroskopie auf dem 9GHz-
Mikrowellenübergang zu bieten. Um solch eine Uhr zu charakterisieren
und zu testen, bedarf es einer vergleichbar guten Uhr als Referenz. Auch
deshalb bauen wir gerade eine zweite Fontänenuhr auf, die voraussichtlich
2004 erstmals ” ticken“ wird. Wichtig ist ebenfalls der Zeitvergleich
per Satellit zwischen unserer Uhr und ähnlichen in anderen Laboratorien
weltweit, um mögliche Fehlerquellen aufzudecken. Zur Zeit ist noch ungeklärt,
ob kleine Unterschiede zwischen den Fontänenuhren der metrologischen
Staatsinstitute in den USA, Italien, Frankreich, Großbritannien
und an der PTB auf die Uhren selbst oder auf die Zeitvergleichstechniken
zurückzuführen sind.
115
Q 33.5 Do 14:00 Schellingstr. 3
Neue Frequenzmessungen höchststabiler optischer Oszillatoren
— •Harald Schnatz, Carsten Degenhardt, Burghard Lipphardt,
Ekkehard Peik, Uwe Sterr und Christian Tamm —
Physikalisch Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig
Moderne optische Frequenznormale basierend auf kalten Atomen, Ionen
oder Molekülen zeigen hervorragende Frequenzstabilität und extrem
kleine Unsicherheiten. Eine neue Schlüsseltechnologie für die Messung
optischer Frequenzen sind Frequenzkammgeneratoren, die es erlauben,
eine optische Frequenz von einigen 100 THz ohne Genauigkeitsverlust
auf leicht zu messende Radiofrequenzen ( typ. 10- 100 MHz ) abzubilden.
Damit ist eine wesentliche Voraussetzung für die zukünftige Realisierung
optischer Uhren geschaffen. Darüber hinaus können fundamentale
Fragestellungen, wie z.B. die zeitliche Konstanz der Naturkonstanten α,
direkt durch den Vergleich der zeitlichen Änderung der Frequenz verschiedener
Frequenznormale untersucht werden.
Mit einem neuen Frequenzmessplatz in der PTB können die Frequenzen
verschiedener optischer Frequenznormale gleichzeitig mit hoher Genauigkeit
gemessen werden. Es werden die Ergebnisse der Frequenzmessungen
für das Ca- Frequenznormal mit ultrakalten Atomen, das Yb + -
Einzelionen- Normal, sowie für die iodstabili- sierten Nd:YAG- und HeNe-
Laser präsentiert und zukünftige Anwendungen diskutiert.
Q 33.6 Do 14:00 Schellingstr. 3
Long-distance transmission of optical frequencies using a commercial
optical fibre network — •Gesine Grosche 1 , Michael
Eggert 1 , David Humphreys 2 , Colin Campbell 2 , Jan Petersen 3 ,
Jes Henningsen 3 , and Bjarne Skipper 4 — 1 Physikalische-Technische
Bundesanstalt, Bundesallee 100, D-38116 Braunschweig — 2 National
Physical Laboratory, Teddington, Middlesex, TW11 0LW, UK — 3 Danish
Institute of Fundamental Metrology, DK 2800 Lyngby, DK — 4 NSCB,
TDC Solutions, Teglholmsgade 1, DK0900 Copenhagen C, DK
We report experiments transmitting stable optical frequencies, or wavelength
references, over 534 km using a commercial optical fibre network
carrying live traffic. Wavelength references for optical telecommunications
near 1550 nm were transmitted over a fibre link, which is part of
a 16-channel dense-wavelength-division-multiplexing network with 200
GHz channel spacing. Optical frequency information was transmitted
over 534 km with optical amplification, on a channel positioned between
two data-transmitting channels.
For passive references, such as a fiber Bragg grating, we observed additional
noise due to amplified spontaneous emission of the cascaded
network amplifiers. For active references, such as a stabilized fibre laser,
we monitored the wavelength and performed self-heterodyne beat measurements
to detect frequency shifts and fluctuations. No frequency shifts
or fluctuations exceeding the instability of the reference source (1 MHz)
were detected.
Q 33.7 Do 14:00 Schellingstr. 3
The seismic isolation chain of the Hannover thermal noise experiment
— •Luciano Ribichini, Volker Leonhardt, Harald
Lück, and Karsten Danzmann — Max-Planck-Institute for Gravitational
Physics (Albert-Einstein-Institute) and University of Hannover,
Callinstr. 38 D 30167 Hannover
The Hannover thermal noise experiment is designed to measure the
off-resonant thermal noise in a macroscopic pendulum system. Due to
the seismic noise, this pendulum has to be suspended as the last stage of
a multiple stage pendulum chain.
During our work it turned out that the seismic noise is much bigger
than expected. Consequently we developed new numerical methods in
order to model the pendulum chain. This task is not a trivial one, since
the algorithms are known to be unstable.
Some results obtained with these computer simulations and new hypotheses
about the effect of the seismic noise will be presented.
Q 33.8 Do 14:00 Schellingstr. 3
Hochpräzise Laserstabilisierung für die wissenschaftliche
Weltraummission LISA — •Sascha Skorupka 1 , Michael
Tröbs 2 , Gerhard Heinzel 1 und Karsten Danzmann 1 — 1 Max-
Planck-Institut für Gravitationsphysik, Callinstr. 38, D-30167 Hannover
— 2 Laserzentrum Hannover, Hollerithallee 8, D-30419 Hannover
Die wissenschaftliche Weltraummission LISA (Laser Interferometer
Space Antenna) soll eine Messempfindlichkeit von ∆L/L < 10 −23 er-

eichen. Dazu werden unter anderem hochstabile Laser benötigt, deren
Frequenzstabilität bei 1 mHz besser als 30 Hz/sqrt(Hz) (spektraler Dichte)
und deren relative Amplitudenstabilität bei 1 mHz besser als 2e-
4/sqrt(Hz) (spektraler Dichte) sein müssen. Vorgestellt wird der Aufbau
einer Pound-Drever-Hall-Stabilisierung auf eine High-Finesse Cavity
(Länge 20 cm, Finesse 10000). Die Cavity wird nahe der Raumtemperatur
betrieben und ist thermisch gegen die Umgebung isoliert. Mit diesem Aufbau
erreichen wir z.Zt. eine Frequenzstabilität von 200 Hz/sqrt(Hz) bei
einer Frequenz von 1 mHz (gemessen gegen ein identisches, unabhängiges
System), bei nicht stabilisierter Amplitude des Lasers.
Q 33.9 Do 14:00 Schellingstr. 3
Optimale Feldverteilung zur Ankopplung an nanoskopische
Strukturen — •Susanne Quabis, Ralf Dorn, Geoffrey
Rurimo, Jochen Müller und Gerd Leuchs — Max-Planck-
Forschungsgruppe für Optik, Information und Photonik, Uni
Erlangen-Nürnberg, Staudtstr 7/B2, 91058 Erlangen
Bei starker Fokussierung wird die Form des Brennflecks von der Polarisation
des Eingangsstrahls beeinflusst. So wir bei einem linear polarisierten
Eingangsstrahl durch das elektrische Feld eine Richtung ausgezeichnet,
wodurch der Brennfleck zu einer Ellipse deformiert - ein Effekt,
der durch Verwendung einer Ringblende verstärkt wird.
Es wurde untersucht, wie die Feldverteilung des Eingangsstrahls beschaffen
sein muss, um die Grenzen bei der Minimierung der Fokusflächen
zu erreichen. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines radial
polarisierten Feldes die Konzentration von Licht auf kleinstem Raum
ermöglicht [1]. In Kombination mit einer Ringblende kann die Fokusfläche
um einen Faktor 2-3 gegenüber dem linear polarisierten Eingangsfeld
reduziert werden. Eine weitere bedeutsame Eigenschaft des radial
polarisierten Eingangsstrahls ist das Entstehen einer starken longitudinalen
Feldkomponente im Fokus. Wir zeigen, dass diese Feldverteilung
für die optimale Ankopplung von Licht an eine nanoskopische Antenne
am Besten geeignet ist.
[1] Dorn et al., PRL 93, 233901 (2003)
Q 34 Poster Photonik in komplexen und periodischen Strukturen
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 34.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Dynamics and entanglement of photon pulses in a photonic
crystal — •Geesche Boedecker and Carsten Henkel — Universität
Potsdam, Institut für Physik, Am Neuen Palais 10, 14469 Potsdam
In a photonic crystal, the dispersion relation of light can be tailored
to a great extent. Close to a band edge, for example, the group velocity
is significantly reduced. For a finite crystal slab, multiple reflections
from the end faces transform an incident short pulse to a pulse train.
We discuss the group velocity concept and the entanglement properties
of the transmitted pulses. The pulse shape inside and outside the crystal
is analyzed for a one-dimensional model [1].
[1] Opt. Express 11 (2003) 1590
Q 34.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Diffusionseffekte in photoinduzierten transienten DFB-
Strukturen — •Andreas Pohlkötter, Andy Steinmann, Alex
Gorbatsevich und Wolfgang Schade — Institut für Physik und
Physikalische Technologien TU Clausthal
Farbstoff dotierte Polymer- und Sol-Gel-Filme werden über spincoating
auf ein 90 ◦ Prisma aufgebracht und anschließend über die Grundseite
des Prismas mit einem passiv gütegeschalteten, frequenzverdoppelten
Cr 4+ :Nd 3+ :YAG Microchiplaser gepumpt. Der Pumplaser induziert
eine transiente Gitterstruktur mit verteilter Rückkopplung (DFB).
Als Folge emittiert die laseraktive DFB Schicht spektral durchstimmbare
Pikosekundenpulse mit einer Wiederholrate von bis zu 20 kHz. In
Abhängigkeit vom Molekulargewicht des verwendeten Polymermaterials
(PMMA) wird eine deutliche Erhöhung der Photostabilität der laseraktiven
Schicht mit abnehmendem PMMA Molekulargewicht beobachtet.
Demgegenüber zeigen Sol-Gel-Filme die geringste Photostabilität. Der
Zerfall der transienten, photoinduzierten Gitter in diesen Filmen wird
mittels Selbstbeugung mit einem Pikosekunden pump-probe Experiment
untersucht. Es werden Diffusionskonstanten bestimmt und die Ergebnisse
werden in Hinblick auf die Photostabilität der untersuchten laseraktiven
Filme diskutiert.
Q 35 Poster Wellenleitung und Informationsübertragung
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 35.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Optimierung der Spleißverluste zwischen Glasfasern unterschiedlichen
Typs — •Tino Pagel, Martin Stratmann und
Fedor Mitschke — Fachbereich Physik, Universität Rostock, 18051
Rostock
Ihre außerordentlich geringen Verluste machen Glasfasern zu einem
nahezu idealen Transportmedium für Informationen. Aus technischen
Gründen geht man immer mehr zu Faserstrecken mit ” dipersion management“
über, bei denen abwechselnd Fasern mit verschiedener Dispersion
aneinandergefügt werden. Fasern verschiedenen Typs haben aber auch
verschiedene Modengeometrien; dadurch tritt bei jeder Verbindung notwendig
eine Fehlanpassung auf. Die dadurch bedingten Zusatzverluste
sind gravierend. Es ist aber auch möglich, durch bestimmte Prozeduren
diese Zusatzverluste deutlich zu reduzieren. Informationen dazu sind
kaum zu beschaffen, da einschlägige Firmen ihre Methoden unter Verschluss
halten. Wir berichten von unseren Erfahrungen bei der Optimierung
der Spleißverluste zwischen verschiedenen Fasern.
Q 35.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Untersuchung der Transmissionscharakteristik eines Faser-
Sagnac Interferometers in Abhängigkeit vom Chirp — •Klaus
Sponsel 1 , Markus Meissner 1 , Kristian Cvecek 1 , Arne Striegler
2 , Bernhard Schmauß 2 und Gerd Leuchs 1 — 1 Institut für
Optik, Information und Photonik, Max-Planck-Forschungsgruppe,
Universität Erlangen-Nürnberg — 2 Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik,
Universität Erlangen-Nürnberg
Die Systemleistung von optischen Telekommunikationssystemen wird
durch Rauschprozesse bei der optischen Signalverstärkung begrenzt.
116
Das Amplitudenrauschen kann mithilfe eines nichtlinearen Faser-Sagnac-
Interferometer (NOLM) reduziert werden [1]. Bei dessen Einsatz sind
sowohl der Arbeitspunkt als auch die Form der Transmissionskennlinie
von entscheidender Bedeutung für die Qualität der Amplitudenrauschreduktion.
Ein weiterer wichtiger Aspekt für die nachfolgende Signalübertragung
in einer Glasfaser ist der Pulschirp und die Pulsform
nach dem NOLM. Wir simulieren die NOLM-Transmissionskennlinie und
die Entwicklung der transmittierten Pulse auf einer anschließenden Glasfaserstrecke
mithilfe des symmetrischen Split-Step Verfahrens. Für die
systematische Untersuchung des Einflusses von linearen und quadratischen
Chirp auf NOLM-Kennlinie und Pulsform werden gechirpte Pulse
mit unterschiedlichen Pulsformen für Pulslängen zwischen 10ps und 1,0ps
bei variablem Teilungsverhältnis des NOLMs untersucht. [1] M. Meissner,
M. Roesch, G. Leuchs, PTL 15,1297 (2002)
Q 35.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Einfluß des NOLMs auf das Modulationsformat DPSK —
•Kristian Cvecek 1 , Markus Meißner 1 , Klaus Sponsel 1 , Arne
Striegler 2 , Bernhard Schmauss 2 und Gerd Leuchs 1 — 1 Institut
für Optik, Information und Photonik, Universität Erlangen-Nürnberg
— 2 Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik, Universität Erlangen-Nürnberg
Bei der optischen Datenübertragung über Glasfasern wird bei zunehmend
höheren Datenraten eine immer kleinere maximale Bitfehlerrate
verlangt. Es gibt mehrere Möglichkeiten die Datenübertragung zu verbessern
und damit die Bitfehlerrate zu reduzieren. Einige Ansätze benutzen
das Signalformat ” Return-to-Zero-On-Off-Keying“ (RZ-OOK) und optische
Regeneratoren in der Übertragungsstrecke, wie z. B. nichtlineare
Faser-Sagnac-Interferometer (NOLM). Deren Wirkung beruht auf einer

Reduktion des Amplitudenrauschens aufgrund einer nichtlinearen Übertragungskennlinie.
Eine andere Möglichkeit besteht in der Wahl eines anderen
Modulationsformates, wie z. B. ” Differential Phase Shift Keying“
(DPSK). Dieses Modulationsformat verbessert den Signalabstand der 1bits
zu den 0-bits um den Faktor 2 im Vergleich zu herkömmlichen Modulationsformaten.
Es wurde untersucht, welche Vorteile die Verbindung
eines NOLMs mit dem DPSK-Modulationsformat bringt.
Q 35.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Charakterisierung eines auf spektralem Filtern basierten optischen
Signalregenerators — •Markus Meissner 1 , Kristian Cvecek
1 , Klaus Sponsel 1 , Arne Striegler 2 , Bernhard Schmauss 2
und Gerd Leuchs 1 — 1 Institut für Optik, Information und Photonik,
Universität Erlangen-Nürnberg — 2 Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik,
Universität Erlangen-Nürnberg
Eines der Hauptprobleme in Glasfaser-optischen Übertragungssystemen
ist das Rauschen der Signalamplitude, welches in optischen Verstärkern
Q 36 Poster Quanteneffekte
entsteht, die zum Ausgleich der Glasfaserdämpfung verwendet werden.
Dieses Rauschen führt zu einer verringerten Übertragungsdistanz. Durch
Einfügen von Regeneratoren, die durch eine optische Begrenzerfunktion
das Amplitudenrauschen reduzieren, läßt sich das dem Signal hinzugefügte
Rauschen verringern. So ein Regenerator kann durch eine nichtlineare
Faser und spektrales Bandpass-Filtern realisiert werden, und
wurde von uns bezüglich der Rauschreduktion und der optimalen Filterbandbreite
charakterisiert. Die Messungen wurden mit einem Erbium-
Glas-Laser gemacht, dem mit einem Erbium-dotierten Faserverstärker
(EDFA) Rauschen hinzugefügt wurde. Der Regenerator wurde aus 250m
FS-PM7811 Faser und einem variablen Bandpass-Filter, bestehend aus
einem Gitter und zwei Rasierklingen, realisiert. Die Rauschreduktion und
optimale Filterbandbreite wurde als Funktion des EDFA Ausgangs SNR
gemessen. Das Signalrauschen konnte um 6,5dB unter das Verstärker-
Rauschniveau reduziert werden, die Filterbandbreite ist unabhängig vom
EDFA Ausgangs- SNR. Vorteile dieses Regenerators sind der einfache
Aufbau und die geringe zur Rauschreduktion benötigte Leistung.
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 36.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Polarization Entanglement with a Fiber-Sagnac Interferometer
— •Joel Heersink, Aska Dolinska, Oliver Glöckl, Stefan
Lorenz, Ulrik Andersen, and Gerd Leuchs — Zentrum für Moderne
Optik, Universität Erlangen-Nürnberg, Staudtstr. 7 B/2, 91058, Erlangen,
Germany
The polarization state of light, described by the Stokes parameters,
has in recent years attracted much interest in the field of quantum optics
and communication. This is largely due to the fact that these parameters,
in contrast to the quadrature variables, can be measured directly
without local oscillator methods. Thus, this approach holds particular
promise for quantum cryptography. We report here on the results of an
experiment producing polarization entanglement using femtosecond laser
pulses at 1500 nm. The entanglement is generated by interfering a polarization
squeezed beam with an auxiliary beam. The polarization squeezed
beam consists of two phase matched, orthogonally polarized, amplitude
squeezed beams which are simultaneously produced using an asymmetric
fiber Sagnac interferometer with a polarization maintaining fiber. This
entanglement is compared and contrasted with previous results from this
experiment using a vacuum input in place of the auxiliary beam [1].
[1] J. Heersink et al., J. Opt. B: Quantum and Semiclassical Opt. 5, 492
(2003)
Q 36.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Experimental investigations aiming on the manipulation of the
sodium scattering length — •St. Falke, Chr. Samuelis, H.
Knöckel, and E. Tiemann — Institut für Quantenoptik, Universität
Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germany
Spectroscopy of dimers has been successfully applied to describe scattering
processes of the corresponding atoms by determining the scattering
length from molecular potentials[1]. This property can be modified
by magnetic fields in a controlled way[2], especially in the neighborhood
of Feshbach resonances. Moreover, this led to the coherent production of
ultra-cold molecules from quantum degenerate gases[3]. But, this tricky
approach cannot be applied for atoms with vanishing nuclear spin, e.g.,
many alkaline earth isotopes.
Having demonstrated the possible optically induced elimination of levels
of an electronic state correlated to the 3s+3p asymptote of Na2[4],
we now investigate a recipe for the manipulation of scattering lengths by
optical fields[5] in a Na2 beam experiment by systematically measuring
level shifts induced by a laser (off resonant from atomic transitions) on
weakly bound ground state levels.
[1] Chr. Samuelis et.al.: Phys. Rev. A 63, 012710 (2001)
[2] T. Laue et.al.: Phys. Rev. A 65, 023412 (2002), T. Weber et.al.: Science
299, 232 (2003)
[3] J. Herbig et.al.: Science 301, 1510 (2003)
[4] Chr. Samuelis et.al.: Eur. Phys. J. D 26, 307 (2003)
[5] P.O. Fedichev et.al.: Phys. Rev. Lett. 77, 2913 (1996)
Q 36.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Investigation of cold collisions by matter wave interferometry
method with K2 — •Ivan Sherstov, Matthias Frank, Christian
Lisdat, Horst Knöckel, and Eberhardt Tiemann — Institut für
Quantenoptik, Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover,
Germany
Matter wave interferometry with light-induced beam splitters is a very
powerful tool in high precision spectroscopy. Additionally, it is used to
investigate collisional properties in an atomic or molecular media like
matter wave index of refraction, scattering length etc. [1-2].
The main goal of our project is to investigate the precision of matter
wave interferometry in weak interaction applications like cold collisions or
weak external fields. We apply the matter wave interferometry to examine
”cold” collisions in the supersonic potassium beam between atoms and
molecules [3]. K2 molecules propagate through an atomic medium and
hence gain some additional phase shift due to cold collisions (the relative
velocity between atoms and molecules is about 20 m/s). By changing the
medium’s properties (like exciting K atoms to a higher electronic state
or varying the density of the atoms in the beam) we observe the change
of the phase of the interference patterns.
[1] J. Schmiedmayer, M. S. Chapman, C. R. Ekstrom, T. D. Hammond,
S. T. Wehinger, and D. E. Pritchard, Phys. Rev. Lett. 74, 1043 (1995)
[2] Shannon Blanchard, Dave Civello, and Robert C. Forrey, Phys. Rev.
A 67, 013604 (2003)
[3] Ch. Lisdat, M. Frank, H. Knockel, and E. Tiemann, Appl. Phys. B
73, 99 (2001)
Q 36.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Bloch oscillations of Fermi atoms — •Alexey Ponomarev 1,2 ,
Andrey R. Kolovsky 1,2 , and Andreas Buchleitner 1 — 1 Max-
Planck-Institute for the Physics of Complex Systems, D-01187 Dresden
— 2 Kirensky Institute of Physics, 660036 Krasnoyarsk, Russia
The phenomenon of Bloch oscillations (BOs) is usually discussed in the
context of electrons in semiconductor superlattices. Recently, BOs were
observed for cold atoms, loaded into an optical lattice. While most of
the experimental and theoretical work on atomic BOs deals with spinless
atoms, in this present work we address BOs of Fermi atoms. The analysis
is performed in terms of the 1D Hubbard model, where the relevant
parameters are the filling factors (average number of atoms per lattice
site) for spin-up and spin-down atoms.
Q 36.5 Do 14:00 Schellingstr. 3
Ausbreitung von atomaren Wellen in imaginären Potentialen
— •Thomas Hörner, Ralf Stützle, Marti n Göbel, Igor Mourachko
und Markus K. Oberthaler — Kirchhoff-Institut für Physik,
Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 227, 69120 Heidelberg
Die Grundvoraussetzung für die Untersuchung von Wellenausbreitung
in absorptiven Strukturen ist ein intensiver Strahl metastabiler Atome,
der transversal sehr gut kollimiert ist. Zusätzlich ist eine ortsauflösende
Detektion der Atome wünschenswert. Auf unserem Poster
werden wir im Detail den Aufbau unserer Strahlapparatur und Strahldetektion
erläutern. Der erreichte atomare Fluß liegt bei 100.000 detek-
117

tierte Atomen/sec mit einer Kollimation besser als 0.5vrecoil. Die örtliche
Auflösung des Atomdetektors beträgt ≈ 50 µm. Wir präsentieren auch
die Ergebnisse zur Demonstration von nicht-zerfließenden Wellenpaketen,
wie sie von Efremov et al. [1] vorhergesagt wurden. Die experimentellen
Ergebnisse zeigen sehr gute Übereinstimmung mit den theoretischen
Vorhersagen. Wir konnten durch Einsetzen einer interferometrischen Methode
nicht nur den Absolutbetrag der Wellenfunktion messen, sondern
auch Information über die quantenmechanische Phase deduzieren. Im
Speziellen werden wir diese Methode zur Phasenrekonstruktion im Detail
diskutieren.
[1] M.A. Efremov et al., Laser Phys., 13, 995 (2003); JETP, 97, 522
(2003).
Q 36.6 Do 14:00 Schellingstr. 3
EPR-Paare von Atomen aus der Photodissoziation von Molekülen
— •Alexander I. Lvovsky und Björn Brezger — Fachbereich
Physik M559, Universität Konstanz
Einstein, Podolsky und Rosen erkannten 1935 die Paradoxa, die ein
” EPR-Zustand“ mit idealer Orts- und Impulsverschränkung zwischen
zwei Teilchen aufwirft. Wir schlagen ein experimentelles Schema vor, wie
eine gute Annäherung an diesen Zustand erstmals mit massiven Teilchen
realisiert werden kann. Hierzu sollen Alkalidimere zunächst in einem Molekülstrahl
transversal kohärent präpariert und dann in einem stimulierten
Ramanprozess photodissoziiert werden. Die Transversalbewegung der
daraus hervorgehenden Atompaare ist verschränkt, was durch koinzidente
Detektion eindeutig nachgewiesen werden kann. Dieses bisher nicht
experimentell erforschte System bietet einen neuen Zugang zur Physik
verschränkter Systeme und ergänzt aufgrund seiner grundlegend anderen
Eigenschaften und der deutlich stärkeren Verschränkung die bisher
mit Photonenpaaren gemachten Experimente.
Q 36.7 Do 14:00 Schellingstr. 3
Resonance fluorescence of cold trapped atoms — •Wolfgang
Merkel, Marc Bienert, and Giovanna Morigi — Abteilung für
Quantenphysik, Universität Ulm, D-89069 Ulm
We investigate theoretically the spectrum of resonance fluorescence of
a cold trapped atom in the final stage of the laser cooling. We focus
on the features due to the mechanical effects of light in the limit where
the size of the atomic wavepacket is much smaller than the laser wavelength.
In particular, we discuss how these spectral features depend on
the internal configuration of the atom. The results obtained within a full
quantum mechanical model are compared with the limit when the motion
is treated semi-classically.
Q 36.8 Do 14:00 Schellingstr. 3
Phase-dependent nonlinear optics with atoms in a diamond configuration
of levels — •Sarah Schröder 1 , Giovanna Morigi 1 ,
and Sonja Franke-Arnold 2 — 1 Abteilung für Quantenphysik, Universität
Ulm, Germany — 2 Department of Physics, University of Strathclyde,
Glasgow, United Kingdom
We analyse the propagation of light in a medium of atoms with a diamond
configuration of levels. This atomic configuration is characterised
by a closed cycle of radiation-induced transitions, hence its dynamics and
steady-state depend critically on the relative phase between the driving
lasers [1]. In fact the relative phase can give rise to peculiar interference
effects, making the medium either transparent or opaque. We present
an analytical and numerical study of the propagation dynamics of the
light amplitude and phase as a function of the initial laser parameters
for this kind of medium, and compare our results with the dynamics of
light propagation in a medium of double-Λ atoms [2].
[1] G. Morigi, S. Franke-Arnold and G.-L. Oppo,
Phys. Rev. A 66, 053409 (2002)
tical lattice. For complete transfer we apply a sequence of narrow–band
laser pulses in a Raman configuration. We develop an idealized analytical
model and also perform a numerical analysis which accounts for the
actual vibrational structure of the optical lattice.
Q 36.10 Do 14:00 Schellingstr. 3
Laser-based approach to measuring quantum arrival times —
•Dirk Seidel and Gerhard C. Hegerfeldt — Tammannstrasse 1,
37077 Göttingen, Germany
We investigate a new operational approach to measuring the quantum
arrival-time distribution of a spread-out particle in a spatial region. The
model bases on illuminating the region with a laser and detecting the first
fluorescence photon produced by the excitation of the atom and subsequent
decay. The resulting temporal distribution is explicitly calculated
for the one-dimensional case. We show that by means of a deconvolution
one obtains the well known quantum mechanical probability flux
[1], whereas by a normalization of the corresponding temporal operator
function the axiomatic arrival-time distribution of Kijowski is recovered
[2].
[1] J.A. Damborenea, I.L. Egusquiza, G.C. Hegerfeldt, J.G. Muga, Phys.
Rev. A 66, 052104 (2002)
[2] G.C. Hegerfeldt, D. Seidel, J.G. Muga, Phys. Rev. A 68, 022111 (2003)
Q 36.11 Do 14:00 Schellingstr. 3
Wigner functions of s-waves. — •Alexander Wolf 1 , Jens
Peder Dahl 2 , Sandor Varro 3 , and Wolfgang Peter Schleich 1
— 1 Abteilung für Quantenphysik, Universität Ulm, D-89069 Ulm,
Germany — 2 Chemical Physics, Department of Chemistry,Technical
University of Denmark, DTU 207, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark
— 3 Research Institute for Solid State Physics and Optics, H-1525
Budapest, PO Box 49, Hungary
We derive explicit expressions for the Wigner function of wave functions
in D dimensions corresponding to vanishing angular momentum,
that is of a s-wave. The Wigner function of such states depends on three
variables, the absolut value of the D-dimensional position and momentum
vectors and the angle between them. We illustrate these expression
by calculationg the Wigner function for a D-dimensional Gaussian, a
shell wave function and the energy eigenfunction of a free partical.
Q 36.12 Do 14:00 Schellingstr. 3
Microresonators in tapered fibers — •Florian Warken, Yann
Louyer, Dieter Meschede, and Arno Rauschenbeutel — Institut
für Angewandte Physik, Wegelerstr. 8, 53115 Bonn
We aim to realize high Q microresonators in structured tapered optical
fibers. The resonators have a highly prolate shape. They sustain whispering
gallery modes which exhibit, in contrast to the equatorial modes
commonly used in silica microsphere resonators, two spatially well separated
caustics with a resonantly enhanced field strength. Different modes
can be selectively excited by coupling light in and out of the resonator
at the respective caustic. This will be accomplished by means of auxiliary
tapered optical fiber couplers. Moreover, the free spectral range of
our so-called “pendulum modes” is significantly smaller than for equatorial
whispering gallery modes. Therefore, a tuning of the pendulum
modes over one free spectral range can easily be achieved, e. g. by strain
tuning. The advantageous mode geometry of the resonators, in combination
with their tunability, opens interesting perspectives for confining
and controlling light. In particular, in the framework of cavity quantum
electrodynamics, a deterministic coupling of laser-trapped atoms to the
pendulum mode is conceivable.
[2] E. A. Korsunsky and D. V. Kosachiov,
Phys. Rev. A 60, 4996 (1999)
Q 36.9 Do 14:00 Schellingstr. 3
Transport of Atoms in Optical Lattices — •Wolfgang Merkel1 ,
Holger Mack1 , Matthias Freyberger1 , Victor V. Kozlov1 ,
Bruce W. Shore2 , and Wolfgang P. Schleich1 — 1Abteilung für
Quantenphysik, Universität Ulm, D-89069 Ulm — 2 Q 36.13 Do 14:00 Schellingstr. 3
One- and N-atom lasers — •M. Hennrich, A. Kuhn, and G.
Rempe — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-
Str. 1, 85748 Garching, Germany
The one-atom laser is the quantum-mechanical limit of a classical laser.
It is very appealing to examine the transition between these two regimes.
Here we describe a simple death-birth rate-equation model [1] of an atomcavity
system with fixed atom number N. The simplicity of this model
allows us to examine the transition from the microscopic one-atom to the
618 Escondido Circle, mesoscopic many-atom system.
Livermore CA 94550
Once placed in an optical cavity, the atoms can interact via the com-
We investigate the laser–induced transport of a single atom from one
mon mode. The interaction is negligible as long as the photons emitted
potential well to the neighbor potential well in a far off–resonance op-
into the cavity decay faster than they are reabsorbed by another atom.
118

In this case the atoms can be treated as independent emitters. As for
resonance fluorescence in free space [2], both photon antibunching for
a single atom and bunching for many atoms are observed. If the cavity
decays more slowly, the atom-atom interaction via the cavity mode increases.
Provided that the pumping to the excited state is strong enough
to invert the system, a laser threshold is reached. The results of the theoretical
model are compared with experimental data [3,4].
[1] Rice et al.Phys. Rev. A 50, 4318 (1994)
[2] Carmichael et al.J. Phys. A 11, L121 (1978)
[3] Hennrich et al.PRL85, 4872 (2000); Kuhn et al.PRL89, 67901 (2002)
[4] McKeever et al.Nature425, 268 (2003)
Q 36.14 Do 14:00 Schellingstr. 3
Einzelne Photonen von einem Ca + -Ion in einem Hochgüte Resonator
— •Christian Maurer, Christoph Becher, Carlos Russo,
Christian Roos, Jürgen Eschner, Ferdinand Schmidt-Kaler
und Rainer Blatt — Institut für Experimentalphysik, Universität
Innsbruck, Österreich
Q 37 Poster Teilchenoptik
Die Erzeugung eines Lichtpulses, der genau ein Photon enthält, ist von
besonderer Bedeutung in der Quantenkryptographie und Quanteninformationsverarbeitung.
Eine Quelle einzelner Photonen lässt sich durch die
Ankopplung eines einzelnen gespeicherten Ca + -Ions an die Grundmode
eines optischen Resonators hoher Güte [1] realisieren. Die Emission einzelner
Photonen erfolgt dabei durch einen stimulierten Raman-Prozess
mittels eines Anregungspulses auf dem S1/2-P3/2 Übergang und der Kopplung
der P3/2 und D5/2 Niveaus durch den optischen Resonator. In einer
Simulation mithilfe des Dichtematrix-Formalismus und realistischen experimentellen
Werten, in denen auch die Linienbreite des Lasers enthalten
ist, vergleichen wir die Methode der adiabatischen Raman-Passage
(siehe z.B.[2]) mit einem Rabi-Raman-Übergang mit konstanten Kopplungsparametern.
Die Wahrscheinlichkeit, pro Anregungspuls ein Photon
in die Resonatormode zu emittieren, ist demnach für den Rabi-Raman-
Übergang maximal und liegt bei > 95%. Mit den berechneten Werten ist
eine Photonenrate von 2 · 104 s−1 zu erwarten.
[1] A. B. Mundt et al., Phys. Rev. 89, 103001 (2002).
[2] A. Kuhn et al., Appl. Phys. B 69, 373 (1999).
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 37.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
How non-linearity makes condensate interferometers work
— •Antonio Negretti 1 , Carsten Henkel 1 , and Tommaso
Calarco 2 — 1 Universitaet Potsdam, Institut fuer Physik, Germany —
2 ECT*, Strada delle Tabarelle 286, 38050 Villazzano (Trento), Italy
We study the dynamics of Bose-Einstein condensates in timedependent
microtraps for the purpose of understanding the influence of
the mean field interaction on the performance of interferometers. We
show that the non-linearity in ultracold bosons increases the sensitivity
of interferometers to a phase shift, under some conditions. This feature
is connected with the adiabatic generation of a dark soliton. We analyze
the robustness of this phenomenon with respect to thermal fluctuations,
due to excited near fields in an electromagnetic surface trap.
Q 37.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Aufbau eines Sagnac-Interferometers mit kalten Atomen — •T.
Müller, C. Jentsch, J. Wykhoff, E.M. Rasel und W. Ertmer —
Institut für Quantenoptik, Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167
Hannover.
Beeindruckende Sensitivitäten, z.B. bei der Messung von Beschleunigungen
[1] oder Rotationen [2], haben Materiewelleninterferometer zu
wichtigen Werkzeugen der fundamentalen Physik und Metrologie gemacht.
Das Projekt CASI (Cold Atom Sagnac Interferometer) soll
verschiedene Strategien zur hochauflösenden Sagnac-Interferometrie untersuchen
und bewerten. Die Verwendung kalter Atome, die mit optischen
Raman-Übergängen kohärent aufgeteilt und rekombiniert werden,
erlaubt einen kompakten und transportablen Aufbau, der auf einem Satelliten
verwendet werden könnte [3]. CASI soll mit zwei Quellen für
ultrakaltes Rubidium betrieben werden, die die Atome in entgegengesetzter
Richtung emittieren, um Rotationen von Beschleunigungen zu
unterscheiden. Bei einer longitudinalen Geschwindigkeit der Atome von
3 m/s ergibt sich z.B. eine Sensitivität von 2 × 10 −9 rad/s/ √ Hz.
Q 38 Poster Fallen und Kühlung
Wir präsentieren das Konzept und die Parameter unseres zukünftigen
Interferometers, den aktuellen Stand beim Aufbau der modular entworfenen
Vakuumkammer sowie die Charakterisierung unserer 2-stufigen
Rubidium-Quelle.
[1] A. Peters, K.Y. Chung, and S. Chu, Metrologia 38, 25 (2001)
[2] T.L. Gustavson, A. Landragin, and M.A. Kasevich, Class. Quantum
Grav. 17, 2385 (2000)
[3] HYPER, Assessment study report, ESA-SCI(2000)10
Q 37.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
MAGIA – Towards an atom interferometric determination of
the Newtonian gravitational constant — •Jürgen Stuhler 1 ,
Marco Fattori 2 , Giacomo Lamporesi 2 , Torsten Petelski 2 ,
Marco Prevedelli 3 , and Guglielmo Maria Tino 2 — 1 5.
Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57,
D-70550 Stuttgart — 2 Dipartimento di Fisica and LENS, Universita’
di Firenze; INFN - Sezione di Firenze, Via Sansone 1, I-50019 Sesto
Fiorentino (FI), Italy — 3 Dipartimento di Chimica Fisica ed Inorganica,
Universita’ di Bologna, Viale Risorgimento 4, I-40136 Bologna, Italy
Our experiment MAGIA (Misura Accurata di G mediante
Interferometria Atomica) aims at the high precision measurement of the
Newtonian gravitational constant G, which is the least accurately known
fundamental physical constant [1]. MAGIA will use the technique of
Raman atom interferometry to probe the acceleration of free falling
atoms within a Rb fountain. The modification of this acceleration due
to the gravitational potential of external source masses will be detected
in a double differential way [2] and used to assign a value to G. We
present the general idea of MAGIA and report on the current status of
the experiment.
[1] P.J. Mohr and B.N. Taylor, Rev. Mod. Phys. 72, 351 (2000). [2] J.
Stuhler et al., J. Opt. B 5, S75 (2003).
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
Q 38.1 Do 14:00 Schellingstr. 3
Observation of Ultracold Ground-State Heteronuclear
Molecules — •G.D. Telles, M.W. Mancini, A.R.L. Caires, V.S.
Bagnato, and L.G. Marcassa — Instituto de Física de São Carlos,
Universidade de São Paulo, PO 369, 13560-970, São Carlos-SP, Brazil.
We report the observation of translationally ultracold heteronuclear
ground-state molecules in a two species magneto-optical trap (MOT)
containing 39 K and 85 Rb atoms. The KRb molecules are produced via
photoassociation and detected by multiphoton ionization. We had characterized
their temperature and measured their formation rate constant.
We believe that the two species MOTs could be used as a reliable source
of ultracold molecules to be captured by electrostatic, magnetic or optical
traps. This possibility will certainly motivate further investigation of
119
quantum collective effects as well as high-resolution spectroscopy of the
rovibrational level structure of cold heteronuclear molecular systems.
Q 38.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Photoassociation in a two species mixture — •J. Lange 1 ,
S. Kraft 1 , M. Mudrich 1 , G. Telles 2 , R. Wester 1 , and M.
Weidemüller 1 — 1 Physikalisches Institut, Universität Freiburg, 79104
Freiburg — 2 University of Sao Paulo, Sao Carlos, Brazil
We report on our current developments towards the detection of ultracold
polar LiCs molecules to be produced via photoassociation out of a
mixture of ultracold 7 Li and 133 Cs atoms. In a first step, photoassociation
spectroscopy has been performed on Cs2 in a quasi-electrostatic dipole
trap (QUEST) formed by a focussed 100 W CO2-laser beam. Detailed

investigations of saturation effects are discussed.
In addititon, we study cooling processes, in particular Raman sideband
cooling [1], in the QUEST in a new experimental setup. The aim is to create
a Bose-Einstein condensate [2] as a cooling agent to sympathetically
cool the lithium into quantum degeneracy.
[1] A. J. Kerman et al., Phys. Rev. Lett. 84, 439 (2000)
[2] M. D. Barrett et al., Phys. Rev. Lett. 87, 010404 (2001), G. Cennini
et al., Phys.Rev. Lett. 91, 240408 (2003)
Q 38.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Towards Formation of a Metastable Calcium BEC — •Dirk
Hansen, Janis Mohr, Ciprian Zafiu, and Andreas Hemmerich
— Institut für Laserphysik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149,
22761 Hamburg
Alkaline-earth-metal atoms provide a unique combination of interesting
spectroscopic features connected to their two valence electrons. The
resulting singlet and triplet states offer strong principle fluorescence lines
well suited for laser cooling as well as narrow-band intercombination transitions
that can be used for refined laser cooling schemes. The metastable
3 P2, mJ = 2 state is an interesting candidate for magnetic trapping and
the formation of a Bose-Einstein-Condensate (BEC).
Efficient production and magnetic trapping of cold metastable Calcium
has recently been demonstrated in our group [1-2]. In this poster,
we report on modifications of the experimental setup, which promise significant
improvements in particle number, temperature, and density. The
prospects of evaporative cooling and BEC-formation in a miniature Ioffe
- Pritchard trap are discussed.
[1] J. Grünert, S. Ritter, and A. Hemmerich, Phys. Rev. A 65,
041401(R) (2002)
[2] D. Hansen, J. Mohr, A. Hemmerich, Phys. Rev. A 67, 021401(R)
(2003)
Q 38.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Improved upper bound on the ground-state energy of a homogeneous
Bose-Einstein condensate — •Christoph Weiss and
André Eckardt — Institut für Physik, Universität Oldenburg, D-
26129 Oldenburg, Germany
The standard calculations of the ground-state energy of a homogeneous
Bose-Einstein condensate rely on certain approximations which appear
physically reasonable, but are difficult to control. Therefore, mathematically
rigorous bounds on the ground-state energy are of particular importance.
The derivation of such bound was pioneered by Dyson already
in 1957 [1]. While his lower bound could recently be increased by a factor
of 14 by Lieb and Yngvason [2], his upper bound [1] has remained
essentially unchanged. Here, an improved, rigorous upper bound on the
ground-state energy is established.
[1] F.J. Dyson, Phys. Rev. 106, 20 (1957).
[2] E.H. Lieb and J. Yngvason, Phys. Rev. Lett. 80, 2504 (1998).
Q 38.5 Do 14:00 Schellingstr. 3
Order and chaos in the electrodynamic trapping of slow polar
molecules. — •P.W.H. Pinkse, E. Schmidt, T. Junglen, T.
Rieger, S.A. Rangwala, and G. Rempe — Max-Planck-Institut für
Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching, Germany
In the last few years, magnetic and electrostatic trapping of selected
slow molecules has been demonstrated. For molecules with permanent
dipole moments, new techniques are required to allow simultaneous trapping
of atoms and molecules in various internal states. This would, for
instance, allow cold collision studies and applications of slow molecules
in precision spectroscopy. Recently, we demonstrated two-dimensional
trapping of dipolar molecules in an electrodynamic four-wire trap [1], as
reported in a contribution by Junglen et al. This technique has the capability
to trap low- and high-electric field seeking states simultaneously.
Hence, in principal, atoms could also be trapped. In this contribution we
analyse the motion of molecules in our two-dimensional electrodynamic
trap. The motion of molecules in the central, harmonic part of trap is well
understood. However, numerical simulations have shown that the anharmonicities
away from the centre play an important role. Indeed, the calculated
molecular trajectories show strong evidence of chaotic behaviour.
We illustrate the cross-over from the regular to the chaotic regime, using
a set of diagnostic tools for chaos such as Poincaré maps, power spectrum
analysis, trajectory separation, and Lyapunov exponents.
[1] T. Junglen, T. Rieger, S.A. Rangwala, P.W.H. Pinkse, and G. Rempe,
arXiv:physics/0310046
120
Q 38.6 Do 14:00 Schellingstr. 3
Localising a single atom in a cavity-QED field — •N. Syassen, P.
Maunz, I. Schuster, T. Puppe, P.W.H. Pinkse, and G. Rempe —
Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748
Garching, Germany
A single atom trapped in the field mode of a small high-finesse cavity
forms the paradigm of cavity-QED. Questions in fundamental quantum
optics, like investigations on quantum measurement can be addressed
in such a system. Moreover, fascinating applications in quantuminformation
processing and quantum computing are being developed. For
many of these applications, trapping of an atom in the cavity mode alone
is not enough. Ideally, the atom should not move and be perfectly localized
at the antinode of the cavity-QED field.
Here we analyse the localisation of a single atom stored in an intracavity
dipole trap. Cavity cooling [1,2] as presented in talk Q6.1 is used
to improve the localisation and to compensate for heating introduced by
probing the atom-cavity system. Resolving the normal modes of the coupled
system is only possible for a large and constant enough coupling.
Once the normal modes are resolved, the broadening of the normal-mode
resonances allows us to investigate the variation in coupling strength and
hence how well the atom is localized.
[1] P. Horak et al. H. Ritsch, Phys. Rev. Lett. 79, 4974 (1997). V.
Vuletić and S. Chu, Phys. Rev. Lett. 84, 3787 (2000).
[2] P. Maunz, T. Puppe, I. Schuster, N. Syassen, P.W.H Pinkse, and G.
Rempe, to be published.
Q 38.7 Do 14:00 Schellingstr. 3
Analysis of the motion of a single atom in a cavity dipole
trap. — •I. Schuster, P. Maunz, T. Puppe, N. Syassen, P.W.H.
Pinkse, and G. Rempe — Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching, Germany
In the regime of strong coupling, the motion of a single atom inside
a high-finesse cavity can directly be observed since the position of the
atom has a large influence on the light intensity within the cavity [1].
In our experiment, the atom is captured in an additional far-detuned
standing-wave dipole trap [2]. The radial oscillation of the atom in the
trap is clearly visible in the time-resolved transmission signal of the nearresonant
cavity-QED field. The axial oscillation frequency is two orders
of magnitude larger but can be resolved in the autocorrelation function
of the transmitted light by virtue of the high detection bandwidth. The
interdependence between axial and radial oscillation is examined. The
motion of the atom inside the dipole trap is studied for different trap
parameters.
[1] P.W.H. Pinkse, T. Fischer, P. Maunz, and G. Rempe, Nature 404,
365 (2000). C.J. Hood, T.W. Lynn, A.C. Doherty, A.S. Parkins, and
H.J. Kimble. Science 287, 1447 (2000).
[2] J. Ye, D.W. Vernooy, and H.J. Kimble, Phys. Rev. Lett. 83, 4987
(1999).
Q 38.8 Do 14:00 Schellingstr. 3
Continued Observation and Absolute Position Control
of Single Neutral Atoms — •Mkrtych Khudaverdyan,
Dominik Schrader, Yevhen Miroshnychenko, Igor Dotsenko,
Wolfgang Alt, Stefan Kuhr, Wenjamin Rosenfeld,
Arno Rauschenbeutel, and Dieter Meschede — Institut für
Angewandte Physik, Universität Bonn, Wegelerstr. 8, Bonn, 53115
Using an intensified CCD camera we spatially resolve Caesium atoms,
confined to the potential wells of a standing wave optical dipole trap
with diffraction limited resolution. The atoms are illuminated by a reddetuned
optical molasses, which induces the fluorescence light and cools
the atoms at the same time. Using this technique, we have continuously
imaged the controlled motion of a single atom as well as of a small number
of distinguishable atoms with observation times exceeding one minute
[1].
The absolute position of an atom can be controlled using our optical
conveyor belt [2, 3] in combination with a feedback loop. The initial position
of the atom in the dipole trap is determined using the intensified
CCD camera. Then, the atom is transported to the desired target position
with sub-micrometer precision. The current precision of the position
feedback is 400 nm and is determined by the resolution of the atom in
the dipole trap. This position control is an important prerequisite for
introducing atoms into an optical resonator, which will enable controlled
interaction between two or more atoms.
[1] Y.Miroshnychenko et al., Optics Express (in print)
[2] S. Kuhr et al., Science 293, 278 (2001)

[3] D. Schrader et al., Appl. Phys B 73, 819 (2001)
Q 38.9 Do 14:00 Schellingstr. 3
Collective Atomic Motion in an Optical Lattice formed inside a
High Finesse Cavity — •Julian Klinner, Boris Nagorny, Thilo
Elsässer, Malik Lindholdt, and Andreas Hemmerich — Institut
für Laserphysik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761
Hamburg
We discuss non-linear light field dynamics and collective atomic motion
in an optical lattice formed inside a high finesse resonator. Our cavity
with a finesse of 180.000 operates in the regime of strong coupling,
where the light shift per photon times the number of trapped atoms
exceeds the cavity bandwidth. We present a theoretical model, which
accurately reproduces our observations of dispersive optical bistability,
self-organisation of the intra-cavity field and self-induced radial breathing
oscillations of the trapped atoms.
Q 38.10 Do 14:00 Schellingstr. 3
Atom Optics and Quantum Information Processing with Atoms
in Optical Micro-Structures — •Andre Lengwenus 1 , Tobias
Müther 1 , Jonas Ries 1 , Falk Scharnberg 1,2 , Niels Ubbelohde 1 ,
Michael Volk 1 , Wolfgang Ertmer 1 , and Gerhard Birkl 1 —
1 Institut für Quantenoptik, Universität Hannover, Welfengarten 1, D-
30167 Hannover, Germany — 2 Swinburne University of Technology, Melbourne,
Australia
A new direction in the field of atom optics, atom interferometry, and
neutral-atom quantum information processing can be based on the use
of micro-fabricated optical elements. With these elements versatile and
integrated atom optical devices can be created in a compact fashion. This
approach opens the possibility to scale, parallelize, and miniaturize atom
optics for investigations in fundamental research and application.
For the implementation of new approaches for quantum information
processing, we use arrays of micro-lenses to create a two-dimensional
system of atom samples in dipole traps that can serve as the carriers
for the qubits. Micro-optical elements are also used to generate
waveguides, beam splitters, and interferometer-type structures for guided
atoms. These systems present the atom-optical equivalents to the respective
structures in integrated light optics.
In the future, the application of micro-optics for the optical manipulation
of atomic systems is expected to have a significant impact on
quantum optics, quantum information processing, and matter wave optics.
We report on the progress of our work.
Q 38.11 Do 14:00 Schellingstr. 3
Transverse confinement effects in stochastic cooling of trapped
atoms. — •Denis Ivanov and Sascha Wallentowitz — Fachbereich
Physik, Universität Rostock, Universitätsplatz 3, 18051 Rostock, Germany.
The operation of stochastic cooling of trapped atoms [1] has been studied
for a 3D isotropic harmonic potential. The change of energy due to a
single cooling step has been obtained in terms of quantum-statistical averages.
Contributions in the motion parallel to the control-laser beam direction
contain the back-action noise due the employed measurement and
noise due to fluctuations of the number of atoms in the control beam [2].
Furthermore, having a control-laser with finite beam-waist, an indirect
measurement of the transverse atomic coordinate with the corresponding
reduction of the quantum state are carried out during the cooling step.
This quantum effect introduces additional noise in the kinetic energy and
depends both on the size and on the shape of the beam-waist [3]. In the
case, where the thermal wavelength of atoms is smaller than the average
interatomic distance, the indistinguishability of atoms can be discarded
and the energy change is expressed in terms of geometrical characteristics
and temperature. Given these results, a boundary between cooling and
heating can be established in dependence on geometrical parameters.
[1] M.G. Raizen et al., Phys. Rev. A 58, 4757 (1998).
[2] D. Ivanov et al., Phys. Rev. A 67, 061401(R) (2003).
[3] D. Ivanov and S. Wallentowitz, J. Opt. B (submitted).
Q 38.12 Do 14:00 Schellingstr. 3
Optical Trapping and Cooling of Fermionic and Bosonic Magnesium
— •Albane Douillet, Tanja E. Mehlstäubler, Nils
Rehbein, Ernst M. Rasel, and Wolfgang Ertmer — Institut für
Quantenoptik, Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover.
We report on the status of our new experimental apparatus for precision
spectroscopy of ultra cold fermionic and bosonic magnesium atoms.
121
Both isotopes are captured from a slowed thermal magnesium beam and
pre-cooled in a magneto-optical trap (MOT). Up to 10 8 atoms can be
trapped with 60 mW light tuned to the transition 3 1 S0 → 3 1 P1 at
285 nm. Time-of-flight measurements indicate atomic temperatures of
about 3 mK, slightly above the Doppler limit (1.9 mK). The experiment
will explore promising avenues towards the µKelvin regime with
magnesium, such as quench cooling, which was recently very successfully
applied for calcium. The need for effective cooling methods was demonstrated
by recent measurements with our Ramsey-Borde interferometer.
The residual atomic motion was one of the major limitations for the
achieved resolutions of about 290 Hz. For the interferometer we are developing
a frequency-doubled Nd:YVO4-disc laser, which provides about
1 W at 914 nm (TEM00).
Q 38.13 Do 14:00 Schellingstr. 3
Tweezing Cold Atoms with Lasers — •Bernd Mohring 1 , Marc
Bienert 1 , Florian Haug 1 , Giovanna Morigi 1 , Mark G. Raizen 2 ,
and Wolfgang P. Schleich 1 — 1 Abteilung für Quantenphysik, Universität
Ulm, 89069 Ulm — 2 Department of Physics, The University of
Texas, Austin, Texas 78712-1081, USA
Quantum tweezers open a promising way to deterministically and coherently
extract a well-defined number of atoms out of a Bose-Einstein
condensate (BEC). We propose a quantum tweezers scheme based on
laser pulses, that allows to coherently transfer atoms from a condensate
into a quantum state of a tight confining dipole trap. The BEC is constituted
by atoms in the hyperfine state |g〉, which is magnetically trapped.
The atoms are transferred into the dipole trap by coupling the state |g〉
to another hyperfine state |e〉, which is confined by the dipole trap. The
coupling is achieved by an adiabatic transfer with laser pulses, of which
two realizations are presented: The adiabatic passage and the “Stark
chirped rapid adiabatic passage” (SCRAP).
Q 38.14 Do 14:00 Schellingstr. 3
Photoionisation von Indium — •Ch. Schwedes, P. Eckle, J. von
Zanthier, A.Yu. Nevsky und H. Walther — MPI f. Quantenoptik,
Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching
Ein einzelnes In + -Ion, gespeichert und lasergekühlt in einer RF-Falle
wird als ein aussichtsreicher Kandidat im Hinblick auf ein optisches Frequenznormal
untersucht [1]. Um eine angestrebte Genauigkeit in der
Spektroskopie von 10 −18 zu erreichen, sind äußerst stabile Bedingungen
der Speicherung notwendig. Die Ionisation von neutralem In durch das
übliche Elektronenstoßverfahren führt jedoch leicht zu zeitlich variierenden
elektrostatischen Aufladungen von Isolatoren in der Fallenregion, die
eine kontinuierliche Spektroskopie erschweren. Dies kann durch Photoionisation
vermieden werden.
Aufgrund der günstigen Niveaustruktur von In, genügt zur effizienten
Zwei-Photonen Ionisation ein einzelner Laser bei 410 nm. Dieser
regt vom Grundzustand zunächst resonant in ein Zwischenniveau an und
von da aus effizient in autoionionisierende diskrete Zustände oberhalb
der Ionisierungsschwelle. Die dabei im Vergleich zur Stoßionisation um
zwei Größenordnungen gesteigerte Ionisierungseffizienz vermindert eine
Bedampfung der Fallenelektroden mit In drastisch, wodurch Kontaktpotentiale,
die zu Heizung des Ions führen können, verringert werden.
Untersuchungen der Effizienz dieses Verfahrens im Vergleich zur Stoßionisation
und zu anderen Photoionisationsverfahren werden vorgestellt.
[1] Becker et al., Phys. Rev. A 63, 051082 (2001).
Q 38.15 Do 14:00 Schellingstr. 3
Laser Spectroscopy and Laser Cooling of Indium — •Bernhard
Klöter, Ruby dela Torre, Jiayu Wang, Dietmar Haubrich,
Ulrich Rasbach, and Dieter Meschede — Institut für Angewandte
Physik der Universität Bonn
Indium is an interesting candidate for Atomic Nanofabrication (ANF)
because it can directly be deposited onto a substrate. The high deposition
rates needed for ANF can only be achieved with a laser cooled thermal
Indium atomic beam, which had not been established before.
We first systematically investigated laser frequency stabilization
schemes for all five frequencies involved in the cooling process.
The poster will present our results on saturation and polarization spectroscopy
of Indium in an all sapphire cell at 410 nm and/or 451 nm, the
laser frequency locking schemes and the different laser cooling methods.

Q 38.16 Do 14:00 Schellingstr. 3
Lebensdauermessungen mit Ionenwolken und Einzelionen —
•Martina Knoop, Caroline Champenois, Gaëtan Hagel, Marie
Houssin, Caroline Lisowski, Michel Vedel und Fernande
Vedel — PIIM, Université de Provence - CNRS , Centre de St.Jérôme,
Case C21, 13397 Marseille Cedex 20, Frankreich
Die Lebensdauer des 3d 2 D5/2-Zustands von 40 Ca + wurde mit der
’electron-shelving’-Methode an Einzelionen und Ionenwolken gemessen.
Der metastabile Zustand wurde direkt über den elektrischen Quadrupolübergang
4S1/2 − 3D5/2 bevölkert. In Ionenwolken beträgt die gemessene
natürliche Lebensdauer des Niveaus (1095±26) ms, während sie
am Einzelion zu (1152±23) ms bestimmt wurde. Die 1σ-Fehlerbalken
von ca. 2% haben unterschiedliche Ursprünge: Fitmethoden in Ionenwolken
und die Kontrolle der experimentellen Parameter für Messungen
am Einzelion. Lebensdauerverkürzende Effekte werden ausführlich
diskutiert. Die Auswertungsmethode hat entscheidenden Einflußauf die
Lebensdauerwerte. Vergleiche mit neueren Messungen zeigen ausgezeichnete
Übereinstimmung.
Q 38.17 Do 14:00 Schellingstr. 3
Zeitentwicklung ultrakalter Rydberggase — •Thomas Pohl,
Thomas Pattard und Jan-Michael Rost — MPI für Physik
komplexer Systeme, Dresden
Fortschritte in Techniken zum Einfangen und Kühlen atomarer Gase
haben es in den letzten Jahren ermöglicht, Plasmen in bisher unzugänglichen
Parameterbereichen (T ≪ 1K) zu präparieren und experimentell
zu untersuchen. Dabei hat sich gezeigt, dass die Dynamik kalter
Rydberggase interessante und zunächst unerwartete Aspekte beeinhaltet,
z.B. die spontane Evolution in ein kaltes Plasma.
Eine kinetische Modellierung der Expansionsdynamik, welche neben
dem Mean-Field-Potential der Plasma-Teilchen auch Korrelations-
Effekte zwischen den freien Ladungen berücksichtigt, ermöglicht
eine einfache Untersuchung der Gas-Evolution [1]. Ein Vergleich mit
wesentlich aufwendigeren Hybrid-MD-Simulationen zeigt, dass dieses
Modell eine erstaunlich gute Beschreibung der Plasma-Dynamik liefert.
Mit Hilfe dieser beiden Methoden disskutieren wir sowohl die Expansion
eines anfangs vollständig ionisierten Plasmas als auch den inversen
Prozess der Plasmabildung aus hochangeregten Rydberg-Gasen. Im
Mittelpunkt steht dabei der Einfluss von Korrelations-Effekten auf
die Populationsdynamik der entstehenden Rydberg-Atome und die
Zeitentwicklung der Ionen-Temperatur.
[1] T. Pohl, T. Pattard und J. M. Rost, Phys. Rev. A 68, 010703(R)
Q 38.18 Do 14:00 Schellingstr. 3
Diodenlasersystem zur Rydberganregung und Photoionisation
von Rubidiumatomen — •Rolf Heidemann, Axel Grabowski,
Alexander N. Benner, Jürgen Stuhler und Tilman Pfau — 5.
Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, 70550
Stuttgart
Wir berichten über den Aufbau eines schmalbandigen Lasersystems
Q 39 Quanteninformation III
zur Erzeugung von Licht im Wellenlängenbereich von 479-487 nm. Dieses
Licht soll in einem 2-Photonen-Prozeß die Rubidiumatome in Rydbergzustände
anregen oder ionisieren.
Das Licht aus einem Diodenlaser mit λ ≈ 960 nm im Master-Slave-
Aufbau wird mittels eines KNbO3-Kristalls in einem Resonator frequenzverdoppelt.
Es werden Messungen zur Charakterisierung des Systems und zur
Photoionisation von 87 Rb-Atomen in einer magneto-optischen Falle
präsentiert und die Besonderheiten des Aufbaus im Bezug auf den großen
Durchstimmbereich diskutiert.
Q 38.19 Do 14:00 Schellingstr. 3
Magnetische Gitter für kalte Atome — •Axel Grabowski, Jörg
Bauer, Jürgen Stuhler und Tilman Pfau — 5. Physikalisches
Institut, Universität Stuttgart, 70550 Stuttgart
Ein Gitter von Mikrofallen für kalte Atome in dem jede Falle individuell
angesprochen werden kann würde eine Vielzahl von Möglichkeiten für
die kohärent Manipulation von kalten Atomen eröffnen. Nachdem wir
die Möglichkeit der Parallelisierung von aus Drähten aufgebauten Magnetfallen
und Quadrupolfallen untersucht haben und dazu Experimente
mittels eines makroskopischen Gitters durchgeführt haben [1], sind wir
nun dabei unsere Experimente auf mikrostrukturierte Oberflächen auszuweiten.
Hierzu haben wir Mikrostrukturen hergestellt und in unsere
Vakuumkammer eingebaut. Erste Experimente zur magnetischen Speicherung
von Atomen werden vorgestellt.
[1] A. Grabowski and T. Pfau, Eur.Phys.J.D 22, 347-354 (2003).
Q 38.20 Do 14:00 Schellingstr. 3
Chrom-Atome in einer optischen Dipolfalle — •Jörg Werner,
Sven Hensler, Axel Griesmaier, Axel Görlitz, Jürgen Stuhler
und Tilman Pfau — 5. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart,
Pfaffenwaldring 57, 70550 Stuttgart
Aufgrund des hohen magnetischen Moments (µ = 6µB) von Chrom
wird ein zusätzlicher Einfluß der Dipol-Dipol-Wechselwirkung auf die Eigenschaften
eines Bose-Einstein Kondensates aus Chrom-Atomen erwartet.
Wegen der hohen dipolaren Relaxationsverluste (Γ = 3·10 −11 cm 3 /s)
ist die Erzeugung eines solchen Bose-Einstein Kondensates in einer
Magnetfalle jedoch nicht möglich [1]. Um die dipolaren Verluste zu
unterdrücken, müssen die Atome in den starkfeldsuchenden Zustand
(mj = −3) umgepumpt werden. Dieser Zustand kann in einer Magnetfalle
nicht gefangen werden, so dass die Atome in eine optische Dipolfalle
(λ = 1064nm, w0 = 25µm und P = 10W) umgeladen werden
müssen. Die Chrom-Atome werden dort durch optisches Pumpen auf dem
7 S3 → 7 P3 Übergang vom mj = +3 in den mj = −3 Zustand transferiert.
Wir präsentieren Messungen zum Transfer in die optische Dipolfalle, der
Effizienz des optischen Pumprozesses und zur Unterdrückung der dipolaren
Relaxation im starkfeldsuchenden Zustand.
[1] S. Hensler et al., ” Dipolar Relaxation in an ultra-cold Gas of magnetically
trapped chromium atoms“, Appl. Phys. B, 77 (8), 765 (2003)
Zeit: Donnerstag 16:30–18:30 Raum: HS 101
Q 39.1 Do 16:30 HS 101
Teleportation von Quanteninformation mit massiven Teilchen
— •Mark Riebe 1 , Hartmut Häffner 1 , Christian Roos 1 , Wolfgang
Hänsel 1 , Michael Chwalla 1 , Jan Benhelm 1 , Ferdinand
Schmidt-Kaler 1 , Daniel F. V. James 2 und Rainer Blatt 1 —
1 Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Österreich —
2 Los Alamos National Laboratory, NM 87545, Los Alamos
Teleportation bezeichnet die Übertragung des Quantenzustands eines
Systems auf ein anderes. Wir diskutieren die Anwendung des von Bennett
et. al. [1] vorgeschlagenen Teleportationsschemas auf eine Kette von drei
40 Ca-Ionen, die in einer linearen Paul-Falle gespeichert sind [2]. Der elektronische
Zustand eines der Ionen soll teleportiert werden. Als EPR-Paar
fungieren die anderen beiden Ionen, die in einem verschränkten Zustand
präpariert werden [3]. Die Messung des zu teleportierenden Zustands und
eines der verschränkten Ionen gibt uns die nötige klassische Information,
um den ursprünglichen Quantenzustand im elektronischen Zustand des
zweiten verschränkten Ions zu rekonstruieren. Unsere Methode erlaubt
dabei eine vollständige, nicht postselektive Teleportation.
[1] Bennett, C. H. et. al., Phys. Rev. Lett. 70, 1895-1899 (1993)
122
[2] Gulde, S. et. al., Phil. Trans R. Soc. Lond. A 361, 1363-1374 (2003)
[3] Roos, Ch. et. al. quant-ph/0307210
Q 39.2 Do 16:45 HS 101
Experimental demonstration of quantum telecloning — •Sascha
Gaertner 1,2 , Julia Lau 1,2 , Nikolai Kiesel 1,2 , Mohamed Bourennane
1,2 , Christian Kurtsiefer 1 , and Harald Weinfurter 1,2 —
1 Max-Planck-Institut fuer Quantenoptik (MPQ), Hans-Kopfermann-
Str.1, 85748 Garching — 2 Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU)
Muenchen, Schellingstrasse 4/III, 80799 Munich
Quantum telecloning combines quantum teleportation and optimal
quantum cloning [1] in order to communicate an initial quantum state to
two receivers simultaneously. Here we show the experimental implementation
of quantum telecloning using four photon entanglement. The four
photon polarisation entangled state is obtained directly from parametric
down-conversion [2], while the input state is realized by the polarisation
of a strongly attenuated coherent beam. We demonstrate the realisation
of quantum telecloning using three different input states and determine
the density matrix of the two cloned states for one of these input states

using quantum state tomography.
[1] M. Murao, D. Jonathan, M.B. Plenio and V. Vedral, PRA 59, 156
(1998).
[2] H. Weinfurter and M. Zukowski, PRA 64, 010102-1 (2001).
Q 39.3 Do 17:00 HS 101
Witnessing multipartite entanglement — •Otfried Gühne 1 , Mohamed
Bourennane 2,3 , Manfred Eibl 2,3 , Christian Kurtsiefer 2 ,
Sascha Gaertner 2,3 , Harald Weinfurter 2,3 , Philipp Hyllus 1 ,
Dagmar Bruß 1 , Maciej Lewenstein 1 und Anna Sanpera 1 —
1 Institut für Theoretische Physik, Universität Hannover, D-30167 Hannover
— 2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching,
Germany — 3 Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität, D-80797
München
We present the experimental detection of genuine multipartite entanglement
using entanglement witness operators. To this aim we introduce
a canonical way of constructing and decomposing witness operators so
that they can be directly implemented with present technology. We apply
this method to three- and four-qubit entangled states of polarized
photons, giving experimental evidence that the considered states contain
true multipartite entanglement.
Q 39.4 Do 17:15 HS 101
Experimenteller Vergleich von Drei-Teilchen-Verschränkungen:
W and GHZ Zustände — •Hartmut Häffner, Mark Riebe,
Christian Roos, Wolfgang Hänsel, Michael Chwalla, Jan
Benhelm, Ferdinand Schmidt-Kaler und Rainer Blatt — Institut
für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Österreich
Wir diskutieren zwei verschiedene Arten von Drei-Teilchen-
Verschränkungen. Dazu präparieren wir drei Kalzium-40-Ionen in einer
linearen Paulfalle mittels Laserpulsen sowohl in einem Greenberger-
Horne-Zeilinger-Zustand (|000〉 + |111〉) als auch in einem W-Zustand
(|100〉 + |010〉 + |001〉). Während GHZ-Zustände äußerst fragil sind
und sehr schnell zerfallen, beobachten wir, dass W-Zustände besonders
robust sind. Diese Art der Verschränkung bleibt nicht nur länger
als 100 ms intakt, es ist sogar möglich, eine Messung an einem der Ionen
durchzuführen, ohne die Verschränkung gänzlich zu zerstören. Abhängig
vom Messergebnis erhält man dann in 2/3 der Fälle einen Bell-Zustand
(|01〉 + |10〉) für die beiden anderen Ionen.
Q 39.5 Do 17:30 HS 101
Quantenzustandstomographie in einer linearen Ionenfalle —
•Wolfgang Hänsel, Christian Roos, Hartmut Häffner, Gavin
P.T. Lancaster, Mark Riebe, Stephan Gulde, Christoph
Becher, Ferdinand Schmidt-Kaler und Rainer Blatt — Institut
für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Technikerstraße 25,
A-6020 Innsbruck
Wir stellen eine experimentelle Methode vor, um die vollständige Dichtematrix
eines n-qubit-Systems zu messen, und wir wenden diese Methode
auf Systeme von zwei bzw. drei Ionen in einer linearen Paulfalle
an. Insbesondere untersuchen wir die vier othogonalen Bell-Zustände mit
zwei Ionen. Aus der zeitlichen Entwicklung der Dichtematrix kann unter
anderem die Entwicklung des Verschränktheitgrades gewonnen werden.
Die beiden symmetrischen Bell-Zustände erweisen sich als besonders robust
gegen Dekohärenz.
Q 39.6 Do 17:45 HS 101
Kohärente Manipulation von Atomen in Mikrochip-Fallen —
•Philipp Treutlein 1 , Peter Hommelhoff 1,2 , Tilo Steinmetz 1 ,
Theodor W. Hänsch 1 und Jakob Reichel 1 — 1 Max-Planck-
Institut für Quantenoptik und Sektion Physik der Ludwig-Maximilians-
Universität, Schellingstr. 4, 80799 München, Germany — 2 Present
address: Varian Physics 220, Stanford University, Stanford, CA 94305,
U.S.A.
123
Die Verwendung von magnetischen Mikrochip-Fallen, sog. ” Atomchips“,
in der Quanteninformationsverarbeitung und für interferometrische
Präzisionsmessungen erfordert die kohärente Manipulation der Atome
in der Mikrofalle. Eine interessante Frage ist dabei, ob die Kohärenz
atomarer Zustände durch Wechselwirkung mit der nur wenige Mikrometer
entfernten Oberfläche des Chips gestört wird.
In unseren Experimenten erzeugen wir kohärente Superpositionen von
zwei internen atomaren Zuständen im Abstand von wenigen Mikrometern
zur Oberfläche des Chips. Die Kohärenzzeit der Superpositionen
beträgt einige Sekunden. Im Bereich von 4 − 130µm beobachten wir
keine Abhängigkeit der Kohärenzzeit vom Abstand zur Chipoberfläche.
Wir diskutieren die Verwendung der von uns untersuchten Zustände als
Qubits in der Quanteninformationsverarbeitung. Zur Realisierung von
Quantengattern schlagen wir die Verwendung von zustandsselektiven Mikrowellenpotentialen
im Nahfeld des Chips vor.
Weiterhin gehen wir auf den aktuellen Stand unserer Experimente zur
kohärenten Manipulation von externen Freiheitsgraden der Atome in der
Mikrofalle ein (siehe auch Poster von Philipp Treutlein).
Q 39.7 Do 18:00 HS 101
Faser-Fabry-Pérot-Resonator für die Detektion einzelner Atome
in — •Tilo Steinmetz 1,2 , Rémi Delhuille 1,2 , Romain Long 1,2 ,
Astrid Richter 1 , Philipp Treutlein 1,2 , Theodor W. Hänsch 1,2
und Jakob Reichel 1,2 — 1 Sektion Physik der Uni München — 2 Max-
Planck-Institut für Quantenoptik, Garching
Die Detektion einzelner Atome ist für das Auslesen von Quantengatteroperationen
vonnöten, wie sie in optischen Gittern und in magnetischen
Mikrofallen bereits vorgeschlagen wurden. Sie kann durch eine dispersive
Messung erzielt werden, bei der ein Atom die Phase des Detektionstrahls
ändert ohne jedoch das Detektionslicht zu absorbieren; eine solche Detektion
ist mit Hilfe eines optischen Resonators möglich. Um magnetische
Mikrofallen mit optischen Resonatoren verbinden zu können, muss
eine Resonatorgeometrie gefunden werden die einem erlaubt, Atome in
einem Abstand < 500µm oberhalb einer Substratoberfläche mit der Resonatormode
wechselwirken zu lassen. Ein möglicher Resonatortyp, der
diese Randbedingung erfüllt, ist ein auf Glasfasern basierender Fabry-
Pérot-Resonator. Dieser Resonator besteht im Wesentlichen aus zwei
verspiegelten Glasfaserendflächen die in einem Abstand von 1 − 10µm
gegeneinander ausgerichtet werden. Es soll hier ein stabiler Faser-Fabry-
Pérot-Resonator in einem vakuumtauglichen Aufbau vorgestellt werden,
mit dem wir bereits eine Finesse > 1500 erzielt haben.
Q 39.8 Do 18:15 HS 101
Integration of light and atom optics on an atom chip —
•Marco Wilzbach 1 , Thomas Fernholz 1 , Sönke Groth 1 ,
Albrecht Haase 1 , Christian Hock 1 , Peter Horak 2 , Bruce
Klappauf 2 , Michael Schwarz 1 , Alexander Stelzer 1 , and Jörg
Schmiedmayer 1 — 1 Physikalisches Institut, Universität Heidelberg,
69120 Heidelberg, GERMANY — 2 Optoelectonics Research Centre,
University of Southampton, Southampton SO17BJ, UK
On atom chips various atom optical elements have been realized using
magnetostatic and electrostatic potentials created by surface-mounted
microscopic wire structures. Here we present a next step to make these
atom chips become an universal toolbox for fundamental experiments in
quantum optics as well as for possible applications like quantum information
processing. Our first experiments aim at the detection of single
atoms in miniaturized traps using optical fibre cavities. We will describe
our setup, give details of the fabrication of a fibre cavity, and present first
experiments. The experiment is funded by the Landesstiftung Baden-
Württemberg and the EU (ACQP collaboration).

Q 40 Laserspektroskopie
Zeit: Donnerstag 16:30–18:30 Raum: HS 204
Q 40.1 Do 16:30 HS 204
New Trends in Apertureless Scanning Near-field Optical Microscopy
— •Javad Farahani, Hans -Juergen Eisler, and Bert
Hecht — Nano-Optics Group, Dept. of Physics, University of Basel,
Klingelbergstr. 82 CH-4056 Basel, Switzerland
Over the last years to overcome the problems of aperture SNOM, different
techniques for apertureless SNOM have been exploited. In this
work, we demonstrate that using small metal structures on a dielectric
tip, illuminated by laser can be, potentially used to increase spatial resolution
of optical microscopy far beyond the diffraction limit. The set-up
is based on a combination of contact-mode AFM and confocal microscope.
Depending on the direction of polarization of the incoming beam,
fluorescence can be either enhanced or quenched, which in both case the
fluorophore is recognized with resolution higher than diffraction limit.
Q 40.2 Do 16:45 HS 204
Towards single-molecule detection by absorption —
•Jacqueline Y.P. Butter and Bert Hecht — Nano-Optics
group, Institute for Physics, University of Basel, Klingelbergstr. 82,
CH-4056 Basel, Switzerland
At cryogenic temperatures many temperature activated processes are
frozen out, resulting in extremely sharp zero-phonon lines in fluorescence
excitation spectra of certain molecule-matrix systems. The presence of
sharp absorption lines is accompanied by the fact that the absorption
cross section of a single molecule approaches the theoretical limit for
an oscillating dipole. However, the spatial resolution in confocal microscopy
is limited by the diffraction limit. Near-field excitation can be
used to overcome this limit. Using near-field excitation, the light source
can eventually be made smaller than the absorption cross section of a
single molecule. The aim of our experiment is to look at the interaction
of strongly confined light fields with single molecules. The set up we use,
is a combination of a scanning confocal optical microscope and a scanning
probe microscope, which is suitable for operation at both room and
cryogenic temperature. A single-mode ring dye laser is used to excite the
molecules and to perform spectroscopy at cryogenic temperature.
Q 40.3 Do 17:00 HS 204
Interaction of a single molecule with sharp metal tips at low
temperature — •Senta Karotke and Bert Hecht — Nano-Optics
group, Institute of Physics, University of Basel, Klingelbergstrasse 82,
CH-4056 Basel
A very interesting topic, which becomes accessible experimentally, is
the examination of the properties of single quantum systems like single
molecules and their interactions.
Single molecules at cryogenic temperature are very sensitive probes
for optical and electrical processes in their local environment. For example,
the resonance of a molecule in the vicinity of a sharp metal tip is
shifted. This shift occures either due to the interaction of the molecule
with its backreflected field or, if a voltage is applied to the tip, due to the
Stark effect. This fact can be exploited for high-resolution localization
and imaging of single molecules or other quantum systems.
The experimental investigations are carried out by using the wellestablished
technique of a confocal microscope which is combined with
a newly developed scanning tip setup with a tuning fork shearforce gapwidth
control. In the temperature range from RT down to cryogenic T,
we are able to record topographic images as well as optical images. We
will present results showing tip-induced Stark effect of a single molecules,
i.e. the frequency shift of single molecules as a function of the tip position.
This demonstrates a new powerful technique of resolving single molecules
with a spatial resolution only limited by the characteristic size of the tip.
Q 40.4 Do 17:15 HS 204
Präzisionsspektroskopie mit verschränkten Zuständen —
•Christian Roos, Michael Chwalla, Mark Riebe, Jan
Benhelm, Christoph Becher, Wolfgang Hänsel, Hartmut
Häffner, Ferdinand Schmidt-Kaler und Rainer Blatt —
Institut für Experimentalphysik
Präzisionsspektroskopie an atomaren Bellzuständen bietet nicht nur
den Vorteil eines verbesserten Signal-Rausch-Verhältnisses sondern
darüber hinaus die Gelegenheit, die spektroskopischen Eigenschaften die-
124
ser ”Superatome” für die Messung masszuschneidern. Wir zeigen, dass
in Experimenten mit zwei verschränkten 40 Ca + Ionen der Zeeman-Effekt
1. Ordnung eliminiert werden kann, obwohl keinerlei m = 0 → m = 0
Übergänge existieren. Darüberhinaus lassen sich Frequenzverschiebungen
optischer Übergänge, die durch externe Felder verursacht werden und im
Bereich weniger Hertz liegen, mithilfe von Bellzuständen detektieren und
vermessen. Für Atomuhren auf Ionenfallenbasis ist dabei die elektrischen
Quadrupolverschiebung von grosser Bedeutung sowie der Zeeman-Effekt
zweiter Ordnung.
Q 40.5 Do 17:30 HS 204
Simultaneous electromagnetically induced transparency and
absorption in a closed transition — •Luca Spani Molella,
Rolf-Hermann Rinkleff, and Karsten Danzmann — Max-
Planck-Institut für Gravitationsphysik und Institut für Atom- und
Molekülphysik, Universität Hannover, Callinstraße 38, D-30167
Hannover.
Aim of this work is to provide insight into some new phenomena which
occur in a typical EIA (electromagnetically induced absorption) transition.
The F=4 to F’=5 transition of the Cs D2 line is analyzed with a
probe and a coupling laser. A third laser allows simultaneous measurement
of the dispersion of either the probe or the coupling laser (heterodyne
interferometer). At resonance the probe laser shows EIA, while the
coupling shows simultaneously electromagnetically induced transparency.
These results are observed for the first time and are obtained in a range
of several decades for the power of both the probe and the coupling laser.
Since our apparatus is highly sensitive for dispersion measurements, we
are able to present the first results of the coupling laser (parametric)
dispersion as a function of the detuning of the probe laser in the same
closed degenerate two level transition. The coupling laser shows positive
parametric dispersion, which grows to a maximum and then decreases
as a function of laser powers. The dispersion of the probe laser around
the EIA peak is on the contrary negative but shows a similar behaviour
as a function of the laser powers. A brighter negative dispersion signal
superimposed on the previous one is observed at low laser powers.
Q 40.6 Do 17:45 HS 204
Coherent Population Trapping with Variable Doppler Sensitivity
— •Christian Bolkart 1,2 , Danijela Rostahar 1,2 und Martin
Weitz 1,2 — 1 Physikalisches Institut — 2 Auf der Morgenstelle 14; 72076
Tuebingen
Coherent population trapping is a resonance phenomenon which is of
large current interest in the context of slow light, quantum computing
and magnetometry. In a three-level system with two stable ground states
and one spontaneously decaying upper state driven by two laser fields,
atoms can be pumped into a ”dark” coherent superposition of the ground
states. This dark state does not interact anymore with the laser field.
We have studied dark resonances in a thermal gas of rubidium atoms
using a variable angle between the two driving optical beams. The angle
was tuned between a Doppler-free situation (zero angle) and angle near
10 ( − 3) radians, the latter corresponding to the Doppler-sensitivity of a
far infrared photon. We find that the amplitude of the dark resonance
is close to the Doppler-free case as long as the Doppler-effect does not
contribute significantly to the linewidth, but decreases rapidly for larger
angles. We have furthermore recorded similar spectra using rubidium
cells with neon buffer gas, which allows us to investigate the Dicke-effect
in a new regime.
Q 40.7 Do 18:00 HS 204
Slow light by means of spectral hole burning in atomic vapor —
•Jürgen Appel and Alexander I. Lvovsky — Fachbereich Physik
M559, Universität Konstanz
In a Doppler-free spectroscopy setup a rubidium vapor cell is subjected
to two counterpropagating laser beams. The saturating beam creates narrow
spectral holes (of approximately the natural linewidth) in the weaker
signal beam’s Doppler-broadened absorption spectrum. A strong dispersion
leads to a large reduction of the signal pulse’s group velocity at the
transmission peaks and negative group velocities at their edges. Group
indices of order 10 3 with less than 70% absorption have been obtained.

Q 40.8 Do 18:15 HS 204
Investigation of photosynthetic processes by picosecond fluorescence
spectroscopy — •Franz-Josef Schmitt 1 , Hans Joachim
Eichler 1 , Hann-Jörg Eckert 2 , and Joachim Huyer 1 — 1 Optisches
Institut - P 1-1, Technische Universität Berlin, Strasse des 17. Juni 135,
D-10623 Berlin — 2 Max-Volmer-Laboratorium, Technische Universität
Berlin, Strasse des 17. Juni 135, D-10623 Berlin
The primary processes of photosynthesis in higher plants and
Cyanobacteria start with the generation of excited states by light absorption
within pigment-protein complexes forming the antenna system
(mainly Chlorophyll molecules). The electronic excitation then migrates
via singlet-singlet energy transfer to the reaction center where it induces
Q 41 Quanteneffekte III
a primary charge separation leading to a primary radical pair (P+A-
). Information on these processes can be gathered from analyses of the
dynamics and wavelength dependence of the emitted fluorescence. Both
can be obtained in short acquisition times by using a novel single photon
counting fluorometer system which permits to monitor simultaneously
the time and wavelength dependence of the fluorescence emission. The
key element of this equipment is a special microchannel-plate photomultiplier
with delay-line anode. The data are recorded by a two-dimensional
multi-channel-analyzer on the basis of a computer system. In this report
we compare the time resolved fluorescence spectra of various photosynthetic
organisms with different Chlororophyll types (Chl a, Chl b, Chl d)
in the antenna system.
Zeit: Donnerstag 16:30–18:30 Raum: HS 218
Gruppenbericht Q 41.1 Do 16:30 HS 218
Dynamical theory of Casimir-Polder forces on excited atoms
— •Stefan Yoshi Buhmann 1 , Ho Trung Dung 1,2 , Dirk-Gunnar
Welsch 1 , and Ludwig Knöll 1 — 1 Theoretisch-Physikalisches Institut,
Friedrich-Schiller-Universität Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena,
Germany — 2 Institute of Physics, National Center for Sciences and Technology,
1 Mac Dinh Chi Street, District 1, Ho Chi Minh city, Vietnam
Based on macroscopic quantum electrodynamics, a dynamical theory
of the Casimir-Polder force acting on an excited atomic system near
an arbitrary arrangement of dispersing and absorbing magnetodielectric
bodies is presented. It is shown that in the weak-coupling regime the
total force as a function of time is a superposition of force components
that are related to the atomic density matrix elements at chosen time.
In particular, it is found that when the atomic system is initially prepared
in a coherent superposition of energy eigenstates, then temporally
oscillating force components are observed, which is in stark contrast to
the case of incoherent state preparation. Finally, it is shown that even
the Casimir-Polder force observed after de-excitation of the atomic system
is not exactly derivable from a potential, because of the position
dependence of the atomic polarizability.
Q 41.2 Do 17:00 HS 218
Resonante Photonenerzeugung in einer Kavität durch dynamischen
Casimir-Effekt — •Michael Uhlmann, Günter Plunien
und Gerhard Soff — Institut für Theoretische Physik, Technische
Universität Dresden, Zellescher Weg 17, 01062 Dresden
Der dynamische Casimir-Effekt beschreibt die Erzeugung von Teilchen
(z.B. Photonen) aus dem Vakuum durch eine zeitabhängige Störung, z.B.
innerhalb einer Kavität mit einem sich bewegenden Spiegel.
In dieser Arbeit wird die Bewegung eines Spiegels durch eine dünne
Schicht mit zeitabhängigem Brechungsindex (ɛ oder µ) simuliert. Das
elektromagnetische Feld in der idealleitenden Kavität - beschrieben durch
die makroskopischen Maxwell-Gleichungen - wird quantisiert und die resonante
Teilchenproduktion im Rahmen der Rotating Wave Approximation
(RWA) beschrieben. Es wird auf Unterschiede zwischen den beiden
Polarisationen (TE- und TM-Moden), sowie verschiedene Dynamiken des
Mediums eingegangen. Ziel ist die Beschreibung eines geplanten Experiments.
Diese Arbeit wurde unterstützt von BMBF, GSI und DFG.
Q 41.3 Do 17:15 HS 218
Deterministic single photon pulses from an ion-cavity system
— •Matthias Keller 1 , Birgit Lange 1 , Kazuhiro Hayasaka 2 ,
Wolfgang Lange 1 , and Herbert Walther 1 — 1 Max-Planck-
Institut für Quantenoptik, Garching, Germany — 2 Communications
Research Laboratory, Kobe, Japan
A single atom in a high-finesse optical cavity is an ideal source of single
photons. Each photon is triggered by an external pump pulse and
delivered to a well-defined output mode [1,2]. Completely deterministic
output characteristics and a high cw-efficiency of the device require a
continuous and controlled interaction between atom and field. We have
met this condition by localizing a single 40 Ca + -ion in a small optical cavity.
By means of laser Doppler-cooling, the position spread of the ion’s
wavepacket along the cavity axis was reduced to 5% of the transition
wavelength, so that the Lamb-Dicke regime is reached [3].
The cavity is coupled to the transition from the excited P1/2 level to
125
the metastable state D3/2 in 40 Ca + at a wavelength of λ = 866nm. We
generate single photons by driving a cavity assisted Raman transition between
ground- and D-state. Mirrors with ultralow losses on the order of
10 ppm ensure a high outcoupling efficiency. The system has the potential
to generate other non-classical states of the electromagnetic field.
[1] C.K.Law, H.J.Kimble, J. Mod. Opt. 44, 2067 (1997).
[2] A.Kuhn, M.Hennrich, G.Rempe, Phys. Rev. Lett. 89, 67901 (2002).
[3] G.R.Guthöhrlein, M.Keller, K.Hayasaka, W.Lange, and H.Walther,
Nature 414, 49 (2001).
Q 41.4 Do 17:30 HS 218
Lebensdauer des metastabilen D5/2 Niveaus eines 40Ca + Ions bei
Ankopplung an das Vakuumfeld in einem Resonator — •Axel
Kreuter, Christoph Becher, Gavin Lancaster, Carlos Russo,
Ferdinand Schmidt-Kaler und Rainer Blatt — Institut für
Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Austria
Die natürliche Lebensdauer des D5/2 Niveaus von 40Ca + wurde an einem
einzelnen gefangenen Ion mithilfe einer wechselwirkungsfreien Methode
gemessen. Anders als bei der Quantensprung-Methode wird das Ion
nicht kontinuierlich beobachtet, sondern der Zerfall nach einer wechselwirkungsfreien
Wartezeit gemessen. Das Ergebnis τ=1160(14)ms stimmt
innerhalb einer Standardabweichung mit dem genauesten veröffentlichten
Wert überein. Diese Methode wurde dazu verwendet, die Verkürzung
der Lebensdauer zu messen, die aus der Ankopplung des Ions an das
Vakuumfeld in einem Resonator resultiert. Der Resonator wurde dafür
mithilfe eines Transfer-Lasers auf den S1/2-D5/2 Übergang stabilisiert.
Dieses Experiment zeigt, dass die kontrollierte Kopplung von Atom und
(Vakuum)Resonatorfeld über längere Zeit möglich ist. Das ist die Voraussetzung
für die Realisierung einer Reihe von Vorschlägen zur Quanteninformationsverarbeitung
mit Ionen in optischen Resonatoren.
Q 41.5 Do 17:45 HS 218
Single atom capturing effect from a single distant mirror —
•Alex Wilson, Pavel Bushev, Jürgen Eschner, and Rainer
Blatt — Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Technikerstraße
25, A-6020 Innsbruck, Austria
A single, trapped barium ion is seen to experience vacuum field forces
due to the presence of a single, plane, mirror some 25 cm away. These
forces are associated with a mirror-induced shift of the excited state,
which was recently observed using a spectroscopic method to probe the
internal state of the ion [1]. This shift is the dispersive counterpart to the
modified spontaneous decay rate previously observed [2]. The magnitude
of these effects are scaled by the collection efficiency of the lens that collimates
light from the 138 Ba + ion onto the retro-reflecting mirror. Scanning
the ion-mirror distance leads to a sinusoidally-varying shift of the excited
state. The mirror therefore establishes weak trapping and anti-trapping
potentials that alter the strong confining potential of the Paul trap. A
new technique has enabled the sensitive and rapid measurement of the
ion’s 1 MHz oscillation frequency. This trap frequency is seen to vary
upon changing the ion-mirror distance. Hence so-called vacuum forces,
due to the presence of the mirror, have been observed by measuring the
motional (or external) states of the ion. In the strictest sense the effects of
the mirror cannot be described by modified vacuum fields alone and the
ion’s own radiation reaction field must also be considered to be modified.
[1] M.A. Wilson et al., Phys. Rev. Lett. 91, 213602, (2003)
[2] J. Eschner et al., Nature 413, 495-498, (2001)

Q 41.6 Do 18:00 HS 218
Experimente mit dem Ein-Atom Maser — •Thomas Becker,
Jozef Fülöp, Gabriele Marchi, Pierre Thoumany, Linas Urbonas
und Herbert Walther — Max-Planck Institut für Quantenoptik,
Hans Kopfermann Str. 1, 85748 Garching
Im Ein-Atom Maser kann die Quantenphysik der Licht-Materie Wechselwirkung
auf elementare Weise untersucht werden. Dabei durchqueren
einzelne Rydberg-Atome einen Mikrowellen-Resonator hoher Güte
und werden anschließend zustandsselektiv nachgewiesen. Auf diese Art
können Feldzustände mit einer festen Photonenzahl im Resonator deterministisch
erzeugt und nachgewiesen werden. Ebenso können durch die
Wechselwirkung mit dem Resonator langreichweitige Korrelationen im
Atomstrahl erzeugt werden. In diesem Vortrag wird ein neuer Messaufbau
vorgestellt, der die Einstrahlung eines klassischen Mikrowellenfeldes
in den Resonator ermöglicht und so die Messung der Phaseneigenschaften
der Maser-Feldes erlaubt.
Q 41.7 Do 18:15 HS 218
Collective interference of N driven atomic dipoles with a high-
Q cavity mode — •Stefano Zippilli 1 , Giovanna Morigi 1 , and
Helmut Ritsch 2 — 1 Abteilung fuer Quantenphysik, Universitaet Ulm,
Albert-Einstein-Allee 11, D-89069 Ulm — 2 Institut fuer Theoretische
Physik, Universitaet Innsbruck, Technickerstr. 25/2, A-6020 Innsbruck
We study the dynamics of N coherently driven two-level atoms strongly
coupled to a high finesse optical resonator. Analogous to a single driven
atom in a lossless cavity [1], the quantum interference of the cavity mode
field and the pump field creates an intensity minimum in the vicinity of
each driven atom and suppresses spontaneous emission and light shift.
Even for strong driving fields the atoms are only weakly saturated and
the probe absorption spectra reveals the vacuum Rabi splitting. We find
that, even in the case of an empty-cavity linewidth bigger than the atomic
linewidth, one regains destructive interference through the cooperative
action of many atoms. Despite of opening more loss channels, cavity decay
becomes the dominant decay channel with growing atom number.
The magnitude of the effect shows a strong dependence on the relative
atomic distances being maximum for a regular lattice of atoms. Both of
these results can give a new key to understand recent experiments on
collective cavity cooling [2].
[1] P. Alsing et al, Phys. Rev. A 45, 5135 (1992).
[2] A.T. Black et al, Phys. Rev. Lett. 91, 203001 (2003).
Q 42 Ultrakurze Lichtimpulse: Carrier-Envelope-Phase
Zeit: Donnerstag 16:30–18:45 Raum: HS 223
Q 42.1 Do 16:30 HS 223
SPIDER mit erweitertem Dynamikbereich für die Charakterisierung
oktavenspannender Weißlichtpulse — •Gero Stibenz
und Günter Steinmeyer — Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik
und Kurzzeitspektroskopie, Max-Born-Str. 2a, D-12489 Berlin
Die in Hohl- und Mikrostrukturfasern erzeugten Weißlichtkontinua haben
zu einer Renaissance der Kontinuumserzeugung geführt. Könnte man
die Dispersion dieser oft mehrere Oktaven überspannenden Spektren
perfekt rekomprimieren, so würden Pulsdauern < 2fs resultieren. Ein
Grund dafür, daß dieses bislang nicht erreicht werden konnte, besteht in
der Schwierigkeit, die Pulsdauer solcher Kontinuumspulse überhaupt zu
messen. Autokorrelationen gelten gemeinhin als zu unzuverlässig, aber
auch die sog. kompletten Charakterisierungsverfahren SPIDER [1] und
FROG [2] haben Schwierigkeiten mit den teilweise extremen Einbrüchen
der spektralen Intensität [3]. Bei SPIDER geht in diesen ” schwarzen
Löchern“ oft der Interferenzkontrast verloren, was Fehler bei der Phasenrekonstruktion
erzeugt. Wir stellen hier eine neue Variante des SPIDER-
Verfahrens vor, die den Dynamikbereich bei der Akquisition der Interferogramme
erhöht. Dieses gelingt durch schnelle Messung vieler SPIDER-
Interferogramme mit einer kHz-Zeilenkamera und anschließender phasensensitiver
Rauschunterdrückung. Bei dieser Methode wird der SPIDER-
Algorithmus zweimalig auf die Meßdaten angewandt. Dieses neue Verfahren
demonstrieren wir mit Kontinuumspulsen von 4.7 fs Pulsdauer.
[1] C. Iaconis, I. A. Walmsley, IEEE J. Quantum Electron. 35, 501 (1999).
[2] R. Trebino et al., Rev. Sci. Instrum. 68, 1 (1997).
[3] D. Keusters et al., J. Opt. Soc. Am. B 20, 2226 (2003).
Q 42.2 Do 16:45 HS 223
Noise in phase-coherent supercontinua generated in microstructure
fibers — •Nils Haverkamp und Harald R. Telle
— Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116
Braunschweig
We investigated the comlex intensity modulation transfer function for
supercontinuum (SC) generation in microstructure fibers (MSF), i.e. we
measured, how intensity fluctuations of pulses coupled into a MSF translate
into intensity and/or phase fluctuations in the fiber output spectrum.
For SC generation with pulse energies of some 200pJ in 120 mm of Lucent
MSF, we found intensity modulation gain factors not larger than
100, and nonlinear phase shifts not exceeding 40 rad per percent of pulse
energy change.
In future apllications, such as optical pulse synthesis and using a self
referenced frequency comb as an optical clock work for an optical frequency
standard, the short term stability depends on the magnitude of
intensity and/or phase fluctuations in the comb spectrum. We measured
the fluctuations induced by input pulse intensity fluctuations and show,
that our Ti:Sa-comb-generator can be used to transfer the short term sta-
126
bility of any optical frequency standard to any optical or radio/microwave
frequency with an instabilty of 10E-15 in one second.
Q 42.3 Do 17:00 HS 223
Passive all-optical phase locking of two femtosecond Ti:sapphire
lasers — •Florian Sotier 1 , Markus Betz 1 , Florian Tauser 1 ,
Stephan Trumm 1 , Alfred Laubereau 1 und Alfred Leitenstorfer
2 — 1 Physik-Department E11, TU München, D-85748 Garching —
2 Fachbereich Physik, Universität Konstanz, D-78457 Konstanz
Two independently tunable femtosecond Ti:sapphire lasers are passively
synchronized with a stable relative carrier-envelope offset phase.
Heterodyning the spectral overlap of the frequency combs from the two
oscillators, we observe multiple regimes for the cavity length difference
where the relative round-trip phase slip is effectively locked to zero. The
phase-locking is also verified analyzing the combined optical spectrum of
the two laser pulse trains. The strong correlation of the femtosecond pulse
trains is maintained over minutes without any external stabilization and
relative cavity lenght variations of 50 nm are compensated. Cross-phase
modulation beyond the slowly varying amplitude picture is responsible
for the phase synchronization. This mechanism takes full advantage of
the nonresonant optical nonlinearity of the shared gain medium which is
much faster than the optical cycle.
Q 42.4 Do 17:15 HS 223
Measurement of the absolute phase of few-cycle laser pulses
— •Fabrizio Lindner 1 , M. G. Schätzel 1 , G.G. Paulus 1,2,3 , H.
Walther 1,2 , A. Baltuska 4 , E. Goulielmakis 4 , M. Lezius 4,5 , and F.
Krausz 1,4 — 1 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D 85748 Garching,
Germany — 2 Ludwig-Maximiliams-Universität München, D 85748
Garching, Germany — 3 Texas A&M University, Department of Physics,
College Station, TX 77843-4242, USA — 4 Institut für Photonik, Technische
Universität Wien, A 1040 Wien, Austria — 5 Institut für Ionenphysik,
Universität Innsbruck, A 6020 Innsbruck, Austria
We present experiments of photoionization of rare gases conducted
with phase-stabilized few-cycle laser pulses. The detected asymmetry of
electron emission in the two polarization directions (stereo-ATI) allowed
for the first time the unambiguous determination of the absolute phase of
the pulse [1] and its spatial variation along the laser focus (Gouy phase,
[2]).
Besides the use of the ATI-phasemeter as an essential tool for experiments
requiring long-term phase stability, more fundamental aspects of
the ionization process will be discussed. In particular, the electrons’ motion
under the driving laser field can be reconstructed with unprecedented
attosecond resolution.
[1] Phys. Rev. Lett., in press
[2] Phys. Rev. Lett., submitted

Q 42.5 Do 17:30 HS 223
Spatial and temporal control of optical near field distributions
using femtosecond polarization pulse shaping — •W. Pfeiffer 1 ,
F.J. Garcia de Abajo 2 , and T. Brixner 3 — 1 Universität Würzburg,
Physikalisches Institut EP1, 97074 Würzburg, Germany — 2 Centro
Mixto CSIC-UPV/EHU, 20080 San Sebastian, Spain — 3 University of
California at Berkeley, Department of Chemistry, Berkeley, CA 94720,
USA
Optical near-field distributions are at the center of experimental techniques
such as scanning photon tunneling microscopy (STM) or near-field
two-photon fluorescence microscopy. Ultrahigh spatial resolution is provided
by making use of the optical field enhancement in the vicinity of a
sharp tip. We simulate the field distribution near an STM tip/sample geometry
under the irradiation with polarization-shaped femtosecond laser
pulses by means of the boundary-element method. This allows for the
first time to shape all three mutually orthogonal polarization components
of a femtosecond light pulse in a complex fashion. Using an evolutionary
algorithm, nonlinear signals and contrast ratios at specific points in
space can be enhanced by optimized light pulses. Apart from applications
in the above-mentioned near-field techniques, this offers the possibility
for three-dimensional quantum control on surface-adsorbed molecules,
accessing 3D wavefunction properties with light fields optimized in all
three polarization directions and along three spatial coordinates.
Q 42.6 Do 17:45 HS 223
Carrier-Envelope Phase Measurement using a Non Phase
Stable Laser — •Matthias Lezius 1,2 , Kevin O’Keeffe 1 , Peter
Jöchl 1 , Herwig Drexel 2 , Verena Grill 2 , and Ferenc Krausz 1
— 1 Institut für Photonik, Technische Universität Wien, Gusshausstr.
27/387, A-1040 Wien — 2 Institut für Ionenphysik, Universität
Innsbruck,Technikerstr. 25, A-6020 Innsbruck
We demonstrate that the phase between the carrier and the pulse envelope
of a few-cycle laser pulse can be retrieved from non phase stable
laser systems, provided that such laser pulses are about 5 fs long and the
repetition rate is in the order of 1kHz. Our approach is based on online
determination of the phase using f − 2f interferometry. By a comparison
of the self referencing interferometric signal with the photoelectron
current emitted into a 7 degree solid angle parallel to the laser polarization
we obtain the absolute value of the carrier envelope phase provided
that Coulomb correction for electron energies below 10eV can be taken
correctly into account.
Q 42.7 Do 18:00 HS 223
Determination of the carrier-envelope phase of ultrashort laser
pulses using metal surfaces — •C. Lemell 1 , P. Dombi 2 , X.-M.
Tong 3 , F. Krausz 2 , and J. Burgdörfer 1 — 1 Inst. f. Theoretical
Physics, Vienna University of Technology — 2 Photonics Inst., Vienna
University of Technology — 3 Dept. of Physics, Kansas State University
Q 43 Biophotonik und Laser in der Medizin
Many results of ultrashort-laser matter experiments strongly depend
on the relative phase ϕ of the field oscillations with respect to the peak
of the laser pulse. Until recently, determination of ϕ was limited by a
±π ambiguity and restricted to high-energy (≫ 1 µJ) pulses. Control
mechanisms for pulses at moderate intensity levels were missing. Our
simulations of ultrashort laser pulses interacting with metal surfaces
based on time dependent density functional theory [1] indicate that
photoemission from surfaces, especially in the multiphoton regime
(I < 10 13 W/cm 2 ), might be a promising candidate for measuring ϕ
for pulse durations τ shorter than 10 fs. To better understand this
surprising result we set up a classical trajectory Monte Carlo simulation
of the process including photon absorption by conduction band electrons
giving insight into the relative importance of underlying mechanisms.
First experiments [2] support out predictions.
This work has been supported by Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen
Forschung under project no. FWF-SFB016.
[1] C. Lemell et al., Phys. Rev. Lett. 90, 076403 (2003).
[2] A. Apolonsky et al., submitted to Phys. Rev. Lett. (2003).
Gruppenbericht Q 42.8 Do 18:15 HS 223
Phase-locked chirped pulse optical parametric amplification
of 12 fs pulses from a Ti:sapphire oscillator — •Jens Biegert,
Christoph P. Hauri, Philip Schlup, and Ursula Keller —
Physik Department, Swiss Federal Institute of Technology (ETH),
Zürich, Switzerland
We present first results of direct chirped pulse optical parametric amplification
of 12-fs, 1.7 nJ pulses from a phase-locked Ti:sapphire oscillator.
The interaction is modeled with a 3D code and experimental
parameters agree well with the simulation. Preliminary experimental results
showed amplified spectra spanning a bandwidth of 160 nm with an
energy of 85 µJ (0.9 mJ pump at 400 nm), supporting a transform limited
pulse duration of 9.8 fs. Compression only led to 28 fs pulses, measured
with SPIDER, due to the limited optics bandpass (48 nm, supporting
21 fs) in our setup. Furthermore, we could confirm that the phase-lock
of the oscillator pulses is conserved in the amplification process, hence
this technique can potentially give access to phase-locked, high-energy
few-cycle pulses.
Zeit: Donnerstag 16:30–18:30 Raum: HS 224
Q 43.1 Do 16:30 HS 224
A single-nanoparticle biosensor based on light scattering
spectroscopy — •Gunnar Raschke 1 , Sandra Brogl 1 , Stefan
Kowarik 1 , Thomas Franzl 1 , Carsten Sönnichsen 1 , Thomas
A. Klar 1 , Jochen Feldmann 1 , Alfons Nichtl 2 , and Konrad
Kürzinger 2 — 1 Photonics and Optoelectronics Group, Physics
Department and Center for NanoScience, Ludwig-Maximilians-
Universität, Amalienstr. 54, 80799 Munich — 2 Roche Diagnostics
GmbH, Nonnenwald 2, 82372 Penzberg
We present a novel biosensor for the optical detection of molecular
binding events based on scattering spectroscopy of single functionalized
gold nanoparticles.
The scattering spectrum of a gold metal nanoparticle shows a distinct
resonance in the visible due to a collective oscillation of its conduction
band electrons. The spectral position of this nanoparticle plasmon resonance
(NPPR) depends sensitively on the dielectric properties of the
particle’s immediate surrounding. Molecular binding events inside this
nanoenvironment alter the refractive index and can therefore be deduced
from a shifted plasmon resonance position.
We monitor the homogenous NPPR spectrum of a single gold nanoparticle
which allows us to detect spectral shifts of only a few meV. There-
127
fore, less than 200 molecules with a molecular weight of only 50 000 D can
be detected under physiological conditions. We demonstrate this concept
using gold nanoparticles functionalized with biotin to detect streptavidin
molecules [1].
[1] G. Raschke et al., Nano Letters, 3, 935 (2003).
Q 43.2 Do 16:45 HS 224
Mikrobewegungsanalyse an lebenden Zellen und Kleinstlebewesen
mit photorefraktiven Neuigkeitsfiltern — •Vishnu Vardhan
Krishnamachari, Oliver Grothe, Hendrik Deitmar und Cornelia
Denz — Institut für Angewandte Physik, Westfälische Wilhelms
Universität Münster, D-48149 Münster
Im Rahmen der Biophotonik müssen Methoden entwickelt werden, mit
denen Zellfunktionen in vivo kontinuierlich beobachtet werden können.
Hier stellen wir ein Mikroskop mit einem photorefraktiven Neuigkeitsfilter
vor. Es basiert auf Strahlkopplung in photorefraktiven Kristallen
und reagiert auf Intensitäts- und Phasenänderungen. Es können sowohl
die Bewegung als auch die Veränderung kleinster Objekte kontinuierlich
beobachtet werden. Im Vergleich zu anderen Methoden der Bewegungsdetektion
ist keine weitere Präparation der Objekte notwendig und es
reichen sehr geringe Lichtintensitäten. Im Falle teilweise transparenter

Objekte (Einzeller) lassen sich auf Grund der Phasensensitivität des Mikroskops
Einblicke in Prozesse im Innern der Objekte gewinnen. Das
Mikroskop ermöglicht zudem eine Analyse von Strömungsprozessen in
kleinen Dimensionen.
Neben der Erläuterung des Aufbaus und der Funktionweise des Mikroskops
werden wir Aufnahmen von Mikroorganismen und strömenden
Mikropartikeln zeigen.
Q 43.3 Do 17:00 HS 224
Two Photon Fluorescence Spectroscopy in Physiological Tissue
— •Christian Spitz and Ralf Menzel — Universität Potsdam,
Institut für Physik, Am Neuen Palais 10, 14469 Potsdam
The fluorescence of endogeneous fluorophores as NADH, FAD, and
Protoporphyrin IX is a useful tool in research and clinical diagnostics as
these molecules act as markers for metabolism activity. In physiological
samples unfortunately the strong autofluorescence from connective tissue,
namely Collagen and Elastin, becomes a problem under UV illumination.
We can show how this problem can be overcome by two photon excitation
with fs-laserpulses in the near infrared. Under this excitation
conditions the fluorescence behaviour of Collagen and Elastin drastically
changes while the aimed Fluorophores act as under single photon excitation.
Q 43.4 Do 17:15 HS 224
Ultraschnelle holografische Gesichtsvermessung für medizinische
Anwendungen — •Susanne Frey 1 , Jens Bongartz 1 , Dominik
Giel 2 , Andrea Thelen 1 , Natalie Ladriere 1 , Andreas Zepp 1
und Peter Hering 1,3 — 1 Stiftung caesar, Ludwig-Erhard-Allee 2,
53175 Bonn — 2 Universität Bonn, D-53012 Bonn — 3 Institut für Lasermedizin,
Universität Düsseldorf, Universitätsstrasse 1, 40225 Düsseldorf
Holografie als Methode zur Speicherung eines Wellenfeldes birgt die
Möglichkeit der dreidimensionalen Vermessung von Oberflächen. In diesem
Beitrag wird ein holografisches System zur Vermessung von Gesichtsoberflächen
vorgestellt. Dazu wird eine Person mit einer gepulsten
holografischen Kamera aufgenommen, die auf einem frequenzverdoppelten
Nd:Ylf-Laser basiert (Pulsdauer 35 ns (FWHM), 6 m Kohärenzlänge,
2 Joule Pulsenergie, 526,5 nm). Die Kamera ist auf Portraitholografie
optimiert und augensicher. Das reelle Bild des Hologramms wird
schichtweise digitalisiert und die Bildinformation numerisch bearbeitet.
Oberflächen werden durch Fokusfindung im reellen Bild identifiziert. Die
Oberflächenmodelle werden mit der Helligkeitsinformation aus dem reellen
Bild pixelgenau texturiert. Der Einsatz von Planspiegeln erlaubt
die gleichzeitige Aufnahme mehrerer Ansichten eines Objekts oder einer
Person, wodurch Abschattungen kompensiert werden können. Hauptanwendungsbereiche
des Systems sind die Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
und die plastische Chirurgie, wo die holografische Methode bereits
für Planungen und Dokumentationen von Operationen eingesetzt wird.
Q 43.5 Do 17:30 HS 224
Nachweis von Stickstoffmonoxid aus Flüssigkeiten mit der
Faraday-Modulations-Spektroskopie — •Sven Thelen 1 , Markus
Horstjann 1 , Christoph V. Suschek 2 , Peter Hering 1
und Manfred Mürtz 1 — 1 Institut für Lasermedizin, Universität
Düsseldorf, www.ilm.uni-duesseldorf.de/tracegas — 2 Institut für
Molekulare Medizin, Universität Düsseldorf
Die Analyse des NO-Radikals aus endogenen Flüssigkeiten (z.B. Blut
oder Schweiß) eröffnet der Medizin die Möglichkeit, wichtige vom NO
im Körper gesteuerte Prozesse zu beobachten [1]. Der schnelle Transport
des NO ohne Gasaufbereitung durch die Nachweiszelle verhindert
die Wechselwirkung mit anderen Molekülen. Der dadurch in der Probe
enthaltene Anteil an gasförmigem Wasser stellt für viele herkömmliche
Nachweismethoden ein Problem dar.
Wir stellen die Faraday-Modulations-Spektroskopie (FAMOS)
als querempfindlichkeitsfreie Nachweismethode vor, die für den
zeitaufgelösten NO-Nachweis sehr gut geeignet ist. FAMOS ist eine radikalspezifische
Nachweismethode, die auf der Faraday-Drehung von linear
polarisiertem Licht basiert. Wir erreichen eine Nachweisempfindlichkeit
von 25 ppb NO bei einer Zeitauflösung von 300 ms. Als Lichtquelle
benutzen wir einen LN2-gekühlten 5,2 µm cw-Quanten-Kaskaden-Laser
(QCL). Bei unseren Untersuchungen haben wir die Freisetzung des
128
NO-Moleküls aus verschiedenen Flüssigkeiten, u.a. aus menschlichem
Schweiß, zeitaufgelöst und quantitativ beobachtet.
[1] Suschek et al., FASEB J., 17 (13), 2003.
Q 43.6 Do 17:45 HS 224
Parts-per-trillion Empfindlichkeit für die medizinische Atemgasanalyse
mittels Infrarot-Cavity-Leak-Out Spektroskopie —
•Golo von Basum 1 , Daniel Halmer 1 , Frank Müller 2 , Frank
Kühnemann 2 , Stephan Schiller 3 , Peter Hering 1 und Manfred
Mürtz 1 — 1 Institut für Lasermedizin, Universität Düsseldorf —
2 Institut für Angewandte Physik, Universität Bonn — 3 Institut für
Experimantalphysik, Universität Düsseldorf
www.ilm.uni-duesseldorf.de/tracegas
Im menschlichen Atem sind eine Vielzahl von Stoffen enthalten, die
Rückschlüsse auf verschiedene Prozesse im Organismus ermöglichen. Viele
sind aber nur in geringsten Konzentrationen vorhanden, z.B. Ethan,
das ein Marker für oxidativen Stress ist. Die Cavity-Leak-Out Spektroskopie
(CALOS) ist sehr gut geeignet für die höchstempfindliche, schnelle
Analyse von Spurengasen im sub-ppb-Bereich[1]. Unterschiedliche Laserquellen
(CO-Laser, CO-Oberton-Laser, DFG, OPO, λ=3–5µm) werden
eingesetzt, um einen Resonator hoher Güte (L=50 cm; R=99,986%) anzuregen,
wodurch effektive optische Weglängen von bis zu 3,6 km erreicht
werden. Nach der Anregung des Resonators wird die Laserstrahlung unterbrochen
und der zeitliche Verlauf der exponentiell abklingenden Strahlung
aufgezeichnet. Wir erreichen hiermit minimal nachweisbare Absorptionskoeffizienten
von 1,6×10 −10 cm −1 / √ Hz. Dies entspricht einer Nachweisgrenze
für Ethan von 6 ppt/ √ Hz. Der simultane Nachweis von Ethan,
Methan und Wasser im menschlichen Atem sowie die Analyse weiterer
relevanter Spurengase (CO, NO, OCS) werden vorgestellt.
[1] von Basum et al. J. Appl. Physiol. 95 2583 (2003)
Q 43.7 Do 18:00 HS 224
Optische Stimulation von SH-SY5Y Neuroblastoma-Zellen —
•Jörn Cordes und Sebastian Bartel — Laser Zentrum Hannover,
Hollerithallee 8, 30149 Hannover
Die elektrische Stimulation von Nervenfasern wird heute bereits routinemäßig
im klinischen Alltag eingesetzt (Herzschrittmacher, Innenohrimplantate,
u. ä.). Die dabei erreichbare räumliche Auflösung ist durch
mangelhafte elektrische Ankopplung äußerst gering und erlaubt keine selektive
Anregung einzelner Neuronen. Lediglich unter Laborbedingungen
lassen sich in sog. Patch-Clamp Messungen Einzelzellen studieren, die
während der Messung irreversibel geschädigt werden. Am Laserzentrum
Hannover führen wir derzeit Experimente zur optischen Anregung von
Neuroblastoma-Zellen mittels kurzer Pulse im sichtbaren Spektralbereich
durch. Untersucht werden dabei Möglichkeiten zur optischen Stimulation
von Ionenkanälen um das Membranpotential der Zellen kontrolliert
zu verändern und so Aktionspotentiale auszulösen. Dadurch wäre die
nicht-invasive Steuerung und Untersuchung von Reizleitungsvorgängen
möglich.
Q 43.8 Do 18:15 HS 224
A multicolor confocal laser scanning microsope with fast spectral
detection by CCD — •Joachim Walter 1 , Christian Seebacher
2 , and Rainer Uhl 1,2 — 1 Till I.D., Am Klopferspitz 19, 82152
Martinsried — 2 Bioimaging Zentrum,m Am Klopferspitz 19, 82152 Martinsried
Confocal laser scanning microscopes are routinely used in biological
research for the generation of 3D microscopical images of fluorescently
tagged structures. Simultaneous imaging of multiple structures requires
the ability to separately detect a large number of fluorochromes. Obstacles
to the spectral separation are overlapping excitation and emission
spectra of fluorochromes and limited detection efficiency of microscopes.
We present a confocal microscope setup with increased detection efficiency.
This is achieved by two approaches: First, a beamsplitter with
higher edge steepness than common dichroic mirrors is employed. Second,
a CCD camera is used as detector, which has a 2-10 times higher
quantum efficiency than commonly used photomultipliers in the relevant
spectral region. The CCD camera is part of a prism spectrograph. With
this setup full spectra or flexibly binned spectral bands of the emission
light can be recorded at timescales of microseconds.

Q 44 Gruppenberichte Quantengase
Zeit: Donnerstag 16:30–18:30 Raum: HS 225
Gruppenbericht Q 44.1 Do 16:30 HS 225
Realization of an Atom Laser based on Bose-Einstein condensates
in magneti field insensitive states — •Giovanni Cennini,
Gunnar Ritt, Carsten Geckeler, and Martin Weitz —
Physikalisches Institut der Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle
14, 72076 Tübingen Germany.
A novel type of atom laser is realized by all optical techniques [1]. Our
experiment is based on a Bose-Einstein condensate (BEC) of atoms generated
by direct evaporative cooling of atoms in a single beam optical
dipole trap. The atoms are in mF = 0 Zeeman state, making this atom
laser insensitive to stray magnetic fields.
In our apparatus, cold rubidium atoms are initially prepared in a
magneto-optical trap and then transferred to a CO2-laser optical dipole
trap. Such optical traps offer a state-independent confinement, allowing
for studies of atomic systems which cannot be stored in magnetic traps,
such as multiple spin-states. Evaporation to a BEC is achieved by continuously
lowering the trapping potential depth. This generates a spinor
condensate with 1.2 ×10 4 atoms distributed among the different Zeeman
states of the hyperfine ground state F = 1. When a moderate magnetic
gradient is applied, the atoms condense into a field insensitive mF = 0
Zeeman state alone. Once the degenerate regime is achieved, the trapping
potential is smoothly lowered until gravity couples out condensed atoms.
The stability of the generated coherent, monoenergetic beam is limited
only by trapping laser intensity fluctuations.
Gruppenbericht Q 44.2 Do 17:00 HS 225
Coherent matter waves near surfaces — •Peter Krüger 1 ,
Stephan Wildermuth 1 , Sebastian Hofferberth 1 , Mauritz
Andersson 1 , Sönke Groth 1,2 , Elmar Haller 1 , Leonardo
Della Pietra 1 , Mihael Brajdic 1 , Israel Bar-Joseph 2 , and
Jörg Schmiedmayer 1 — 1 Physikalisches Institut, Universität
Heidelberg, 69120 Heidelberg — 2 Weizmann Institut, Rehovot, Israel
Surface mounted current and charge carrying structures can be used
to tailor a great variety of different micro-potentials for neutral atoms. In
analogy to electronic chips, atom chips for the controlled manipulation
of matter waves can be formed. At this stage, a number of atom-optical
tools, such as traps, guides, and beam splitters have been developed and
tested in the laboratory, and experiments in different fields of physics
have become possible.
Here, we report on our investigations with Bose-Einstein condensates
(BEC) and ultracold thermal atoms just above the critical condensation
temperature. Surface disorder potentials are studied with atoms that are
separated from a conductor surface by tens of microns down to a few
microns. We will present results for stationary traps as well as matter
wave guides in which the atoms are transported in a controlled way.
The extreme sensitivity of dilute BECs to any potential roughness allows
to characterize the surface potential with high precision. From our
Q 45 Quanteninformation IV
experiments, the high demands on the chip fabrication become apparent
and the possibilities for coherent manipulation of matter waves can be
judged. This is of particular relevance for the implementation of elementary
quantum processors on atom chips.
Gruppenbericht Q 44.3 Do 17:30 HS 225
Physik mit Spinor Bose-Einstein Kondensaten — •Holger
Schmaljohann, Michael Erhard, Jochen Kronjäger, Christoph
Becker, Thomas Garl, Kai Bongs und Klaus Sengstock
— Institut für Laserphysik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee
149, 22761 Hamburg, Germany
Durch die geringe kinetische Energie werden in ultrakalten Quantengasen
- speziell in Bose-Einstein Kondensaten - Spindynamik, d.h. magnetische
Effekte, sichtbar. Damit werden erstmals Vergleiche allgemeiner magnetischer
Wechselwirkungen von Festkörpersystemen bis hin zu Gasen
möglich. Wir geben einen Überblick über unsere aktuellen experimentellen
und theoretischen Ergebnisse zu den statischen und dynamischen
magnetischen Eigenschaften von 87 Rb Bose-Einstein Kondensaten. Wir
präsentieren Messungen zum Grundzustand von 87 Rb, die in der F=1
Hyperfein-Mannigfaltigkeit ferromagnetisches und in der F=2 Mannigfaltigkeit
antiferromagnetisches Verhalten zeigen [1]. Zudem diskutieren
wir das reichhaltige Wechselspiel zwischen kohärenter Dynamik und inkohärenter
Spindynamik durch Thermalisierungseffekte.
[1] H. Schmaljohann et al., cond-mat/0305497.
Gruppenbericht Q 44.4 Do 18:00 HS 225
Low dimensional Bose gases in optical lattices — •Michael
Köhl, Thilo Stöferle, Henning Moritz, Christian Schori, and
Tilman Esslinger — Institut für Quantenelektronik, ETH Zürich, CH-
8093 Zürich
We report on the realization and investigation of one-dimensional
trapped Bose gases in the mean-field and in the strongly interacting
regime. In the weakly interacting mean-field regime we have characterized
the gas by measuring collective excitations and we find the ratio
of the frequencies of the lowest compressional (breathing) mode and
the dipole mode to be (ωB/ωD) 2 � 3.1. For a thermal gas we measure
(ωB/ωD) 2 � 4 [1]. By adding a periodic potential along the axis of the
1D gas we can tune the gas from a strongly interacting superfluid into
the Mott-insulating phase. We study the gas by Bragg spectroscopy and
find that the excitation spectra cannot be understood by Bogoliubov
theory [2]. The excitation spectra of both phases are compared to the
three-dimensional gas and to the crossover regime from one to three dimensions.
The coherence properties of the gas in all configurations are
measured quantitatively.
[1] H. Moritz et al., to appear in Phys. Rev. Lett.
[2] T. Stöferle et al., preprint 2003.
Zeit: Freitag 11:00–13:00 Raum: HS 101
Gruppenbericht Q 45.1 Fr 11:00 HS 101
Entanglement of a single photon with an atom-cavity system —
•T. Legero, T. Wilk, M. Hennrich, A. Kuhn, and G. Rempe —
Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748
Garching, Germany
The coalescence of two identical photons superposed on a 50/50 beamsplitter
is a well known effect [1], for which a time resolved analysis reveals
that it can also be interpreted as a measurement induced entanglement,
followed by an interferometric verification. Because the beamsplitter conceals
the origin of the first detected photon, the remaining photon is projected
into a path-entangled state [2]. We apply this effect to entangle a
single atom with a single photon, and to determine degree and lifetime
of the entanglement.
A strongly coupled atom-cavity system generates two successive singlephoton
wave packets which are long compared to the time resolution of
our detectors [3]. The first photon is sent into a 1100 m long optical fiber
and impinges on a beamsplitter simultaneously with the second photon
that travels along a negligibly short path. Since the coherence time ex-
129
ceeds the photon transit time from the source to the beamsplitter, the
first photodetection induces an entanglement between the photonic field
mode of the fiber and the state of the source atom. This entanglement is
verified in a correlation experiment where the phase of the superposition
state is changed in a controlled manner.
[1] Hong et al.PRL 59, 2044 (1987); Santori et al.Nature 419, 594 (2002)
[2] Legero et al.Appl.Phys.B77, 797 (2003)
[3] Kuhn et al.PRL 89, 67901 (2002)
Q 45.2 Fr 11:30 HS 101
Quantum dot single photon sources: prospects for applications
in linear optics quantum computation — •Alper Kiraz 1 , Mete
Atatüre 2 , and Atac Imamo¯glu 2 — 1 Department Chemie, Ludwig-
Maximilians Universität München, Butenandtstr. 11, D-81377 München,
Germany — 2 Quantenelektronik, ETH-Hönggerberg, HPT G12, CH-8093
Zurich, Switzerland
An optical source that produces single photon pulses on demand has
potential applications in linear optics quantum computation, provided

that stringent requirements on indistinguishability and collection efficiency
of the generated photons are met[1]. We show that these are conflicting
requirements for the recently demonstrated quantum dot single
photon sources that are incoherently pumped via reservoirs[2].
As a model for a coherently pumped single photon source, we consider
cavity-assisted Raman transitions in a single three-level system in the
Λ-configuration[3].We demonstrate that using such a source, arbitrarily
high collection efficiency and indistinguishability of the generated photons
can be obtained simultaneously with increased cavity coupling. In
the absence of dephasing, our calculations reveal maximum collection efficiency
and indistinguishability of 99 % for a Purcell factor of 40, without
necessitating the strong coupling limit. This regime, that is readily available
in current cavity-QED experiments using atoms, can potentially be
reached with a single quantum dot embedded in a microcavity.
[1] E. Knill et al., Nature 409, 46 (2001).
[2] P. Michler et al., Science 290, 2282 (2000).
[3] A. Kuhn et al., Phys. Rev. Lett. 89, 067901 (2002).
Q 45.3 Fr 11:45 HS 101
Photon polarisation entanglement from distant dipole sources
— •Almut Beige 1,2 and Yuan Liang Lim 1 — 1 Blackett Laboratory,
Imperial College London, London, UK — 2 Centre for Quantum Information,
Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics,
University of Cambridge, Cambridge, UK
It is commonly believed that photon polarisation entanglement can
only be obtained via pair creation within the same source or via postselective
measurements on photons that overlapped within their coherence
time inside a linear optics setup. In contrast to this, we show here that
polarisation entanglement can also be produced by distant single photon
sources and without the photons ever having to meet, if the detection
of a photon does not reveal its origin – the which way information. In
the case of two sources, the entanglement arises under the condition of
two emissions in certain spatial directions and leaves the dipoles in a
maximally entangled state [1].
[1] Y. L. Lim and A. Beige, quant-ph/0308095.
Q 45.4 Fr 12:00 HS 101
Upper bounds on success probabilities in linear optics quantum
gates — •Stefan Scheel 1 and Norbert Lütkenhaus 2 — 1 Quantum
Optics and Laser Science, Blackett Laboratory, Imperial College London,
Prince Consort Road, London SW7 2BW, UK — 2 QIT group, Institut für
Theoretische Physik I, Universität Erlangen-Nürnberg, 91058 Erlangen
We develop an abstract way of defining linear-optics networks designed
to perform certain quantum gates. We will be mainly concernced with
the nonlinear sign shift (NS) gate but it will become obvious that all
other gates can be treated in a similar manner. The abstract scheme is
extremely well suited for analytical as well as numerical investigations
since it does not depend on the number of ancilla modes at all. With
that approch we analyse numerically and partially analytically the NS
gate and show evidence that indicates that the success probability of that
gate does not exceed 1/4. This is to our knowledge the strongest bound
to date.
Q 45.5 Fr 12:15 HS 101
Experimentelle vollständige Bell-Zustandsanalyse — •Gerhard
Huber 1 , Carsten Schuck 1 , Oliver Schulz 1 , Christian
Kurtsiefer 2 und Harald Weinfurter 1,3 — 1 Ludwig-Maximilians-
Universität, München — 2 Department of Physics, National University
of Singapore — 3 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching
In vielen Anwendungen der Quanteninformation und -kommunikation
werden die vier maximal verschränkten Bell-Zustände zur Kodierung der
Information zweier Qubits verwendet. Eine zentrale Aufgabe dabei ist es,
die orthogonalen Bell-Zustände unterscheidbar zu detektieren. Wie kürzlich
gezeigt wurde [1], ist dies mit linearen optischen Elementen nicht
zu bewerkstelligen. Nur zwei der vier Zustände können mit Sicherheit
unterschieden werden, bzw. im nichtdeterministischen Fall ist die Wahrscheinlichkeit,
einen Bell-Zustand richtig zu klassifizieren, nicht größer
als 50%.
Die heute gebräuchlichste Methode zur Generierung verschränkter
Photonen ist die spontane parametrische Fluoreszenz, wobei das Photon
eines Pumpstrahls in einem nichtlinearen Medium spontan in zwei Photonen
halber Energie konvertiert. Aufgrund des Entstehungsprozesses sind
diese Photonen nicht nur in ihrer Polarisation verschränkt – in diesem
Freiheitsgrad wird die eigentliche Information kodiert – sondern auch in
Energie bzw. Zeit. Indem wir uns diesen Umstand zunutze machen ist es
uns erstmals möglich, die vollständige Bell-Zustandsanalyse mit linearoptischen
Komponenten durchzuführen, d.h. jeden der vier Zustände mit
Sicherheit von den anderen zu unterscheiden.
[1] J. Calsamiglia, N. Lütkenhaus, Appl. Phys. B 72, 67 (2001)
Q 45.6 Fr 12:30 HS 101
Continuous-variable experiments with a nonlocal single photon
— •Sergei Babitchev, Jürgen Appel, and Alexander I.
Lvovsky — Fachbereich Physik M559, Universität Konstanz
A dual-mode optical qubit, created by overlapping a single photon from
a parametric down-conversion source and a vacuum mode on a beam
splitter, is characterized by means of homodyne tomography. The reconstructed
four-dimensional density matrix extends over the entire Hilbert
space and thus reveals, for the first time, complete information about
the qubit as a state of the electromagnetic state. A nonlocal character
of the reconstructed ensemble is demonstrated by a violation of the Bell
inequality for the quadrature data converted to a dichotomic format.
A remote preparation scheme of an arbitrary single-mode qubit has
been implemented: a quadrature measurement, performed on one of the
spatial modes of the nonlocal single-photon state, collapses it into a superposition
of the single photon and the vacuum state in the other mode.
Experimental results show that the preparation efficiency of the created
qubit can be higher than that of the initial single photon.
Q 45.7 Fr 12:45 HS 101
Continuous variable quantum erasing — •Ulrik Andersen
1 , Olivier Glöckl 1 , Stefan Lorenz 1 , Radim Filip 2 , and
Gerd Leuchs 1 — 1 Institute of Optics, Information and Photonics,
Max-Planck Research Group, University of Erlangen-Nuernberg,
Staudtstr. 7/B2, D-91058 Erlangen,Germany — 2 Department of
Optics,Research Center for Optics,Palacky University,17. listopadu
50,77200 Olomouc,Czech Republic
Due to quantum complementarity the perfect measurement of two conjugate
variables is not possible. In a double slit experiment, this means
that the measurement of the which-way information will destroy the interference
information. However, if one manages to erase the which-way
information, the interference can be revived [1]. In the continuous variable
quantum erasing scheme [2] we consider a Gaussian light state which
can be characterized by two conjugate quadrature variables: the amplitude
and the phase quadrature. Information retrieval can be obtained by
implementing a quantum nondemolition measurement. Performing such
a measurement on the amplitude quadrature gives rise to excess noise
in the phase quadrature according to Heisenbergs uncertainty relation.
However, if the amplitude quadrature is erased, it is possible to revive
the phase information by correlating the outputs. The experimental realization
of such a scheme is presented. [1] M.O. Scully et al., Nature
351,111 (1991) [2] R. Filip, Phys. Rev. A 67, 42111 (2003)
Q 46 Laser in der Medizin und Umweltmesstechnik
Zeit: Freitag 11:00–13:15 Raum: HS 204
Q 46.1 Fr 11:00 HS 204
Laserosteotomie mit gepulsten CO2-Lasern — •Martin Werner
1,2 , Said Afilal 1,2 , Manfred Klasing 1 , Mikhail Ivanenko 1 ,
Peter Hering 1,2 und Antje Rätzer-Scheibe 1 — 1 Lasertechnologie
Gruppe, Forschungszentrum caesar, Bonn (www.caesar.de) — 2 Institut
für Lasermedizin, Universität Düsseldorf (www.ilm.uni-duesseldorf.de)
Die schonende Bearbeitung von Knochengewebe mit Lasern ist eine
Herausforderung, da Knochengewebe auf der einen Seite aus sehr tempe-
130
raturbeständigem Hydroxylapatit besteht, welches einen Schmelzpunkt
von über 1200 ◦ C hat, auf der anderen Seite aber lebende Zellen beherbergt,
die schon bei leichten Temperaturerhöhungen geschädigt werden.
Eine biologisch sehr gut verträgliche Möglichkeit Knochen abzutragen
bieten gepulste CO2-Laser, die zusammen mit einem feinem Luftwasserspray
verwendet werden. Das Modell des Ablationsprozesses basiert darauf,
dass das Wasser im Knochen schnell verdampft wird und bei seiner
Ausdehnung den Knochen lokal in Mikroexplosionen zerreißt.

Es wurden Untersuchungen der Ablationseffizienz an kompakten Knochengewebe,
welches auf verschiedene Weisen entwässert wurde, sowie
an reinem Hydroxylapatit durchgeführt. Hierfür wurde ein kurzgepulster
(FWHM = 50 ns) TEA CO2-Laser verwendet. Im Anschluß wurden die
Oberflächen der bestrahlten Proben mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops
untersucht. Hieraus können Rückschlüsse auf Unterschiede im
Ablationsmechanismus bei entwässerten und feuchten Knochen gewonnen
werden.
Q 46.2 Fr 11:15 HS 204
Untersuchungen zur Netzhautschädigung bei der refraktiven
Laser-Chirurgie am Auge — •Silvia Schumacher 1 , Meike Sander
1 , Holger Lubatschowski 1 und Ute Kaim 2 — 1 Laser Zentrum
Hannover e.V., Hollerithallee 8, 30419 Hannover — 2 Institut für Pathologie,
Tierärztliche Hochschule Hannover, Bünteweg 17, 30559 Hannover
In jüngster Zeit werden mit Hilfe eines nahen infrarot (- 780 nm) ultrakurz
Puls - Lasers refraktive chirurgische Operationen an der Hornhaut
des Auges durchgeführt (fs - LASIK). Durch die Fokussierung des Laserstrahls
wird ein optischer Durchbruch erzeugt und somit das Hornhautgewebe
am Fokuspunkt verdampft. Der Laserstrahl propagiert jedoch
weiter durch das Auge und kann auf weitere Gewebeschichten einwirken.
In der Netzhaut absorbieren insbesondere das retinale Pigmentepithel
und die Aderhaut einen relevanten Teil der Strahlung. Die Absorption
der Strahlungsenergie führt zu einer Temperaturerhöhung der Retina. In
unserem Experiment wird der Einfluss von Laserleistung, Bestrahlungsdauer
und der numerischen Apertur auf die Erwärmung der Retina untersucht.
Der damit verbundene Schädigungsgrad der Retina wird durch histologische
Untersuchungen an Schweineaugen ermittelt und präsentiert.
Q 46.3 Fr 11:30 HS 204
Laserinduzierte Ablation von Festkörpern am Beispiel Plexiglas
— •Birgit A. Bittmann und Dr. Hans-Jochen Foth — TU Kaiserslautern,
Fachbereich Physik, Erwin-Schrödinger Straße, 67663 Kaiserslautern
Aus der Zahnmedizin ist das Problem bekannt, dass ein Zahn, der
mit dem Laser behandelt wird, durch die thermische Einwirkung Spannungen
ausgesetzt ist. Werden diese Spannungen zu groß, so können an
dem Zahn Mikrorisse oder sogar makroskopische Risse entstehen. Um eine
erste Vorstellung von der Schädigung des umliegenden Materials bei
Festkörpern zu bekommen, wurde Plexiglas verwendet, da der gesamte
Bereich von Abtrag und Schädigung aufgrund der Transparenz des
Materials einsehbar und vermessbar ist.
Plexiglasproben wurden mit einem CO2-Laser beschossen, wobei Leistung
und Bestrahlungsdauer variiert wurden. Mit einem Mikroskop wurde
dann die Größe des Kraters und unter Ausnutzung der Spannungsdoppelbrechung
der Verlauf des Schädigungssaumes ausgemessen. Bei Beschuss
der Probe mit unterschiedlichen Pulsanzahlen konnte beobachtet
werden, dass nicht jeder Laserpuls die gleiche Menge an Material abgetragen
hat. Desweiteren wurde das ausgeworfene Material mithilfe einer
Kurzzeitfotographiemethode beobachtet, um dadurch Auswurfgeschwindigkeit
und Form des Auswurfkegels zu bestimmen.
Q 46.4 Fr 11:45 HS 204
Klinische Ergebnisse bei PRK und LASIK mit einem reinen
Festkörper UV-Laser — •Marcel Kirsch, Matthias Lenzner,
Olaf Kittelmann, Rafal Zatonski und Georg Korn — Albert
Einstein Ring 7, 14532 Kleinmachnow
Ein reines Festkörperlasersystem wird für die refraktive Augenchirurgie
am menschlichen Auge benutzt. Anhand klinischer Daten (PRK, LASIK)
zeigen wir eine hervorragende Übereinstimmung zwischen erzieltem und
angestrebtem Ergebnis, eine hohe Sicherheit sowie feine Ablationsprofile
und eine schnelle Wundheilung.
Q 46.5 Fr 12:00 HS 204
Numerische Berechnungen zur nichtlinearen Propagation ultrakurzer
Pulse in Wasser — •Cord Arnold 1 , Alexander Heisterkamp
1 , Holger Lubatschowski 1 und Wolfgang Ertmer 2 —
1 Laser Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee 8, 30419 Hannover —
2 Institut für Quantenoptik, Universität Hannover, Am Welfengarten 1,
30167 Hannover
Wenn fs-Pulse mit Pulsenergien im Bereich von µJ auf eine Strahltaille
von wenigen µm fokussiert werden, werden leicht Intensitäten erreicht,
bei denen mit nichtlinearen Effekten gerechnet werden muss. Es wird ein
Modell zur Beschreibung der nichtlinearen Propagation ultrakurzer Pulse
131
vorgestellt, das Selbstfokussierung und die Erzeugung freier Elektronen
durch Multiphotonen- und Kaskadenionisation beschreibt. Das Modell
ist anwendbar auf isotrope dielektrische Medien.
In Bezug auf Anwendungen ultrakurzer Pulse in der refraktiven Augenchirurgie
wie die fs-LASIK werden Ergebnisse des Modells in Wasser
als nichtlineares Medium vorgestellt. Wasser besitzt in guter Näherung
die optischen Eigenschaften der menschlichen Cornea. Bei der fs-LASIK
werden durch Fokussieren ultrakurzer Pulse in der Cornea gezielt optische
Durchbrüche erzeugt, um dadurch einen Schnittprozess zu erreichen.
Form und Größe der erzeugten Schnitte können durch das Modell mit der
Überschreitung einer kritischen Dichte freier Elektronen in Verbindung
gebracht werden.
Q 46.6 Fr 12:15 HS 204
Dreidimensional aufgelöste Elementanalyse durch Femtosekunden-laserinduzierte
breakdown Spektroskopie — •Lars
Haag, Andreas Assion, Matthias Wollenhaupt, Fedor
Mayorov, Marc Winter, Lars Englert und Thomas Baumert
— Universität Kassel, Experimentalphysik III, Heinrich-Plett-Str. 40,
34132 Kassel
Wir haben durch die Verwendung von Femtosekunden-Laserpulsen und
die Kombination von laserinduzierter breakdown Spektroskopie (LIBS)
mit Mikroskopietechniken ein neues elementspezifisches in-situ Analyseverfahren
entwickelt. Hohe räumliche Auflösung im Femto- bis Attoliterbereich
und elementspezifische Sensitivität im mmol/l Bereich wurden
am Beispiel der spektrochemischen Analyse von gebundenem Calcium in
Pflanzenzellwänden demonstriert [1].
Dieses Verfahren soll zu einem dreidimensionalen Abbildungsverfahren
von Spurenelementen in biologischem Gewebe weiterentwickelt werden.
Da biologische Proben in der Regel eine komplexe Morphologie haben,
muss in einem ersten Schritt die Oberflächenstruktur abgebildet werden.
Mit einer geringen Laserpulsenergie nahe der Plasmaschwelle des Materials
wird die Oberfläche punktweise abgetastet. Die dreidimensionale
Information wird anschließend verwendet, um gezielt mit fs-LIBS eine
Tiefenprofilierung von Spurenelementen vorzunehmen. Dieses neuartige
Konzept wird diskutiert und erste experimentelle Ergebnisse werden vorgestellt.
[1] A. Assion et al. Appl. Phys. B 77, 391 397 (2003)
Q 46.7 Fr 12:30 HS 204
Hochempfindliche Spurengasanalytik mit einem mobilen OPO
gestützten photoakustischen Spektrometer — •Frank Müller 1 ,
Alexander Popp 1 , Stephan Schiller 2 und Frank Kühnemann 1
— 1 Institut für Angewandte Physik, Universität Bonn, Wegelerstr.8,
53115 Bonn — 2 Institut für Experimentalphysik, Universität Düsseldorf,
Universitätsstr. 1, 40225 Düsseldorf
Wir präsentieren ein transportables photoakustisches Spektrometer (1)
für die Analyse von Spurengasen mit Relevanz in Biologie, Medizin und
Umweltanalytik. Als Lichtquelle wird ein Dauerstrich pumpresonanter,
signalresonanter optisch parametrischer Oszillator, basierend auf periodisch
gepoltem LiNbO3, verwendet. Das Design mit zwei unabhängigen
Resonatoren ermöglicht eine sehr gute Wellenlängendurchstimmung im
Bereich von 3100-3900 nm bei einer Ausgangsleistung von bis zu 2 x
100 mW. Bei einer Lock-In-Zeitkontanten von 30 s entspricht die Hintergrundschwankung
einer minimal detektierbaren Absorption von 7.2 x
10 −10 cm −1 . Die Nachweisgrenze z.B. für Ethan liegt damit bei etwa 25
ppt. Damit sind online-Analysen von Umgebungsluftproben möglich.
(1) F. Müller et al., Opt. Express 11 2820 (2003)
Q 46.8 Fr 12:45 HS 204
Entwicklung eines gepulsten Faserverstärkers für ein Brillouin-
LIDAR — •Kai Schorstein und Thomas Walther — Technische
Universität Darmstadt, Institut für Angewandte Physik, AG Laser und
Quantenoptik, Schlossgartenstr. 7, D-64289 Darmstadt
Zur Bestimmung des Temperaturprofils im Ozean kann ein Brillouin-
LIDAR genutzt werden. Die nötigen energiereichen Fourier limitierten
Laserpulse sollen von einem mehrstufigen gepulsten Faserverstärker erzeugt
werden. Der Vortrag gibt eine kurze Übersicht über das Messverfahren
und diskutiert Aufbau und Design des Faserverstärkers. Ferner
werden numerische Simulationen zum Faserverstärker vorgestellt.

Q 46.9 Fr 13:00 HS 204
Design und Test eines FADOF-Systems zur Messung von Temperaturprofilen
von Wasser. — •Alexandru Popescu und Thomas
Walther — TU Darmstadt, Institut für Angewandte Physik, AG
Laser und Quantenoptik, Schlossgartenstr. 7, D-64289 Darmstadt
Vorgestellt wird eine Möglichkeit aktiv Temperaturprofile von großen
Wasserflächen schnell und mit hoher Genauigkeit bis zu theoretischen
Tiefen von 100m zu bestimmen. Dazu soll ein Faraday-Anomalous-
Dispersion-Optical- Filter-System aufgebaut und getestet werden. Es
Q 47 Quanteneffekte IV
nutzt die magnetfeldabhängige Rotation der Polarisation des Lichtes
beim Durchlaufen einer Atomgas-Zelle aus, um einen sehr schmalbandigen,
abstimmbaren optischen Filter aufzubauen. Diese Filter sind in der
Lage kleine Frequenzverschiebungen bei einer Wellenlänge von 532 nm
mit einer Genauigkeit von einigen MHz aufzulösen. Dieses macht die Nutzung
der Brillouin-Streuung im Wasser als Temperaturindikator möglich.
Der Filter ist durch seine Bauart unempfindlich gegenüber Vibrationen
und erlaubt den Einsatz in Flugzeugen oder Hubschraubern.
Arbeiten zur Simulation und experimentelle Realisation werden vorgestellt.
Zeit: Freitag 11:00–13:00 Raum: HS 218
Q 47.1 Fr 11:00 HS 218
Stabilität des gekickten Rotators mit Hilfe des Loschmidtechos
— •Florian Haug 1 , Marc Bienert 1 , Thomas H. Seligman 2 ,
Mark G. Raizen 3 und Wolfgang P. Schleich 1 — 1 Abteilung
für Quantenphysik, Universität Ulm, 89069 Ulm — 2 Centro de Ciencas
Física, University of Mexico, Cuernavaca, Mexico — 3 Center for Nonlinear
Dynamics and Department of Physics, The University of Texas at
Austin, Austin, TX 78712-1081
Das Loschmidtecho kann als mögliches Stabilitätskriterium für die Dynamik
eines Systems sowohl in der klassischen als auch in der quantenmechanischen
Beschreibung herangezogen werden. Dabei wird der Einfluß
kleiner Störungen in der Hamiltonfunktion auf die Zeitentwicklung
des Systems betrachtet. Wir untersuchen mit Hilfe dieses Kriteriums
die Stabilität des quantenmechanischen gekickten Rotators. Nach einem
Vorschlag von A. Peres verwenden wir dazu den quantenmechanischen
Überlapp bzw. die Fidelity zweier leicht unterschiedlich propagierter Wellenfunktionen.
Abhängig davon, ob der klassische Grenzfall des gekickten
Rotators integrabel oder chaotisch ist, erwartet man unterschiedliche
Gesetzmäßigkeiten beim Fidelityzerfall. Wir zeigen dies anhand numerischer
Simulationen und vergleichen diese mit den theoretischen Vorhersagen.
Darüberhinaus diskutieren wir eine mögliche atomoptische Realisierung
zur Messung des Loschmidtechos mit Hilfe eines Bose-Einstein-
Kondensats.
Q 47.2 Fr 11:15 HS 218
Quantum diffusion and spectral properties in the delta kicked
harmonic oscillator — •Andre R. R. Carvalho and Andreas
Buchleitner — Max-Planck-Institute for the Physics of Complex Systems,
Nöthnitzer Str. 38, D-01187 Dresden
The classical delta kicked harmonic oscillator can exhibit very interesting
phase space structures depending on the ratio between the oscillator
and the kicking frequencies. For rational values of this ratio, a stochastic
web covers the phase space following a crystal or quasi-crystal symmetry
while the energy of the system can grow in a diffusive (linear in time)
or anomalous way, depending on the initial condition. The quantum mechanical
version of this model, that could be implemented in ion traps
experiments, can show different behaviors for the energy growth ranging
from complete localization to faster than classical diffusion. We analyze
the quantum diffusion scenario and its relation to the spectral properties
of the system. In particular, we study the role of an effective Planck’s
constant (which is related to the Lamb-Dicke parameter in ion traps) in
the different diffusion regimes.
Q 47.3 Fr 11:30 HS 218
Fidelity for δ-kicked atoms at quantum resonance — •Sandro
Wimberger 1,2 and Andreas Buchleitner 1 — 1 Max-Planck-
Institute for the Physics of Complex Systems, Nöthnitzer Str. 38,
D-01187 Dresden — 2 International Centre for the Study of Dynamical
Systems, Università degli Studi dell’ Insubria, Via Valleggio 11, I-22100
Como
A characteristic feature emanating from classical chaos displays in the
extreme sensitivity to changes of the system’s parameters. On the quantum
level, one may therefore replace “sensitivity to initial conditions” by
“sensitivity to changes in the Hamiltonian” to characterise the stability
of quantum dynamics. A quantitative measure of the stability of quantum
states with respect to changes in the Hamiltonian is the “fidelity”,
the overlap of two initially identical states which are exposed to distinct
evolutions [1].
We present analytical results on the time dependence of the fidelity for
132
an ensemble of δ-kicked atoms, at quantum resonance conditions [2],
and in experimentally feasible parameter ranges [3]. While the fidelity
saturates in absence of noise, decoherence by spontaneous emission [2]
leads to a decay whose properties depend on the precise action of the
noise.
[1] A. Peres, Phys. Rev. A 30, 1610 (1984)
[2] S. Wimberger et al., Nonlinearity 16, 1381 (2003)
[3] S. Schlunk et al., Phys. Rev. Lett. 90, 054101 (2003)
Q 47.4 Fr 11:45 HS 218
Coherent backscattering of light by atoms in the saturated
regime — •Thomas Wellens 1,2 , Benoit Gremaud 2 , Dominique
Delande 2 , and Christian Miniatura 1 — 1 Laboratoire Ondes et
Désordre, FRE 2302 du CNRS, 1361 route des Lucioles, F-06560 Valbonne
— 2 Laboratoire Kastler Brossel, Université Pierre et Marie Curie,
4 Place Jussieu, F-75005 Paris
We present the first calculation of coherent backscattering of light by
saturated atoms. We consider two distant atoms in free space, interacting
with a quasi-monochromatic laser pulse. By restricting ourselves to twophoton
scattering processes, we employ a perturbative approach, valid
up to second order in the incident laser intensity. The backscattering
enhancement factor, i.e. the intensity detected in exact backscattering
direction divided by the background intensity, is found to be smaller
than two (after excluding single scattering). This indicates a loss of coherence
between the doubly scattered light emitted by atom 1 and 2,
respectively. Since the undetected photon carries information about the
path of the detected photon, the coherence loss can be explained by a
which-path argument, in analogy to a double-slit experiment.
Q 47.5 Fr 12:00 HS 218
Quantum optics of interferences in terms of the group SO(1, 2)
— •Hans Kastrup — DESY, Theorie Gruppe, Notkestr. 85, 22603
Hamburg
The interference pattern of two superposed optical amplitudes Aj =
|Aj| exp(i ϕj), j = 1, 2, is esentially determined by the 3 quantities h0 =
I(1,2) = |A1||A2|, h1 = I(1,2) cos ϕ, h2 = −I(1,2) sinϕ, ϕ = ϕ1 − ϕ2 which
parametrize the associated optical phase space S 2 = {φ mod 2π, I(1,2) >
0}. The Poisson brackets {hi, hj}ϕ,I (1,2) constitute the Lie algebra of the
group SO(1, 2). This implies that the quantum theory of the system can
be implemented in terms of (“positive discrete series”) irreducible unitary
representations of that group, where the 3 classical functions hj are
replaced by self-adjoint operators Kj which are the basic quantum mechanical
“observables” here. K1 and K2 “measure” the phase content of
appropriate states, e.g. coherent ones (there are 3 different types of coherent
states in the framework of the group SO(1, 2) !) One important
prediction is that the classical Pythagorean relation h 2 1 + h 2 2 = h 2 0 generally
will be violated in the quantum theory. It should be possible to
test the theory in multiport quantum optical experiments. Ref.: quantph/0307069;
Fortschr. Phys. 51(2003), 975.
Q 47.6 Fr 12:15 HS 218
Black hole analogues with (slow) light — •Ralf Schützhold 1,2
and William G. Unruh 2 — 1 Institut für Theoretische Physik, Technische
Universität Dresden, 01062 Dresden — 2 Department of Physics
and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver, British
Columbia, Canada V6T 1Z1
The main idea of black hole analogues is to consider an alternative
set-up based on laboratory physics which reproduces major features –

such as Hawking radiation – while the underlying physics is (at least in
principle) well understood. Since we do not yet know the underlying description
which unifies quantum field theory (such as electromagnetism)
and gravity, the investigation of such analogies might shed some light on
related problems, for example the trans-Planckian origin of the Hawking
radiation. While light in ordinary dielectrics can – at least in principle
– be used to build an black hole analogue, it turns out that slow
light (electromagnetically induced transparency) cannot be used as an
analogue displaying Hawking radiation. Even though an appropriately
designed slow-light set-up may simulate classical features of black holes
– such as horizon, mode mixing, “Bogoliubov” coefficients, etc. – it does
not reproduce the related quantum effects.
Q 47.7 Fr 12:30 HS 218
Kernel Representations of the Wigner Function — •Oliver
Crasser 1 , Holger Mack 1 , Wolfgang P. Schleich 1 , Pavel
Lougovski 2,3 , Enrique Solano 2,4 , and Herbert Walter 2,3 —
1 Abteilung für Quantenphysik, Universität Ulm, 89069 Ulm, Germany
— 2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, 85748 Garching, Germany
— 3 Sektion Physik, Ludwigs-Maximilian-Universität München, 85748
Garching, Germany — 4 Seccíon Física, Departamento de Ciencias,
Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Peru
We present a new approach to reconstruct the Wigner function of mo-
tional states of trapped atoms as well as field states in cavities. This
method is derived for Fresnel kernels and for a class of alternative intergral
kernels, too. We analyze its properties, in particular, the connection
between the considered state and the measurement time that is necessary
to reconstruct the Wigner function sufficiently well. Furthermore,
we generalize this approach to wave packets in arbitrary potentials.
Q 47.8 Fr 12:45 HS 218
Quantenmechanische Beschreibung und Experiment des Drehimpulsübertrages
von Licht auf doppelbrechende Plättchen
— •W. Dultz 1 , S. Arjmandi 2 , K. Dholakia 3 und H. Schmitzer 2
— 1 Uni.Frankfurt(Main) — 2 Xavier Uni.Cincinnati — 3 Uni.St.Andrews
Schottland
Kleine doppelbrechende Plättchen in einer optischen Pinzette rotieren
durch den Drehimpulsübertrag vom Licht auf das Plättchen. Im Gegensatz
zu Teilchen in der Form von Windmühlenflügel, die durch den Lichdruck
rotieren, läßt sich der Drehsinn dieser kleinen Kristalle je nach
eingestrahlter Polarisation umkehren und es ergeben sich interessante
Anwendungen dieser Art optischer Steuerung. Wir berechnen den Drehimpulsübertrag
mit Hilfe eines anschaulichen quantenmechanischen Modells
auf der Poincare Kugel und zeigen, theoretisch und experimentell,
daß dieser ungleichmäßig sein kann, so daß die Plättchen !eiern!.
Q 48 Laserspektroskopie und Präsizionsmessungen
Zeit: Freitag 11:00–13:00 Raum: HS 221
Q 48.1 Fr 11:00 HS 221
Auf dem Weg zu einem optischen Frequenzstandard mit Al +
— •Piet O. Schmidt, Till Rosenband, Wayne M. Itano, James
C. Bergquist und D.J. Wineland — National Institute of Standards
and Technology, 325 Broadway, Boulder, CO 80305, USA
Wir berichten über Fortschritte beim Aufbau eines optischen Frequenzstandards
basierend auf einem sympathetisch gekühlten Aluminiumion.
Al + ist hervorragend geeignet als ein stabiler und präziser Fre-
quenzstandard da der 3 P0 −→ 1 S0
Übergang bei 267 nm sehr schmal
(∆ν/ν ≈ 10 −18 ) und frei von statischen Quadrupolverschiebungen ist.
Wir planen ein Beryllium- und ein Aluminiumion gemeinsam in einer linearen
Paulfalle zu fangen. Dem Berylliumion fallen hierbei zwei Aufgaben
zu: es soll dazu verwendet werden das Aluminiumion sympathetisch
zu kühlen sowie den internen Zustand des Aluminiumions nach der Abfrage
des Uhrenübergangs auszulesen [1]. Dazu werden die Zustandsamplituden
des Aluminiumions mittels Verschränkung mit der Bewegung auf
das Berylliumion übertragen [2]. Dieser neuartige Ansatz reduziert den
technischen Aufwand für die Präparation des Uhrenions erheblich, der im
Falle von Aluminium einen Kühllaser bei 167 nm erfordern würde. Weitere
als Frequenznormale geeignete Ionenarten [3], die bisher unzugänglich
waren, können im selben Aufbau untersucht werden.
[1] D. Wineland et.al., in Proc. 6th Symposium on Frequency Standards
and Metrology, St. Andrews, Scotland, Sept. 9-14, 2001
[2] J.I. Cirac and P. Zoller, Phys. Rev. Lett. 74, 4091 (1995)
[3] H.G. Dehmelt, IEEE Trans. Instr. Meas. IM-31, 83 (1982)
Q 48.2 Fr 11:15 HS 221
Optischer Frequenzstandard mit 40 Ca + -Ionen — •Michael
Chwalla, Jan Benhelm, Mark Riebe, Hartmut Häf fner,
Wolfgang Hänsel, Christian Roos, Ferd inand Schmidt-
Kaler und Rainer Blatt — Institut für Experimentalphysik,
Universität Innsbruck, Technikerstrasse 25, A-6020 Innsbruck
Gefangene einzelne Ionen eignen sich aufgrund der definierten Umgebung
in der Falle, der praktisch unbegrenzten Wechselwirkungszeit und
nahezu 100% Nachweiswahrscheinlichkeit des Quantenzustandes hervorragend
zur Realisierung von optischen Frequenzstandards. Dafür haben
wir den Quadrupolübergang vom S1/2 Grundzustand von 40 Ca + in das
metastabile D5/2-Niveau bei 729 nm angeregt. Wir berichten über Messungen
der Übergangsfrequenz mit Hilfe eines optischen Frequenzkammes
und erreichen damit eine Genauigkeit im Bereich von 10 −13 und eine
Reproduzierbarkeit von 5·10 −14 in 10 4 s. Statistische und systematische
Fehler, wie etwa Lichtverschiebungen, Quadrupolverschiebung, Zeemaneffekt,
usw. werden diskutiert.
133
Q 48.3 Fr 11:30 HS 221
Nd:YAG Laser mit einer relativen Frequenzstabilität auf mHz
Niveau — •Mario Eichenseer, Alexander Nevsky, Joachim v.
Zanthier und Herbert Walther — Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Ein einzelnes In+ Ion, das in einer RF-Falle gespeichert ist, stellt einen
der vielversprechendsten Kandidaten für einen optischen Frequenzstandard
dar, mit einer erwarteten Ungenauigkeit von 10 −18 . Um den 1 S0− 3 P0
Uhrenübergang bei 236nm (∆ν = 0, 8 Hz) anzuregen, benutzen wir die
zweimal frequenzverdoppelte Linie bei 946 nm eines diodengepumpten,
quasimonolithischen nichtplanaren Ringlasers (MISER). Um die Linienbreite
und die Frequenzstabilität des Lasers zu verbessern, ist es notwendig,
den Referenzresonator von mechanischen Vibrationen, akustischen
Schwingungen, Temperaturschwankungen und Laserleistungsfluktuationen
bestmöglich zu isolieren. Eine geeignete Methode ist der Gebrauch
von aktiv schwingungsisolierten (ASI) Systemen. Wir erhalten mit Hilfe
einer doppelten Stabilisierung auf einen Referenzresonator eine absolute
Frequenzstabilität von etwa 1 Hz auf Zeitskalen von einigen Sekunden
und eine relative Frequenzstabilität auf mHz-Niveau.
Q 48.4 Fr 11:45 HS 221
Preparation of an Optical Frequency Standard for an Uncertainty
Level of 10 −16 — •Guido Wilpers, Christopher W. Oates,
and Leo Hollberg — National Institute of Standards and Technology,
325 Broadway, Boulder, Co. 80305, USA
We present a method to minimize the residual Doppler effect, which we
can use to reduce its relative uncertainty contribution by two orders of
magnitude to below 10 −16 in our neutral atom calcium optical frequency
standard. The approach uses atom interferometry to isolate and quantify
the various laser beam parameters that contribute to the residual
Doppler effect. We enhance the sensitivity by launching the ensemble of
microkelvin neutral atoms. We discuss the application of this method to
the clock transition of 40 Ca at 657 nm (with its extreme insensitivity to
external fields) to realize a frequency standard with a relative uncertainty
at the 10 −16 level. We present recent absolute frequency measurements
of the Calcium clock transition. We discuss the implications of these results
(in combination with measurements of the mercury ion standard)
for laboratory tests of drifts in fundamental constants.
Q 48.5 Fr 12:00 HS 221
Status des Gravitationswellendetektors GEO600 — •Harald
Lück und das GEO600 Team — Albert Einstein Institut, Universität
Hannover, Im kleinen Felde 30, 30167 Hannover
Die Empfindlichkeit der weltweit betriebenen interferometrischen Gravitationswellendetektoren
(LIGO, VIRGO, TAMA, GEO) wird stetig
verbessert. So konnte auch das in deutsch/britischer Zusammenarbeit

erstellte Interferometer GEO600, welches sich mit einer Armlänge von
600m in der Nähe von Hannover befindet, durch die Verwendung von
Signal Recycling deutlich verbessert werden. Dieser Vortrag wird neben
der Funktionsweise den aktuellen Stand des Experimentes erläutern.
Q 48.6 Fr 12:15 HS 221
Verwendung eines Kerr-Mediums im Interferometer —
•Henning Rehbein, Jan Harms, Karsten Danzmann und Roman
Schnabel — Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik und Institut
für Atom- und Molekülphysik der Universität Hannover
In einem nichtlinearen Medium dritter Ordnung variiert der Brechnungsindex
intensitätsabhängig. Es soll die quantenmachanische Behandlung
einer Cavity mit einem solchen Medium vorgestellt werden, wobei
der Ansatz erweiterbar auf die LIGO-II Topologie bei hohen Laserintersitäten
ist.
Zwei wesentliche Effekte sind zu betrachten. Zum einen kann unter
definierten Voraussetzungen eine bistabile Charakteristik des Systems
beobachtet werden. Das bedeutet, dass für einen Eingangszustand zwei
(oder mehr) Ausgangszustände möglich sind. An der Grenze zur Bistabilität
ist eine starke Ausgangsphasenverschiebung bei Verstimmung der
Cavity zu erwarten. Dieser Effekt kann für Präzisionsmessungen ausgenutzt
werden, z.B. bei Gravitationswellendetektoren.
Zum anderen ist die Erzeugung eines amplitudengequetschten Zustandes
mit Hilfe des Kerr-Mediums möglich. Durch einen solchen nichtklassischen
Zustand lässt sich das Quantenrauschen reduzieren.
Beide Effekte können nutzbringend im Interferometer eingesetzt werden.
Q 48.7 Fr 12:30 HS 221
Diffraktive Optiken für Gravitationswellendetektoren —
•Alexander Bunkowski, Oliver Burmeister, Roman Schnabel
und Karsten Danzmann — Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik
und Institut für Atom- und Molekülphysik der Universität
Hannover
Die erste Generation von laserinterferometrischen Gravitationswellendetektoren,
zu denen der deutsch-britische Detektor GEO 600 zählt, ist
in Betrieb und wird zur Zeit in ihrer Empfindlichkeit optimiert.
Durch Einsatz von diffraktiven Optiken soll die Empfindlichkeit
zukünftiger Generationen von Gravitationswellendetektoren gesteigert
werden. Um das thermoelastische Rauschen zu reduzieren, sollen
transmissive Komponenten wie Strahlteiler und Resonatoreinkoppler
durch Reflexionsgitter ersetzt werden. Ausserdem können mit Hilfe von
Reflexionsgittern sogenannte Weisslichtresonatoren realisiert werden,
die ebenfalls zur Empfindlichkeitssteigerung des Detektors beitragen
können.
Konzepte und erste experimentelle Realisationen werden in diesem Beitrag
vorgestellt.
Q 48.8 Fr 12:45 HS 221
Thermische Aktuation an optischen Elementen des Gravitationswellendetektors
GEO600 — •Stefan Hild 1 , Harald Lück 1 ,
Karsten Danzmann 1 und das GEO600-team 1,2 — 1 Max Planck-
Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) und Universität
Hannover, Callinstr. 38, 30167 Hannover — 2 Institute for Gravitational
Research, Dept. Physics and Astronomy, University of Glasgow,
UK, G12 8 QQ
Durch gezieltes Erzeugen bestimmter Temperaturen bzw. Temperaturverteilungen
in den Substraten (fused silica) der optischen Komponenten
des Gravitationswellendetektors GEO600 lässt sich dessen Performance
deutlich verbessern.
Konzepte, Simulationen und Stand der Realisierung werden für folgende
drei Einsatzgebiete vorgestellt: 1) Kompensation der im Strahlteiler
durch Absorption erzeugten thermischen Linse. 2) Kompensation falscher
Krümmungsradien der Interferometerspiegel. 3) Bandbreitenregelung des
Signal-Recyclings bzw. Realisierung eines Spiegels mit einstellbarer Reflektivität.
Q 49 Ultrakurze Lichtimpulse: Quantenkontrolle (gemeinsame Sitzung mit Fachverband
MO)
Zeit: Freitag 11:00–13:00 Raum: HS 223
Q 49.1 Fr 11:00 HS 223
Convergence properties of the adaptive compression of highpower,
broadband femtosecond laser pulses — •T. Witting 1 ,
M. Köller 2 , G. Tsilimis 1 , J. Kutzner 1 , H. Maurer 2 , and H.
Zacharias 1 — 1 Physikalisches Institut — 2 Institut für Numerische und
instrumentelle Mathematik, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
A feedback controlled pulse shaping device has been implemented
and applied for compression of high-power, broadband Ti:Sapphire laser
pulses to their transform limit. The laser system consists of a mirror
dispersion controlled oscillator and a multipass amplifier with a pairing
double prism compressor providing pulses with a duration of 30 fs and an
energy of up to 1.2 mJ per pulse at 1 kHz repetition rate. These phase
distorted output pulses are phase modulated by an all reflective pulse
shaping unit equipped with a high resolution spatial light modulator
(SLM) resulting in 22 fs transform limited pulses. To achieve the shortest
possible pulse an evolutionary algorithm controls the pulse shaper
utilizing a two-photon signal as feedback. Detailed investigations of algorithm
parameters and their effect on convergence behaviour have been
performed and are comparable with the experimental findings.
Q 49.2 Fr 11:15 HS 223
Control of phase and amplitude of 10 to 20 fs laser pulses
tunable in the visible spectral range — •Stephan Malkmus,
Constanze Sobotta, Jörg Neuhaus, Regina Dürr, and Markus
Braun — Ludwig-Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für
BioMolekulare Optik, Oettingenstraße 67, 80538 München
Wavepaket motions can be studied to gain temporal and structural
information of molecular movements from optical spectroscopy (besides
fs-time-resolved X-ray, raman and IR methods). Tunable pulses in the
10 fs range are a prerequisite for resolving high frequency modes above
1000 cm −1 .
We present a procedure of phase and amplitude optimisation of superbroad
tunable ultrashort pulses generated by a non-collinear optical
parametric amplifier (NOPA). This is obtained both, by direct
134
crosscorrelation-FROG diagnostics and correction of the spectral phase
in the Fourier plane of a 4-f-setup with a liquid-crystal mask (”pulseshaper”),
and by an evolutionary algorithm optimising the broadband
second harmonic signal in order to get the shortest pulses.
The application of these pulses for the measurement of wavepaket motions
in an oxazine dye will be presented.
Q 49.3 Fr 11:30 HS 223
Formung und Strukturierung abstimmbarer ultravioletter
Femtosekundenimpulse — •Michael Wessolowski, Christian
Schriever, Kai Stock, Peter Baum, Stefan Lochbrunner und
Eberhard Riedle — LS für BioMolekulare Optik, Sektion Physik,
Ludwig-Maximilians-Universität München
Geformte und strukturierte Femtosekunden-Laserimpulse spielen bei
der Untersuchung und der Kontrolle von ultraschnellen physikalischen
und chemischen Prozessen eine zentrale Rolle. Da viele organische Moleküle
ihre elektronische Absorption im blauen und ultravioletten (UV)
Spektralbereich haben, ist es notwendig, geformte Impulse in diesem Bereich
zu erzeugen. Es wird ein neues Schema zur Erzeugung solcher Pulse
vorgestellt und demonstriert. Mit einem nichtkollinear phasenangepaßten
optisch parametrischen Verstärker (NOPA), der von einem regenerativen
Ti:Saphir Lasersystem (800 nm) gepumpt wird, werden abstimmbare
breitbandige Impulse im Wellenlängenbereich 450-700 nm erzeugt. Diese
sub-20-fs Impulse werden mit einer Flüssigkristallmaske (CRI, 2*128
Pixel) in Phase und Amplitude moduliert. Der effiziente Transfer der
geformten sichtbaren Impulse ins UV wird durch Summenfrequenzmischung
mit einem geeignet gestreckten Teil des Ti:Saphir Lichtes erreicht
[1]. Wir erzeugen im UV abstimmbare strukturierte Impulse mit Energien
von einigen hundert Nanojoule und einer Länge der Substrukturen
von unter 30 fs.
[1] I. Z. Kozma, P. Baum, S. Lochbrunner, and E. Riedle, Opt. Express
23, 3110 (2003).

Q 49.4 Fr 11:45 HS 223
Quantenkontrolle durch ultraschnelle Polarisationspulsformung
— Tobias Brixner 1 , Dirk Liese 2 , Oksana Graefe 2 , Christian
Horn 2 , •Gerhard Krampert 1 , Thomas Pfeifer 1 , Reimer Selle
1 , Matthias Wollenhaupt 2 , Thomas Baumert 2 und Gustav
Gerber 1 — 1 Physikalisches Institut, Universität Würzburg, Am Hubland,
97074 Würzburg, Germany — 2 Experimentalphysik III, Universität
Gh Kassel, Heinrich-Plett-Str. 40, 34132 Kassel, Germany
Die Formung des zeitabhängigen Polarisationszustandes eines ultrakurzen
Laserpulses wurde dazu verwendet, ein Quantensystem in einen
gewünschten Endzustand zu steuern. Kaliumdimere aus einem Molekularstrahl
wurden benutzt, um zu zeigen, dass ein polarisationsgeformter
Laserpuls die Ionisationsrate über das Maß hinaus erhöht, das mit
einem optimal geformten linear polarisierten Laserpuls erreicht werden
kann. Dies liegt an den Multiphoton-Ionisationswegen in K2. Diese enthalten
Dipolübergänge, die unterschiedliche Polarisationrichtungen des
anregenden Laserfeldes bevorzugen. Dieses Experiment stellt eine qualitative
Erweiterung des Spektrums der Quantenkontrollmechanismen dar,
die Zugang zur dreidimensionalen Kontrolle der Dynamik von Quantensystemen
eröffnet.
[1] T. Brixner, G. Krampert, P. Niklaus, and G. Gerber, Appl. Phys. B
74, S133 (2002)
Q 49.5 Fr 12:00 HS 223
Controlling Isotope Ratio Ionization with Shaped fs-Laser
Pulses — •Cosmin Lupulescu, Albrecht Lindinger, Mateusz
Plewicki, Stefan M. Weber, Andrea Merli, Franziska
Vetter , and Ludger Wöste — Institut für Experimentalphysik,
Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
Isotope selection is an issue of high interest in many fields of science. We
report the control of the isotope ratio ionization R = 39,39 K + 2 / 39,41 K + 2 by
means of shaped laser pulses. This is achieved by combining pulse shaping
techniques with evolutionary algorithms. The isotope ratio could be
maximized up to R = 72 or minimized to R = 0.5. Information about
the dynamics occurring on the optimal ionization path is gained from
the optimal laser fields. The applied optimization method and the results
obtained for phase and/or amplitude modulated pulses at different
wavelengths will be discussed. The experiment demonstrates the general
feasibility of the optimization method for all isotopic molecules.
Q 49.6 Fr 12:15 HS 223
Quantum Control of Bond Breaking in Triatomic Systems using
Few-Cycle IR + UV Laser Pulses — •Nadia Elghobashi, Leticia
González, and Jörn Manz — Institut für Chemie, Physikalische
und Theoretische Chemie, Freie Universität Berlin, Takustrasse 3, D-
14195 Berlin, Germany
Few-cycle infrared (IR) plus ultraviolet (UV) laser pulses can excite coherent
vibrations, inducing selective dynamical changes in bond lengths,
momenta, etc. In symmetric molecules, these pulses can induce dynamical
symmetry breaking. Here, such pulses shall be applied to triatomic
hydrogen-bonded molecules, XHY, to induce dynamical changes in bond
lengths which may lead to selective bond-breaking, i.e. XHY → X +
HY or XH + Y. The mechanism begins with an initial well-crafted, few-
Q 50 Gruppenberichte Laserspektroskopie
cycle IR laser pulse that drives the hydrogen away from its equilibrium
position in the electronic ground state or provides it with appropriate
momentum. After an optimized time delay, a second, few-cycle UV laser
pulse is applied, thus photodetaching an electron or exciting the system to
an unbound potential energy surface (PES). Evolution of the pre-excited
system on the excited surface results in bond-selective dissociation.
Exemplarily, two dimensional (2D) ab initio and quantum dynamical
simulations will be discussed for the symmetric FHF − molecule and other
asymmetric systems, like HOD and OHF − .
Q 49.7 Fr 12:30 HS 223
Optimale Kontrolle von Photoisomerisierungsreaktionen —
•Gerhard Vogt, Gerhard Krampert, Patrick Niklaus und
Gustav Gerber — Physikalisches Institut, Universität Würzburg,
Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
Neben Experimenten zur Optimalen Kontrolle in der Gasphase sind
verschiedene Prozesse auch in der flüssigen Phase untersucht worden.
Keines dieser Experimente hat allerdings bisher versucht die Veränderung
der geometrischen Molekülstruktur zu kontrollieren. Hier berichten wir
über die optimale Kontrolle der Photoisomerisierungsreaktion von in Methanol
gelöstem 3,3-Diethyl- 2,2-Thiacyanine Iodide (NK88).
Die trans- zu cis-Isomerisierungsreaktion erfolgt mit einer bestimmten
Wahrscheinlichkeit nach der Anregung durch einen 400 nm Femtosekundenlaserpuls.
Optimale, in Phase und Amplitude geformte Laserpulse
können sowohl eine Erhöhung als auch eine Verringerung der relativen
Ausbeute des cis- im Verhältnis zum trans-Isomers erzielen. Das dazu
benötigte Rückkopplungssignal für den Evolutionären Algorithmus wird
durch transiente Absorptionsspektroskopie bereitgestellt.
[1] T. Brixner, N.H. Damrauer, P. Niklaus, G. Gerber, Nature 414 (2001)
57
[2] A. Assion, T. Baumert, M. Bergt, T. Brixner, B. Kiefer, V. Seyfried,
M. Strehle, G. Gerber, Science 282 (1998) 919
Q 49.8 Fr 12:45 HS 223
Laserkontrolle molekularer Schalter mit Cyclohexadien als aktivem
Zentrum — •Dorothee Geppert 1 , Lena Seyfarth 1 , Angelika
Hofmann 2 und Regina de Vivie-Riedle 1,2 — 1 Department Chemie,
Ludwig-Maximilians-Universität München — 2 Max-Planck-Institut
für Quantenoptik, Garching
Bistabile Moleküle können als molekulare Schalter genutzt werden,
wenn ihre beiden Isomere unterschiedliche physikalische Eigenschaften
besitzen. Hin- und Rückreaktion können z.B. durch Laserpulse initiiert
werden. Eine Klasse möglicher Schalter beinhaltet Cyclohexadien (CHD)
als Chromophor. Die ultraschnelle Ringöffnung von CHD verläuft über
mehrere konische Durchschneidungen. Auf der Grundlage quantenchemischer
und -dynamischer Untersuchungen ist es uns gelungen, die Reaktionsgeschwindigkeit
zu steuern. Dies geschieht durch speziell geformte
fs-Laserpulse, die wir mit Hilfe der Optimal Control Theory berechnen.
Um dieses Konzept auf größere photochrome Systeme zu übertragen,
haben wir ein Modell entwickelt, das an experimentelle Daten angepasst
werden kann und alle wichtigen Merkmale der CHD-Ringöffnung beinhaltet.
In diesem Modell ist eine Produktkontrolle über intermediäre Zielzustände
möglich.
Zeit: Freitag 11:00–13:00 Raum: HS 224
Gruppenbericht Q 50.1 Fr 11:00 HS 224
Neue Obergrenzen für die zeitliche Änderung von Naturkonstanten
mittels Laserspektroskopie — •M. Zimmermann 1 , M. Fischer
1 , N. Kolachevsky 1,2 , R. Holzwarth 1 , Th. Udem 1 , T.W.
Hänsch 1,3 , M. Abgrall 4 , J. Grünert 4 , I. Maksimovic 4 , S. Bize
4 , H. Marion 4 , F. Pereira Dos Santos 4 , P. Lemonde 4 , G.
Santarelli 4 , P. Laurent 4 , A. Clairon 4 und C. Salomon 5 —
1 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, 85748 Garching — 2 P. N. Lebedev
Physics Institute, Moscow, Russia — 3 Sektion Physik der Ludwig-
Maximilians-Universität München — 4 BNM-SYRTE, Paris, France —
5 Laboratoire Kastler Brossel, ENS, Paris, France
Mit Präzisionsexperimenten wird derzeit nach einer möglichen zeitlichen
Änderung von Naturkonstanten gesucht. 1999 und 2003 wurde in
unserem Labor die 1S-2S Übergangsfrequenz von atomarem Wasserstoff
νH mit Hilfe einer Cs-Fontänenuhr und der Frequenzkammtechnik ge-
135
messen. Aus beiden optischen Frequenzmessungen lässt sich die zeitliche
Änderung von νH bezogen auf die Grundzustandshyperfeinaufspaltung
von 133 Cs (Cs-Uhr) mit (−8 ± 16) Hz/Jahr angeben, was bei νH ≈ 2644
THz einer relativen Frequenzänderung von (−3 ± 6) × 10 −15 /Jahr entspricht.
Mit diesem Ergebnis lässt sich unter Zuhilfenahme von optischen
Frequenzmessungen an 199 Hg + und quantenmechanischen Rechnungen
ein Wert für die zeitliche Änderung der Feinstrukturkonstante
α angeben, ohne dass man Annahmen über den zeitlichen Verlauf des
Verhältnisses magnetischer Momente machen muss. Mit dieser Methode
ergibt sich für den Zeitraum von 1999 bis 2003 für ˙α/α ein Wert von
(−1 ± 4) × 10 −15 /Jahr (siehe arXiv: physics/0312086).

Gruppenbericht Q 50.2 Fr 11:30 HS 224
Optische Uhren mit Neutralatomen — •Uwe Sterr 1 , Carsten
Degenhardt 1 , Christian Lisdat 2 , Hardo Stoehr 1 , Harald
Schnatz 1 , Burghard Lipphardt 1 , Jürgen Helmcke 1 und Fritz
Riehle 1 — 1 Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100,
38116 Braunschweig — 2 Institut für Quantenoptik, Universität Hannover,
Welfengarten 1, 30167 Hannover
Ein aussichtsreicher Kandidat für die nächste Generation von Atomuhren
sind Wolken ultrakalter Calcium-Atome, deren Interkombinationsübergang
1 S0 − 3 P1, λ = 657 nm Referenz dient. Die große Anzahl
von 10 7 Absorbern bei einer Temperatur von ca. 10 µK, die simultan
abgefragt werden können, verspricht eine bisher unerreichte Stabilität
dieser Uhr, deren Quantenprojektionsrauschlimit bei σy(1s) < 10 −16 liegen
wird, sowie relative Unsicherheiten von ∆ν/ν < 10 −15 .
Frequenzverschiebungen durch die Wechselwirkung der Atome untereinander,
durch die Restbewegung und durch technische Einflüsse werden
diskutiert und ihre Auswirkung auf die jüngste optische Frequenzmessung,
die zu Unsicherheiten von wenigen Hertz führte, werden dargestellt.
Weitere Verbesserungen sind durch eine, den Uhrenübergang nicht
verschiebende Speicherung eines ultrakalten Ensembles von Calcium-
Atomen in optischen Gittern bei der ’magischen Wellenlänge’ möglich.
Neueste Ergebnisse zum Einfang in optischen Fallen werden vorgestellt.
Gruppenbericht Q 50.3 Fr 12:00 HS 224
Vergleiche atomarer optischer Frequenzen im sub-Hertz-
Bereich — •Chr. Tamm, B. Lipphardt, H. Schnatz, T.
Schneider und E. Peik — Physikalisch-Technische Bundesanstalt,
Bundesallee 100, 38116 Braunschweig
Optische Frequenznormale mit gespeicherten Ionen können heute mit
einer Unsicherheit im Bereich weniger Hertz (d.h. 10 −15 der Referenzfrequenz)
vermessen und verglichen werden. Wir haben Frequenzvergleiche
mit dem 2 S1/2(F = 0) → 2 D3/2(F = 2) Übergang des 171 Yb + Ions bei
688 THz durchgeführt: Zwei in getrennten Fallen gespeicherte Ionen stimmen
über eine Mittelungszeit von 2 Stunden bis auf eine Differenz von
0, 2 Hz in ihren Frequenzen überein. Die Instabilität des Differenzsignals
betrug σy(1000s) = 1, 0 · 10 −15 . Dieses Experiment dient der Untersu-
Q 51 Quantengase IV
chung systematischer Frequenzverschiebungen im Hz-Bereich, kann aber
gleichzeitig als präziser Test der Identität einer atomaren Eigenschaft
an zwei individuellen Atomen interpretiert werden. Zwei zeitlich um 34
Monate getrennte Absolutfrequenzmessungen des Yb + Übergangs ergeben
eine Übereinstimmung auf 2 ± 9 Hz und damit eine 1σ-Grenze für
die relative zeitliche Drift dieser Frequenz gegenüber einer Cäsium-Uhr
von ±5 · 10 −15 1/a. Kombiniert mit einer Messung am NIST, die eine
Frequenzdrift von unter ±7 · 10 −15 1/a für die Frequenz von 1065 THz
des 2 S1/2(F = 0) → 2 D5/2(F = 2) Übergangs in 199 Hg + fand (S. Bize
et al., Phys. Rev. Lett. 90, 150802 (2003)) läßt sich hieraus eine weitgehend
modellunabhängige Grenze für eine mögliche zeitliche Drift der
Feinstrukturkonstanten von |d lnα/dt| < 2 · 10 −15 1/a ableiten.
Gruppenbericht Q 50.4 Fr 12:30 HS 224
Präzisionsmessungen in der Quantenoptik - atom interferometry
at its best - — •Andreas Wicht 1 , Edina Sarajlic 2 und
Steven Chu 2 — 1 Institut für Experimentalphysik, Heinrich-Heine-
Universität Düsseldorf, Universitätsstr. 1, D-40225 Düsseldorf, Germany
— 2 Stanford University, Department of Physics, Stanford, CA 94305,
USA
Die Atominterferometrie stellt ein hervorragendes Werkzeug der
Präzisionsspektroskopie dar. Als Beispiel wird das in Stanford betriebene
Atominterferometrie-Experiment zur Präzisionsmessung der
Feinstrukturkonstanten vorgestellt, bei dem eine relative Genauigkeit
von wenigen ppb (10 −9 ) erreicht wird. Bei diesem Experiment wird
mit hoher Präzision der Rückstoss gemessen, den ein Cs-Atom bei der
Absorption eines einzelnen Photons erhält.
Es wird gezeigt, dass die Präzisionsmessung der Feinstrukturkonstanten
Anforderungen stellt, die mit den Möglichkeiten der “klassischen”
Laser-Präzisionsspektroskopie (noch) nicht zu erfüllen sind. Die der Atominterferometrie
zugrunde liegenden Konzepte werden am Beispiel des
Experiments erläutert. Von großer Bedeutung ist die Elimination systematischer
Fehler durch den Vergleich der Resultate mehrerer “ähnlicher”
Interferometer-Geometrien. Beispielhaft werden einige der wichtigsten
systematischen Fehler und ihre Analyse vorgestellt. Abschließend wird
über den aktuellen Stand der Arbeit berichtet und es wird ein Ausblick
auf die Möglichkeiten gegeben, die bisher erreichte Genauigkeit weiter zu
verbessern.
Zeit: Freitag 11:00–13:00 Raum: HS 225
Q 51.1 Fr 11:00 HS 225
Zwei-dimensionales Bose-Einstein-Kondensat aus Cäsium in einer
optischen Oberflächenfalle — •Bastian Engeser 1 , David
Rychtarik 1 , Hanns-Christoph Nägerl 1 und Rudi Grimm 1,2 —
1 Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Technikerstraße
25, A-6020 Innsbruck, Österreich — 2 Institut für Quantenoptik und
Quanteninformation, Österreichische Akademie der Wissenschaften, A-
6020 Innsbruck, Österreich
Bose-Einstein-Kondensate aus Cäsium bieten vielfältige experimentelle
Möglichkeiten, da sich die Wechselwirkung zwischen den Atomen
über einen weiten Bereich hinweg magnetisch abstimmen lässt. Wir
können Cäsium-Kondensate in einer optischen Falle herstellen, in der
die Atome nur wenige Mikrometer von einer dielektrischen Oberfläche
entfernt gefangen sind [1]. Unsere Falle basiert auf der Dipolkraft einer
evaneszenten Welle und besitzt ein stark anisotropes Fallenpotential.
Dadurch ist es möglich, das Kondensat in ein zwei-dimensionales
Regime zu bringen, in dem die Bewegung der Atome in der stark
eingeschlossenen Richtung von der Nullpunktsbewegung dominiert
wird. Der experimentelle Nachweis von Quantenentartung und Zweidimensionalität
erfolgt über einen magnetisch induzierten Kollaps bei
negativer Streulänge bzw. über die Beobachtung der Nullpunktsenergie
bei Expansionsmessungen.
[1] D. Rychtarik et al., cond-mat/0309536
Q 51.2 Fr 11:15 HS 225
Transport of Bose Einstein Condensates through Mesoscopic
Waveguides — •Tobias Paul, Peter Schlagheck und Klaus
Richter — Institut für theoretische Physik, Universität Regensburg
The rapid progress of atomic chip technology [1] opens the perspective
for a variety of experiments probing the transport of Bose-Einstein
136
condensates in magnetic or optical waveguides. A natural question that
arises in this context from the mesoscopic point of view concerns the
transmission through waveguide geometries in presence of one or more
constrictions.
We address this problem by means of a numerical approach which is
based on the Gross-Pitaevskii equation and employs absorbing boundary
conditions as well as an inhomogeneous source term in order to
obtain a stationary flow of condensate. With this approach, we discuss
the transmission properties of the condensate in waveguides with a single
constriction (quantum point contact [2]) as well as the resonant transport
through a double barrier potential, acting as a Fabry-Perot-like interferometer
for the condensate [3].
[1] H. Ott et al., Phys. Rev. Lett. 87, 230401 (2001); J. Schmiedmayer
et al., J. Mod. Optics 47, 2789 (2000); W. Hänsel et al., Nature 413, 498
(1999).
[2] J.H. Thywissen, R.M. Westervelt and M. Prentiss, Phys Rev Lett
83 3762 (1999)
[3] J. Fortagh and C. Zimmermann, Physik Journal, Juni 2003
Q 51.3 Fr 11:30 HS 225
Thermal spin flip rates of atoms near wires — •Stefan Scheel,
Per-Kristian Rekdal, Peter L. Knight, and Edward A. Hinds
— Quantum Optics and Laser Science, Blackett Laboratory, Imperial
College London, Prince Consort Road, London SW7 2BW, UK
We will derive the spontaneous and thermal spin flip rates for an atom
trapped above a current-carrying wire. By means of quantizing the electromagnetic
field in dielectric surroundings, it is shown that this spin flip
rate can be expressed in terms of the Green function of the associated
classical scattering problem. We compare our numerical results with the
experiments in [1] and find them to be in good agreement. With this
theory, we are able to predict trapping lifetimes in future miniaturized

atom chip experiments and derive associated scaling laws.
[1] M.P.A. Jones, C.J. Vale, D. Sahagun, B.V. Hall, and E.A. Hinds,
Phys. Rev. Lett. 91, 080401 (2003).
Q 51.4 Fr 11:45 HS 225
Decoherence of cold atomic gases in magnetic micro-traps —
•Christian Schroll, Wolfgang Belzig, and Christoph Bruder
— Universität Basel, Department für Physik und Astronomie, Klingelbergstr.
82, CH-4056 Basel, Schweiz
We derive a model to describe decoherence of atomic clouds in atomchip
traps taking the excited states of the trapping potential into account.
We use this model to investigate decoherence for a single trapping well
and for a pair of trapping wells that form the two arms of an atom interferometer.
Including the discrete spectrum of the trapping potential
gives rise to a decoherence mechanism with a decoherence rate Γ that
scales like Γ ∼ 1/r 4 0 with the distance r0 from the trap minimum to the
wire.
Q 51.5 Fr 12:00 HS 225
On-Chip-Laboratorium für Bose-Einstein-Kondensate —
•Andreas Günther, Sebastian Kraft, Christian Trück,
Claus Zimmermann und József Fortágh — Physikalisches Institut
der Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 14, 72076 Tübingen
Wir haben einen Dual-Layer-Atomchip entwickelt, der ein komplettes
On-Chip-Laboratorium für ultrakalte Atome und Bose-Einstein-
Kondensate darstellt. Auf dem Chip befindet sich eine Vielzahl atomoptischer
Elemente, welche über einen Wellenleiter miteinander verbunden
sind. Vorgestellt werden die dreidimensionale Positionierung der
Atomwolken über dem Chip, mit deren Hilfe die Mikrofallen befüllt werden,
sowie aktuelle Experimente an diesen durch Goldleiterbahnen erzeugten
Mikrofallen.
Q 51.6 Fr 12:15 HS 225
Verschränkungs-Interferometrie für Präzisionsmessungen von
atomaren Wechselwirkungseigenschaften — •A. Widera 1,2,3 , O.
Mandel 1,2,3 , M. Greiner 4 , S. Kreim 1,2,3 , T. W. Hänsch 1,2 und I.
Bloch 3,1,2 — 1 LMU München — 2 MPI für Quantenoptik, Garching —
3 Universität Mainz — 4 JILA, Boulder, CO
Die genaue Kenntnis über mikroskopische Wechselwirkungen zwischen
Teilchen ist essentiell für das Verständnis vieler physikalischer Effekte. In
diesem Vortrag wird ein Zwei-Teilchen Materiewellen-Interferometer vorgestellt,
das es erlaubt, Wechselwirkungsparameter zwischen Neutralatomen
sehr genau zu messen. Verwendet werden isolierte Paare von 87 Rb
Atomen, die je an einem Gitterplatz eines dreidimensionalen optischen
Gitterpotentials lokalisiert sind. Das Interferometer wird realisiert, in-
Q 52 Postdeadline
dem zuerst jedes Atompaar in eine kohärente Überlagerung zweier interner
Zustände gebracht und anschließend die Wechselwirkungsstärke zwischen
diesen Zuständen mit Hilfe einer Feshbachresonanz verändert wird.
Diese selektive Änderung der Streulänge zweier Zustände führt zu einer
Verschränkungsdynamik des Gesamtzustandes, die mittels eines Ramsey-
Intereferenzexperimentes sichtbar gemacht werden kann. Die Zeitskala
der Verschränkungsdynamik erlaubt Rückschlüsse auf die Wechselwirkungseigenschaften
im elastischen Kanal der verwendeten Feshbachresonanz.
Die beobachtete Verschränkungsdynamik ermöglicht ferner eine
nicht-destruktive Trennung von einfach und doppelt besetzten Gitterplätzen
im optischen Gitter.
Q 51.7 Fr 12:30 HS 225
Materiewellen-Licht-Hybrid-Gyroskop basierend auf Dunkelzustandspolaritonen:
Vorteile und Grenzen — •Frank Zimmer und
Michael Fleischhauer — TU Kaiserslautern, Fachbereich Physik
Der Vorteil eines Materiewellen-Gyroskops im Vergleich zu einem
Laser-Gyroskop ist die kurze Wellenlänge der de-Broglie-Wellen, was zu
einer höheren Empfindlichkeit pro eingeschlossener Fläche führt. Dieser
wird jedoch durch die grosse Fläche von Laser-Gyroskopen kompensiert.
Wir stellen ein Hybrid-Gyroskop vor, dass die Vorteile beider Gyroskop-
Typen verbindet und bestimmen die optimalen Arbeitsbedingungen am
Schrotrauschlimit. Ausserdem werden limitierende Einflüsse der Temperatur
und geschwindigkeitsverändernder Stöße diskutiert. Die sich daraus
ergebende höchstmögliche Empfindlickheit wird mit state-of-the-art
Laser- und Materiewellen-Gyroskopen verglichen.
Q 51.8 Fr 12:45 HS 225
Towards single-atom detection in an atom laser beam — •Anton
Öttl, Stephan Ritter, Michael Köhl, and Tilman Esslinger —
Institut für Quantenelektronik, ETH Zürich, CH-8093 Zürich
We are currently setting up an experiment that will allow us to measure
the coherence properties of an atom laser beam, in particular higher order
correlation functions. The temporal two particle correlation function
is expected to change upon crossing the phase-transition from a thermal
to a quantum degenerate atomic sample. In order to investigate this signature,
time-resolved single-atom detection is an essential prerequisite.
We will employ a method of Cavity QED where the presence of a single
atom inside an ultra-high finesse optical resonator is probed via a weak
near-resonant laser beam.
Our new experimental setup focuses on the production of an 87Rb
Bose-Einstein condensate close to a high-finesse cavity. The atom laser
beam will be continuously output coupled from the condensate and directed
into the gap between the two cavity mirrors. The current status
of the experiment will be reviewed.
Zeit: Donnerstag 20:00–21:50 Raum: HS 225
Q 52.1 Do 20:00 HS 225
Neuartiger Komposit-Slablaser mit 12 W Ausgangsleistung und
guter Strahlqualität — •Hagen Zimer, Björn Langer und Ulrich
Wittrock — University of Applied Sciences Münster, Laboratory
for Photonics, Stegerwaldstrasse 39, D-48565 Steinfurt, Germany
Wir stellen erste Laser- und Verstärkerexperimente mit einem neuartigen,
sehr kompakten YV O4/Nd:YV O4-Komposit-Slablaser mit 12 W
Ausgangsleistung und guter Strahlqualität vor. Der Laser besteht aus
einem nur 300 µm dünnen Nd:YV O4-Plättchen, welches durch thermisches
Diffusionsbonden fest mit einem rechteckigen, undotierten YV O4-
Kristall von 11 mm x 10.5 mm x 1.5 mm verbunden ist. Die durch den
Pumpprozess induzierte Wärme wird über die gegenüberliegende Fläche
des Plättchens in eindimensionaler Richtung abgeführt, so dass das resultierende
Temperaturprofil dem Laserstrahl keine thermo-optischen Aberrationen
aufprägt. Das Pumplicht eines 809 nm Diodenlaserbarrens wird
ohne Kollimations- und Strahlformungsoptiken in den undotierten Teil
des Laserkristalls eingekoppelt. Dort wird es durch interne Totalreflexion
zum angebondeten Nd:YV O4-Plättchen geführt und absorbiert. Der Laserstrahl
selbst wird seitlich unter streifendem Einfall in den undotierten
Laserkristall eingekoppelt und erfährt Totalreflexion an der gekühlten
Fläche des Nd:YV O4-Plättchens. Einerseits führt dies zu einem großen
räumlichen Überlapp zwischen dem Lasermode und dem gepumpten Bereich,
und damit zu einer hohen optischen Transfereffizienz. Andererseits
wird aufgrund der effektiv größeren Verstärkungslänge trotz dünnen La-
137
sermediums und niedriger Pumpleistungsdichte eine hohe Kleinsignalverstärkung
erzielt.
Q 52.2 Do 20:10 HS 225
A test of Lorentz Invariance with actively rotated cryogenic resonators
— •Piergiorgio Antonini, Maxim Okhapkin, Ingo Ernsting,
Ertan Göklü, Andreas Wicht, and Stephan Schiller —
Universität Düsseldorf, Intitut für Experimentalphysik
The effort to unify all forces of nature requires improved tests of the
Principles underlying the General Relativity. Among these is Lorentz
Invariance. Laboratory tests of Lorentz Invariance for electromagnetic
waves are performed by measuring the resonance frequencies of electromagnetic
resonators as function of their speed or orientation with respect
to an assumed preferred frame. We describe the development and the
results of an experiment using two independent Nd:YAG lasers whose
frequencies are stabilised to the resonance frequencies of two cryogenic
optical resonators (COREs), operated at a temperature below 4 K. The
apparatus is actively rotated.

Q 52.3 Do 20:20 HS 225
Nichtlineare Dynamik und Chaos in einem regenerativen
Yb:Glas-Verstärker — •Jochen Dörring 1 , Alexander Killi 1 ,
Uwe Morgner 1 , Alex Lang 2 , Max Lederer 2 und Daniel
Kopf 2 — 1 Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg
1, 69117 Heidelberg, Deutschland — 2 High-Q-Laserproduction,
Kaiser-Franz-Josef-Str. 61 - A-6845 Hohenems, Österreich
Wir berichten über Instabilitäten im Ausgangs-Pulszug eines
regenerativen Verstärkers (RV), wenn er bei Auskoppelraten in
der Größenordnung der Lebensdauer des oberen Laserniveaus betrieben
wird (1 bis 10 kHz). Der RV besteht aus einem direkt
diodengepumpten Yb:Glas und einem elektro-optischen Modulator
mit Dünnschichtpolarisator und wird als aktiv-gütegeschalteter
kontinuierlicher Laser betrachtet.
Es wurden Pulsenergien von bis zu 620µJ bei einer Dumpingrate von 1
kHz gemessen. Es werden als Funktion der Verweildauer im RV typische
Periodenverdopplungssequenzen in der Pulsenergie bis ins chaotische Regime
beobachtet. Die korrespondierenden Lösungen der Ratengleichungen
erlauben einen tieferen Einblick in die Dynamik und zeigen, dass
die Existenz der dynamischen Zustände auf die Tatsache zurückzuführen
ist, dass das Gewinnmedium bei hohen Auskoppelraten nicht ausreichend
Energie während des Pumpvorganges aufnehmen kann.
Q 52.4 Do 20:30 HS 225
Femtosekunden-Laser induzierte Wellenleitung in Ti3+aktiviertem
Saphir — •Markus Pollnau 1 , Vasileios Apostolopoulos
1 , Laetitia Laversenne 1 , Roberto Osellame 2 ,
Giulio Cerullo 2 und Paolo Laporta 2 — 1 Swiss Federal Institute
of Technology, Advanced Photonics Laboratory, Lausanne, Switzerland
— 2 Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano, Italy
Wir zeigen erstmals, dass die gezielte Dotierung eines Saphir-Kristalls
mit einem geeigneten, optisch aktiven Ion die Schwelle fuer das Auftreten
struktureller Veraenderungen nach Anwendung ultrakurzer Lichtpulse in
signifikanter Weise reduziert und so das Schreiben von dreidimensionalen
Wellenleiter-Strukturen ermoeglicht. Die Wellenleitung tritt in einer der
Struktur-Veraenderung benachbarten Region auf, was auf eine Stressinduzierte
Erhoehung des Brechungsindex schliessen laesst. Wir haben
passive und aktive Kanal-Wellenleitung in Ti3+-dotiertem Saphir demonstriert
und die gefuehrten Moden und Lumineszenz-Spektren untersucht.
Die Brechungsindex-Aenderungen wurden mittels digitaler Holographie
vermessen. Gezielte Dotierung mit optisch aktiven Ionen koennte
die Femtosekunden-Laser-Bearbeitung und das Schreiben von Wellenleitern
in vielen kristallinen Materialien ermoeglichen.
Q 52.5 Do 20:40 HS 225
Bose-Einstein Kondensation bei konstanter Temperatur
— •Michael Erhard, Holger Schmaljohann, Jochen
Kronjäger, Kai Bongs und Klaus Sengstock — Institut für
Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, D-22761
Hamburg
Wir stellen einen neuartigen und zu bisherigen Realisierungen gegensätzlichen
experimentellen Zugang zur Bose-Einstein Kondensation
vor [1]. Während bisherige Experimente den Phasenübergang durch Absenken
der Temperatur bei sinkender Teilchenzahl erreichen (Evaporation),
beobachten wir das Entstehen eines Bose-Einstein Kondensats
(BEC) durch Erhöhung der Teilchenzahl N bei annähernd konstanter
Temperatur — ausgehend von N = 0.
Das betrachtete System ist ein F=1 Spinorkondensat aus 87 Rb mit
den drei Unterzuständen mF = −1, 0, +1. Nach der Präparation einer
mF = ±1-Mischung führt Spindynamik zu einem Populationstransfer in
die mF = 0-Komponente. Aufgrund der im Vergleich zu Systemzeitskalen
schnellen Thermalisierungsrate findet das im thermischen Gleichgewicht
mit dem Reservoir mF = ±1 statt. Wir präsentieren experimentelle Ergebnisse
zum Entstehen eines neuen mF = 0-BEC und vergleichen sie
mit Lösungen eines einfachen Ratengleichungsmodells.
Das vorgestellte System dient als Einführung in neuartige Physik der
Thermodynamik mehrkomponentiger Quantengase bei endlichen Temperaturen.
[1] M. Erhard et al., cond-mat/0402003
138
Q 52.6 Do 20:50 HS 225
Tonks gas in an optical lattice — •Belén Paredes 1 , Artur
Widera 1,2,3 , Valentin Murg 1 , Olaf Mandel 1,2,3 , Simon
Fölling 1,2,3 , Ignacio Cirac 1 , Gora V. Shlyapnikov 4 , Theodor
W. Hänsch 1,2 , and Immanuel Bloch 1,2,3 — 1 Max-Planck-Institut
für Quantenoptik, D-85748 Garching, Germany. — 2 Sektion Physik,
Ludwig-Maximilians-Universität, Schellingstrasse 4/III, D-80799 Munich,
Germany. — 3 Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität,
D-55099 Mainz, Germany. — 4 Laboratoire Physique Thèorique et
Modèles Statistique, Université Paris Sud, Bâ
Strongly correlated quantum systems are among the most challenging
and intriguing systems in physics. Here the Tonks-Girardeau gas
proposed about 40 years ago, is especially remarkable. In such a gas,
bosonic particles are confined to one dimension, and they are prevented
to be at the same position in space due to the strong repulsive interactions
between them. This mimics Pauli’s exclusion principle, resulting
in pronounced fermionic properties of the bosonic particles. Interestingly
however, these fermionized bosons do not exhibit either completely ideal
bosonic or fermionic quantum behaviour, which is for example reflected in
their characteristic momentum distribution. Here we report on the preparation
of a Tonks-Girardeau gas in an optical lattice. We measure the
momentum distribution and compare it with our theoretical prediction
based on a fermionization approach, observing a remarkable agreement.
Q 52.7 Do 21:00 HS 225
Atom Interferometry with Trapped Fermi Gases — •Herwig
Ott, Estafania de Mirandes, Francesca Ferlaino, Giacomo
Roati, Giovanni Modugno, and Massimo Inguscio — LENS and
Dipartimento di Fisica, Università di Firenze, and INFM, Via Nello Carrara
1, 50019 Sesto Fiorentino, Italy
We present the realization of an atomic interferometer by trapping a
non interacting Fermi gas of 40 K atoms in an optical lattice (λ = 873
nm) aligned along gravity [1]. The single particle interference arises from
the coherent superposition of the localized eigenstates of the lattice and
leads to Bloch oscillations of the atoms. We can follow more than 100
oscillations and from the measured Bloch oscillation period T = 2h/mgλ
we can extract the gravitational acceleration g with a precision of 100
ppm. An identical experiment using a Bose Einstein condensate of 87 Rb
atoms reveals a strongly reduced visibility of the fringes. This is due to
the interaction which destroys the interference after a few oscillations.
Our experiment proofs the superiorness of non interacting fermions with
respect to interacting bosons in the direction of realizing precision interferometry
with ultracold trapped atoms.
[1] G. Roati, E. de Mirandes, F. Ferlaino, H. Ott, G. Modugno, and
M. Inguscio, cond-mat/0402328.
Q 52.8 Do 21:10 HS 225
Damping and frequency shifts of collective modes in thermal
clouds of 87Rb — •Christian Buggle, Wolf von Klitzing, and
Jook T.M. Walraven — FOM Institute for Atomic and Molecular
Physics, Kruislaan 407, 1098 SJ Amsterdam
We have studied the frequency ωQ and damping rate ΓQ of the m = 0
quadrupole-monopole shape oscillation in thermal clouds of 87Rb confined
in an elongated harmonic trap as a function of the central elastic collision
rate τ −1
c = √ 2 n0¯vthσ. We observe the full crossover from the collision-
less to the hydrodynamic regime, covering the range 0.02 < ∼ ωzτc
<
∼ 5
with ωz/2π the axial trap frequency. We find good agreement with the
predictions of the kinetic theory for collective oscillations in harmonic
traps. The measurements were done with both phase contrast imaging
and absorption imaging. Accurate control over ωzτc is of vital importance
� because the total crossover-change in frequency is only 29%, with
12/5 ωz < ωQ < 2ωz, and the quadrupole frequency shifts rapidly near
the crossover point ( d log ωQ/d log τc = 0.12 ).
Q 52.9 Do 21:20 HS 225
Korrektur von Adressierungsfehlern in einer linearen Ionenfalle
— •Wolfgang Hänsel 1 , Michael Bacher 1 , Hartmut Häffner 1 ,
Christian F. Roos 1 , Mark Riebe 1 , Christoph Becher 1 , Ferdinand
Schmidt-Kaler 1 und Rainer Blatt 1,2 — 1 Institut für Experimentalphysik,
Universität Innsbruck, Technikerstraße 25, A-6020 Innsbruck,
Austria — 2 Insitut für Quantenoptik und Quanteninformation,
Österreichische Akademie der Wissenschaften, Technikerstraße 25, A-
6020 Innsbruck, Austria

Quantenrechnen mit Ionenketten in linearen Paulfallen erfordert die selektive
Anregung einzelner Ionen mit Laserlicht. Unvermeidbares Streulicht
auf den nichtadressierten Ionen führt dabei zu Fehlern, die linear
mit der Rabifrequenz, also nur wurzelförmig mit der residuellen Lichtintensität
abnehmen. Allein mit verbesserter Optik lassen sich daher die
Adressiergenauigkeiten, wie sie die immer komplexer werdenden Algorithmen
und eine wachsende Ionenzahl erfordern, schwer realisieren. Eine
neue Technik, die neben den klassischen Rabioszillationen zusätzlich
den AC-Stark-Effekt nutzt, ermöglicht Fehler quadratisch in der Rabifrequenz,
d.h. linear in der Intensität. In ersten Experimenten konnten wir
damit den Adressierungsfehler von einigen Prozent auf wenige Promille
reduzieren.
Q 52.10 Do 21:30 HS 225
Nonclassical Imaging for a Quantum Search of Ions in a Linear
Trap — •Gombojav O. ARIUNBOLD 1,2 , Girish S. Agarwal 1,3 ,
Joachim von Zanthier 1,4 , and Herbert Walther 1,4 — 1 Max-
Planck-Institute for Quantum Optics, Hans-Koppfermann Str. 1, D-
85748, Garching, Germany — 2 Theoretical Physics Laboratory, National
University of Mongolia, 210646, Ulaanbaatar, Mongolia — 3 Physical Research
Laboratory, Navrangpura, Ahmedabad-380 009, India — 4 Sektion
Physik der LMU, D-85748, Garching, Germany
We show how photon-photon spatial correlations in the light emitted
139
by a system of N ions in a linear trap, interacting with an incident π-pulse,
can be used to implement a quantum search algorithm. We demonstrate
that just two measurements are sufficient to identify a non-radiating isotope
in the chain instead of performing N/2 classical querries.
Q 52.11 Do 21:40 HS 225
Nonlocal resources in the presence of Superselection Rules
— •Norbert Schuch, Frank Verstraete, and Ignacio Cirac
— Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str.1, D-
85748 Garching
Superselection rules severely alter the possible operations that can be
implemented on a distributed quantum system. Whereas the restriction
to local operations imposed by a bipartite setting gives rise to the notion
of entanglement as a nonlocal resource, the superselection rule associated
with particle number conservation leads to a new resource, the superselection
induced variance of local particle number. We show that, in the
case of pure quantum states, one can quantify the nonlocal properties by
only two additive measures, and that all states with the same measures
can be asymptotically interconverted into each other by local operations
and classical communication. Furthermore, we discuss how these concepts
can be extended to mixed state entanglement and how the new resource
can be used to overcome the restrictions imposed by the superselection
rule.

STRAHLENPHYSIK UND STRAHLENWIRKUNG (ST)
Prof. Dr. Herwig G. Paretzke
Institut für Strahlenschutz
GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit
Ingolstädter Landstraße 1
85764 Neuherberg
E-Mail: paretzke@gsf.de
Die diesjährigen Sitzungen des FV ST wurden zusammen mit PD Dr. Brix, BfS, und Prof. G. Kraft, GSI, mit den Schwerpunkten
” Physikalische Verfahren der biomedizinischen Bildgebung“ und ” Biophysikalische Aspekte der Strahlentherapie
insbesondere mit Ionenstrahlen“ zusammengestellt. Sie sollen die bereits heute vielseitigen und wichtigen Anwendungen der
Physik in der Medizin, aber auch die vielen offene Fragen und Verbesserungsnotwendigkeiten deutlich zu machen, die noch
intensiver Forschungsarbeiten bedürfen. Außerdem beteiligt sich der FV ST am Symposium des AK Energie über Strahlenwirkungen
(s.u.).
Die hohe räumliche und zeitliche Auflösung moderner Schnittbildverfahren bietet die Möglichkeit, Gewebe und Organe von
Lebewesen über Anatomie und Morphologie hinaus auch bezüglich ihrer funktionellen Eigenschaften – wie z.B. der Durchblutung
und bestimmter Stoffwechselprozesse – zu charakterisieren und diese Informationen für die Erfassung pathologischer
Veränderungen sowie für die Therapieplanung und das Therapiemonitoring zu nutzen. Besondere Bedeutung kommt hierbei
der Computer-Tomographie (CT), der Magnetresonanz-Tomographie (MR) und der Positronen-Emissions-Tomographie
(PET) zu.
Die in der ersten Sitzung zusammengefassten Hauptvorträge geben einen Überblick über die aktuellen Entwicklungen bei
diesen Schnittbildverfahren. In den anschließenden Fachsitzungen zu diesem Thema werden Vorträge zu speziellen Fragestellungen
gegeben. Anschließend sollen Möglichkeiten diskutiert werden, wie auch zukünftig medizinisch-physikalische Themen
in die Sitzungen des FV ST integriert werden können.
Zu den enormen Möglichkeiten der modernen Strahlentherapie bei Krebserkrankungen wird Prof. Schlegel bereits am Montag
einen Plenarvortrag halten. In den Hauptvorträgen und Fachsitzungen zu weiteren physikalischen Aspekten der Strahlentherapie
am Donnerstag wird insbesondere die Strahlentherapie mit Strahlen schwerer Ionen (z.B. GSI, Darmstadt) im Zentrum
der verschiedenen Vorträge und Diskussionen stehen.
Strahleneinwirkungen auf Menschen und Tiere könnnen aber auch zu Krebserkrankungen führen, was u.a. sowohl in der
Medizin als auch in der Energietechnik von großer Bedeutung bei der Bewertung verschiedener Optionen ist. Deshalb beteiligt
sich der FV ST stark am Symposium des AK Energie ” Neue Erkenntnisse über die biophysikalsichen Wirkungen niedriger
Strahlendosen“, das am Dienstag Nachmittag stattfindet.
Hauptvorträge
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsaal HS 129)
ST 1.1 Mo 11:00 (HS 129) Technologie, Algorithmen und Trends der klinischen CT, Marc Kachelriess
ST 1.2 Mo 11:30 (HS 129) Magnetresonanztomographie: Ein Werkzeug für Diagnostik und Therapie,
Michael Bock, Sven Zühlsdorff, Steffen Volz, Reiner Umathum, Hendrik Zimmermann,
Sven Müller, Christian Fink, Peter Hallscheidt, Wolfgang Nitz, Wolfhard
Semmler
ST 1.3 Mo 12:00 (HS 129) Biologische Bildgebung mit PET: Grundlagen und neue Entwicklungen,
Sibylle Ziegler
ST 5.1 Do 11:00 (HS 129) Das Local-Effect-Modell zur Beschreibung der biologischen Wirkung von
Ionenstrahlen, Michael Scholz
140

ST 5.2 Do 11:30 (HS 129) Therapieplanung für die Strahlentherapie mit schweren Ionen, Oliver Jäkel,
Michael Krämer, Peter Heeg, Christian Karger
ST 5.3 Do 12:00 (HS 129) High resolution heavy ion track structure imaging, Gabor Laczko, Volker
Dangendorf, Michael Kraemer, Dieter Schardt, Kai Tittelmeier
Fachsitzungen
ST 1 Biomedizinische Bildgebung I Mo 11:00–12:30 HS 129 ST 1.1–1.3
ST 2 Biomedizinische Bildgebung II Mo 14:00–15:45 HS 129 ST 2.1–2.7
ST 3 Biomedizinische Bildgebung III Mo 16:30–17:00 HS 129 ST 3.1–3.2
ST 4 Strahlenbiophysik Di 11:00–12:00 HS 129 ST 4.1–4.4
ST 5 Strahlenwirkungen - Strahlentherapie I Do 11:00–12:30 HS 129 ST 5.1–5.3
ST 6 Strahlenwirkungen - Strahlentherapie II Do 12:30–13:00 HS 129 ST 6.1–6.2
ST 7 Strahlenwirkungen - Strahlentherapie III Do 16:30–18:30 HS 129 ST 7.1–7.8
Mitgliederversammlung des Fachverbands Strahlenphysik und Strahlenwirkung
Di 12:15–13:00 HS 129
Alle Mitglieder des FV Strahlenphysik und Strahlenwirkungen sowie interessierte Mitglieder der DGMP sind herzlich eingeladen
zur Mitgliederversammlung des FV ST.
Vorgeschlagene Tagesordnung:
1) Annahme der Tagesordnung
2) Bericht des FV-Vorsitzenden
3) Aktivitäten zum Kompetenzerhalt in der Strahlenforschung
4) Zusammenarbeit mit DGMP, etc.
5) Planung unserer Tagung 2005
6) Information über weitere Tagungen
7) Sonstiges
141

Fachsitzungen
– Haupt- und Fachvorträge –
ST 1 Biomedizinische Bildgebung I
Zeit: Montag 11:00–12:30 Raum: HS 129
Hauptvortrag ST 1.1 Mo 11:00 HS 129
Technologie, Algorithmen und Trends der klinischen CT —
•Marc Kachelriess — Institut fuer Medizinische Physik (IMP), Krankenhausstr.
12, 91054 Erlangen
Unter Computertomograpghie (CT) stellt man sich weitläufig noch
die klassische Schnittbildgebung, das ist die Aufnahme einzelner, separat
akquirierter zweidimensionaler Schichten, vor: Um den Patienten rotiert
ein System aus Röhre und Detektor und nach Akquisition einer Schicht
wird der Patient ein Stueck weitergefahren, um ein komplettes Volumen
zu scannen. Dies entspricht aber schon lange nicht mehr dem Stand
der Technik. Zwar besteht ein CT-Scanner heute noch immer aus einem
Röntgenfokus mit gegenüberliegendem Detektorarray, aber die Step-and-
Shoot-Technik ist seit der Einführung des Spiral-CT in den 90-er Jahren,
bei der der Patient während der Messung kontinuierlich durch die
Gantry gefahren wird, veraltet. Die Vorteile der erstmals durch die Spiraltrajektorie
realisierten echten 3D - Akquisition sind enorm. Nicht nur
die Bildqualität wurde verbessert sondern völlig neue Anwendungen, wie
beispielsweise die CT- Angiographie und die Cardio-CT, sind entstanden.
Mit der Einführung von Mehrschicht- Spiral-CT- Scannern ist vor wenigen
Jahren ein weiterer Schritt in Richtung echter 3D-Akquisition gelungen.
Neben einer Einführung in die Gerätetechnik werden algorithmische
Aspekte der Bildrekonstruktion behandelt. Schwerpunkte sind hierbei die
Kegelstrahl-Bildrekonstruktion, sowie die phasenkorrelierte Bildgebung
quasiperiodisch bewegter Objekte.
Hauptvortrag ST 1.2 Mo 11:30 HS 129
Magnetresonanztomographie: Ein Werkzeug für Diagnostik
und Therapie — •Michael Bock 1 , Sven Zühlsdorff 1 , Steffen
Volz 1 , Reiner Umathum 1 , Hendrik Zimmermann 1 , Sven
Müller 1 , Christian Fink 1 , Peter Hallscheidt 2 , Wolfgang
Nitz 3 und Wolfhard Semmler 1 — 1 Deutsches Krebsforschungszentrum
(dkfz), Im Neuenheimer Feld 280, 69120 Heidelberg —
2 Universität Heidelberg, Abt. Radiodiagnostik — 3 Siemens Medical
Solutions, Erlangen
Die Magnetresonanz-(MR)-tomographie ist aufgrund ihres exzellenten
ST 2 Biomedizinische Bildgebung II
Weichteilkontrastes, des Fehlens ionisierender Strahlung sowie der
Möglichkeit, funktionelle Untersuchungen durchzuführen, besonders gut
geeignet, um Erkrankungen der weichen Gewebe zu diagnostizieren
und um minimal-invasive Eingriffe mit Kathetern oder Nadeln zu
überwachen.
In diesem Vortrag sollen neuere Techniken für MR-geführte intravasale
Interventionen vorgestellt werden. Um die in der MR nicht sichtbaren
Operationsinstrumente zu lokalisieren, wurden Hochfrequenzspulen
an Kathetern angebracht. Die aktuelle Position der Instrumente, die
sich in wenigen Millisekunden bestimmen läßt, wurde dazu verwendet,
die MR-Meßschicht mit dem Katheter mitzuführen. Interaktiv schaltbare
Schichtorientierungen und Bildkontraste erlaubten bei Bildraten von 3
Hz die Platzierung von Kathetern in Gefäßen, so dass abdominelle Gefäße
dargestellt und Nierengewebe embolisiert werden konnten.
Hauptvortrag ST 1.3 Mo 12:00 HS 129
Biologische Bildgebung mit PET: Grundlagen und neue Entwicklungen
— •Sibylle Ziegler — Nuklearmedizinische Klinik, Klinikum
rechts der Isar der Technischen Universität München
Die Positronenemissionstomographie (PET) ist ein nuklearmedizinisches
Schnittbildverfahren zur quantitativen Darstellung physiologischer
Vorgänge. Sie basiert auf dem Nachweis geringster Mengen mit Positronenstrahlern
markierter biologischer Substanzen. Die Detektion der Vernichtungsstrahlung
erfolgt mittels in Koinzidenz geschalteter, ringförmig
angeordneter Szintillationsdetektoren, wie sie in der Kernphysik entwickelt
wurden. Auflösung und Empfindlichkeit der Geräte werden durch
neue Entwicklungen in der Detektortechnologie verbessert. Dies sind vor
allem neue, lichtstarke und schnelle Szintillationskristalle wie LSO(Ce)
und GSO(Ce), von denen kleine Elemente innerhalb dicht gepackter Matrizen
mit Hilfe von intelligenten Lichtauslese-Schemata (Photomultipliergruppen
oder ortsempfindliche Photomultiplier) identifiziert werden.
Die Entwicklung eines speziellen Positronentomographen basierend auf
der Auslese von LSO-Kristallen mit Lawinenphotodioden für die hochauflösende
Bildgebung an kleinen Tieren, stellt ein Beispiel dieser Anstrengungen
dar.
Zeit: Montag 14:00–15:45 Raum: HS 129
Fachvortrag ST 2.1 Mo 14:00 HS 129
Multiskalen-Analyse in Anwendung auf dynamische Kernspintomographie
— •Birgit Lessmann 1 , Tim W. Nattkemper 2
und Andreas Degenhard 1 — 1 Theoretische Physik, Fakultät für
Physik, Universität Bielefeld, Universitätsstraße 25, 33615 Bielefeld
— 2 Angewandte Neuroinformatik, Technische Fakultät, Universität
Bielefeld, Universitätsstraße 25, 33615 Bielefeld
In der klinischen Früherkennung und Diagnostik von weiblichem Brustkrebs
hat sich die Magnet-Resonanz-Tomographie (Kernspintomographie)
als äußerst wertvolle Bildgebungstechnik etabliert. Aktuell entwickelt
dieses Verfahren ein besonders hohes Potential in der Kombination
mit der Injektion eines Kontrastmittels (dynamische MRT). Über die
Auswertung einer zeitlich aufgelösten Bildsequenz kann die Dynamik des
Signals erfaßt werden und beispielsweise durch pharmakokinetische Modelle
beschrieben werden. In der aktuellen Forschung wird derzeit mit
unterschiedlichen Verfahren untersucht in wie weit das zeitliche Verhalten
zur Klassifizierung des Tumors beitragen kann.
Ziel unserer Arbeit ist es, mittels der sog. Multiskalen-Analyse die
durch die dynamische Kernspintomographie erhaltenen Daten zu analysieren.
Hierbei sollen morphologische und zeitliche Charakteristika der
Tumore untersucht werden und eine computerunterstützte Analyse der
MRT-Daten ermöglicht. Diese Merkmalsvektoren sollen es ermöglichen,
142
Tumore besser zu erkennen sowie zwischen bösartigen und gutartigen Tumoren
zu unterscheiden. Das mathematische Hilfsmittel dieser Multiskalenanalyse
sind im vorliegenden Fall Wavelet-Systeme, deren Anwendung
auch in der medizinischen Physik derzeit intensiv erforscht wird.
Fachvortrag ST 2.2 Mo 14:15 HS 129
Gase als neue Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie
(MRT) der Lunge — •Wolfgang Schreiber — Klinik für
Radiologie / Medizinische Physik, Universitätsklinikum Mainz
Das Signal-Rausch-Verhältnis in der MRT der Lunge ist neben der
Spindichte abhängig von der Polarisation der Gase, sowie von der Anzahl
der Signalmittelungen. Basierend auf diesem Zusammenhang konnten
in den letzten Jahren neue Messverfahren zur direkten Darstellung
der Belüftung der Lunge entwickelt werden.
Fluorinierte Gase wie Schwefelhexafluorid besitzen mehrere Fluoratome,
die mittels 19 F-MRT nachgewiesen werden können. Darüber hinaus
ermöglicht die extrem kurze T1-Relaxationszeit dieser Gase (wenige
Millisekunden) die schnelle Wiederholung der MRT-Messung. Durch den
Einsatz leistungsfähiger Gradientensysteme gelingt es so mittlerweile, innerhalb
weniger Sekunden ein Bild der Gasverteilung in der Lunge zu
generieren.
Während bei dem beschriebenen Ansatz die thermische Polarisation

(ca. 10 −5 ) der 19 F-Atome genutzt wird, kann bei einem alternativen Verfahren
die Polarisation von 3 He-Atomen durch vorheriges optisches Pumpen
auf bis zu 0,8 erhöht werden. Durch Beimischung von hochpolarisiertem
3 He zum Atemgas kann so die Belüftung der Lunge am Patienten
mit einer Auflösung von 9 MRT-Bildern/Sekunde erfasst werden.
Fachvortrag ST 2.3 Mo 14:30 HS 129
Nicht-invasive Untersuchung des Lipidstoffwechsels der
menschlichen Skelettmuskulatur mittels volumenselektiver
Protonen NMR-Spektroskopie — •Jürgen Machann und Fritz
Schick — Sektion für Experimentelle Radiologie, Hoppe-Seyler-Str. 3,
72076 Tübingen
Die 1 H-NMR-Spektroskopie ermöglicht eine sensitive Bestimmung gering
konzentrierter Stoffwechsel-Metaboliten aus beliebigen Volumina
von wenigen cm 3 , die mit bildgebenden Methoden nicht erfasst werden
können. Die quantitative Bestimmung muskulärer Lipide in den
Spektren ist erschwert, da weitere Fettsignale aus Gewebekopartimenten
mit anderer Suszeptibilität in den Spektren auftreten und separiert
werden müssen. Alle spektroskopischen Untersuchungen wurden an einem
1,5 T Magnetom Vision (Fa. Siemens) durchgeführt. Zur Volumenselektion
wurde ein optimiertes STEAM-Verfahren mit kurzer Echozeit
(TE = 10 ms) eingesetzt. Bei 120 untersuchten Probanden ergaben
sich interessante Ergebnisse: der Fettgehalt der Muskelzellen ist sowohl
bei Personen mit eingeschränkter Insulinsensitivität (als Vorstufe eines
Diabetes) als auch bei trainierten Sportlern erhöht. Interventionsstudien
(Ernährungsumstellung, Sport) zeigen eine schnelle Regulation dieser
”‘Brennstoffe”’ der Muskelzellen.
Fachvortrag ST 2.4 Mo 14:45 HS 129
Zugang zur Molekulardynamik in vivo durch Analyse der Hyperfeinstruktur
in 1 H-NMR-Spektren der Wadenmuskulatur —
•Leif Schröder und Peter Bachert — Deutsches Krebsforschungszentrum
(dkfz), Heidelberg
Die direkte Wechselwirkung zweier magnetischer Momente tritt in elementarer
Weise in Form der Hyperfeinstruktur (HFS) des Wasserstoff-
Spektrums im Bereich der niederenergetischen Radio-Strahlung auf. Dieses
Elektron-Proton-System stellt das Prinzip der 133 Cs-Atomuhr dar.
Durch Anwendung der Theorie auf das Problem der dipolaren Spin-Spin-
Kopplung zweier molekular gebundener Protonen erhält man eine modifizierte
Breit-Rabi-Gleichung, die den Übergang des Spin-Systems vom
Zeeman- zum Paschen-Back-Effekt beschreibt. Mit Hilfe dieser Gleichung
und Analyse hochaufgelöster In-vivo- 1 H-NMR-Spektren vom menschlichen
Wadenmuskel ließ sich erstmals die Existenz einer residualen dipolaren
Kopplung der Ringprotonen des endogenen Metaboliten Carnosin
nachweisen. Dabei wird das Prinzip der Atomuhr − Anregung eines definiert
gestimmten Resonators − umgekehrt angewendet: Die breitbandige
Anregung ergibt die zu bestimmenden Eigenfrequenzen des molekularen
Resonators. Da diese im Gegensatz zur HFS nicht nur vom externen
Magnetfeld, sondern auch von der Molekulardynamik abhängen, konnte
zusätzliche Information über die Reorientierungsbewegung des Moleküls
gewonnen und mit den Daten von Phosphokreatin und Taurin verglichen
werden.
Fachvortrag ST 2.5 Mo 15:00 HS 129
Induktiv gekoppelte Spulen zur Untersuchung kleiner Tiere und
Objekte in kommerziellen Ganzkörper-Kernspintomographen
— •Hansjörg Graf, Petros Martirosian und Fritz Schick —
Sektion für Experimentelle Radiologie der Eberhard-Karls-Universität
Tübingen
In der medizinischen Grundlagenforschung spielen Experimente an
Kleintieren eine wachsende Rolle. Die Bedingungen für deren Untersuchung
in Ganzkörper-Kernspintomographen, die für Untersuchungen am
ST 3 Biomedizinische Bildgebung III
Menschen bestimmt sind, soll durch Verwendung rein induktiv koppelnder
Nachweisspulen optimiert werden. In die Untersuchungsöffnung des
Tomographen wird ein Schwingkreis aus Kondensator und Solenoidspule
(rein passiv) eingebracht, wobei sich das zu untersuchende Objekt
im Spuleninneren befindet und der Schwingkreis auf die Resonanzfrequenz
des Tomographen abgestimmt ist. Neben der Verstärkung des eingestrahlten
Hochfrequenzfeldes im Spuleninneren ist eine entsprechende
Verstärkung des Signals der Probe aus dem Spuleninneren zu erwarten.
Der Signalgewinn kann bei den kleineren Objekten direkt dazu benutzt
werden, die räumliche Auflösung zu erhöhen. Ohne wesentliche Erhöhung
der Messzeit wird das notwendige Signal- zu Rauschverhältnis erreicht
für aussagekräftige MR-Bilder kleiner Objekte. Die Solenoide lassen sich
für ideal objekt-angpassten Signalnachweis schnell und einfach in jeder
Größe herstellen.
Fachvortrag ST 2.6 Mo 15:15 HS 129
Ein Faraday-Effekt-Positionssensor fuer die interventionelle
Magnetresonanztomographie — •Michael Bock, Reiner
Umathum, Jana Sikora und Wolfhard Semmler — Deutsches
Krebsforschungszentrum, Im Neuenheimer Feld 280, 69120 Heidelberg
In der interventionellen Magnetresonanz (MR)-Tomographie werden
Operationsinstrumente zur Lokalisierung mit Hochfrequenzspulen
bestückt, deren Zuleitungen sich waehrend der MR-Bildgebung stark erwaermen
koennen. Um diese Erwärmung zu vermeiden, haben wir einen
Positionssensor ohne leitende Strukturen entwickelt, dessen Messprinzip
auf dem Faraday-Effekt beruht. Der Sensor misst die lokale Magnetfeldstaerke
innerhalb des MR-Tomographen, die mit Hilfe von räumlich variierenden
Magnetfeldern, den Gradienten, so moduliert wird, dass die
Position des Sensors berechnet werden kann. Um die geringe Signalmodulation
durch die Gradienten detektieren zu koennen, wird das vom
Sensor transmittierte Licht mit einem Lock-in Verstärker nachgewiesen.
In Experimenten mit einem Sensorprototypen wurde eine Ortsgenauigkeit
von 1,5 cm erreicht.
Fachvortrag ST 2.7 Mo 15:30 HS 129
Monte Carlo based 3D iterative reconstruction for high resolution
positron emission tomography — •Magdalena Rafezas 1 ,
Melanie Dietz 1 , Brygida Mosler 1 , Markus Poegl 2 , Alexandros
Stamatakis 2 , and Sibylle Ziegler 1 — 1 Nuklearmedizinische
Klinik und Poliklinik, Klinikum rechts der Isar der TU Muenchen,
Ismaningerstr. 22, 81675 Muenchen — 2 Institut fuer Informatik, TU
Muenchen, Boltzmannstr. 3, 85748 Garching b. Muenchen
Aim: Our goal was to calculate the system matrix P for 3D iterative
image reconstruction for the small animal PET scanner MADPET-II using
Monte Carlo (MC) simulations. The final purpose was to reconstruct
a large field-of-view without compromising spatial resolution. A further
objective was to study the feasability of using a database for handling
the simulated data and P. Methods: We described MADPET-II in MC
code. To calulate P we simulated a radioactive cylinder filling the scanner.
The symmetries of the system allowed us to improve the statistical
quantity P (Psym). For reconstruction the algorithm MLEM was implemented.
Results: A total of 2.2 x 10**8 simulated events gave rise to P
having N (non-zero elements)= 1.6x10**8 (1.2 GB of disk space). For P
sym, N=8.0x10**8 (1.9GB). the transaxial resolution (FWHM) was 1.0
mm (r=0 mm) and 2.0 mm at 30 mm. When using Psym, the latter was
improved to 1.4 mm. The reconstructed images showed a good contrast
recovery and good SNR. Conclusions: 3D statistical iterative reconstruction
using a MC based martix is feasable. DB2 has proved to be very
practical framework to manage the large amounts of MC simulated data.
The use of symmetries increased the accuracy of P and improved image
quality.
Zeit: Montag 16:30–17:00 Raum: HS 129
Fachvortrag ST 3.1 Mo 16:30 HS 129
4D Computed Tomography for Treatment Planning — •Eike
Rietzel and George Chen — Massachusetts General Hospital, Department
of Radiation Oncology, 30 Fruit St, Boston, MA, 02114, USA
Advanced beam delivery techniques in radiotherapy, like scanned particle
beams or IMRT, allow to increase the conformity between target
and irradiated volume. Besides patient setup, achievable conformity is
143
limited by inter- and intrafractional organ motion. Intrafractional organ
motion is mainly caused by respiration.
To study organ motion, we have begun the acquisition of timeresolved
Computed Tomography scans. In conventional Computed
Tomography scans, respiratory motion can cause significant artifacts.
Four-dimensional Computed Tomography significantly reduces such
artifacts. To obtain temporal information, at each couch position data

are acquired in axial cine scan mode for the duration of the patient’s
respiratory cycle. Several images per couch position are reconstructed,
each representing a different point in time within the respiratory cycle.
Images from different couch positions are then sorted into several
spatio-temporal coherent CT volumes.
4DCT results in several volumetric datasets throughout the respiratory
cycle. Such data allow analysis of tumor and organ motion. Target
segmentation is significantly improved due to the reduction of motion
artifacts. To ensure dose coverage throughout the respiratory cycle, combined
target volumes can be generated from targets segmented at different
respiratory phases. Furthermore, the impact of respiratory motion on
dose distributions can be studied.
Fachvortrag ST 3.2 Mo 16:45 HS 129
In-beam PET for in-situ dose quantification in carbon ion therapy
and possible extension to proton therapy — •Katia Parodi
and Wolfgang Enghardt — Forschungszentrum Rossendorf e.V.,
Postfach 510119, 01314 Dresden
Since December 1997 in-beam positron emission tomography is in clinical
use for in-situ, non-invasive control of high precision carbon ion treat-
ST 4 Strahlenbiophysik
ment at the experimental heavy ion therapy facility at GSI Darmstadt [1].
PET is currently the only available tool for in-vivo validation of the whole
chain from treatment planning to irradiation independently on the beam
delivery hardware. In order to fulfill the radio-oncologists demand, an interactive
approach has been developed for local dose quantification from
PET images in case of detection of deviations between planned and really
applied treatment [2]. Following the positive clinical impact, in-beam
PET will be established at the ion beam therapy facility under construction
in Heidelberg, planned to deliver particles from protons up to oxygen
nuclei. Hence, the investigation of the extension of the method to other
projectiles has been initiated, starting from the lightest and most extensively
worlwide used protons. Recent in-beam phantom experiments [3][2]
strongly supporting the value of in-beam PET for millimetre range monitoring,
verification of the lateral position of the irradiation field as well as
as detection of unpredictable deviations between planned and delivered
treatment in proton therapy will be presented.
This work is supported by the BMBF under grant 06DR825.
[1] W. Enghardt et al, Nucl. Phys. A 654, 1047c (1999)
[2] K. Parodi, PhD Thesis, TU Dresden, in preparation
[3] K. Parodi et al, Phys. Med. Biol. 47, 21 (2002)
Zeit: Dienstag 11:00–12:00 Raum: HS 129
Fachvortrag ST 4.1 Di 11:00 HS 129
Mikroskopisch genaue Zellbestrahlung mit hochenergetischen
Ionen — •Andreas Hauptner 1 , Patrick Reichart 1 , Reiner
Krücken 1 , Günther Dollinger 1 , Steffen Dietzel 2 , Thomas
Cremer 2 , Guido Drexler 3,4 und Anna Friedl 3,4 — 1 Physik Dep.
E12, TU-München, Garching — 2 Dep. Biologie II, LMU-München —
3 Strahlenbiologisches Inst., LMU-München — 4 Inst. für Molekulare
Strahlenbiologie, GSF, Neuherberg
Die Ionenmikrosonde SNAKE (Supraleitendes Nanoskop für
angewandte kernphysikalische Experimente) am Münchener 14 MV
Tandem Beschleuniger des Maier Leibnitz Labors erlaubt die Fokussierung
von hochenergetischen Leicht- und Schwerionenstrahlen in den
Sub-Mikrometerbereich. Im vergangenen Jahr wurde SNAKE zu einer
Anlage ausgebaut, an der subzelluläre bzw. subnukleäre Strukturen lebender
Zellen gezielt mit einzelnen hochenergetischen Ionen bestrahlt
werden können. Die Funktionstüchtigkeit der Bestrahlungsapparatur
wurde mittlerweile sowohl mit Kernspurdetektoren als auch in ersten
Bestrahlungsexperimenten an lebenden Zellen nachgewiesen. Ziel dieser
Experimente ist unter anderem das Studium von DNA-Schäden und
deren Reparaturprozesse im lebenden Organismus, speziell im Hinblick
auf den zeitlichen und räumlichen Ablauf. So wurde nach Bestrahlung
mit einzelnen 100 MeV 16 O Ionen die Akkumulation des Reparaturproteins
Rad51 an geschädigten Zellkernorten mittels Immunofluoreszenz
nachgewiesen.
Fachvortrag ST 4.2 Di 11:15 HS 129
Monte-Carlo-Methoden für den Elektronentransport mit Einzelstreumodellen
— •Uwe Reichelt 1 , Jürgen Henniger 2 und
Wolfgang Enghardt 1 — 1 Institut für Kern- und Hadronenphysik,
FZRossendorf, 01328 Dresden — 2 Institut für Kern- und Teilchenphysik,
TUDresden, 01062 Dresden
Die Abbremsung eines Elektrons bis zu seiner vollständigen Thermalisierung
ist durch eine sehr große Anzahl von Wechselwirkungen gekennzeichnet.
Deshalb basieren Monte-Carlo-Algorithmen für den Elektronentransport
derzeit noch fast ausschließlich auf der Anwendung von zwei
Mehrfachstreumodellen. Die Vielfachstreutheorie nach Molière versagt
bei kleinen räumlichen Strukturen und Dichtesprüngen. Das Modell nach
Goudsmit-Saunderson führt für diese Fälle praktisch zum Einzelstreumodell
und erfordert dabei aber einen enormen numerischen Aufwand.
An dieser Stelle soll ein Monte-Carlo-Algorithmus vorgestellt werden,
der genuin auf Einzelstreuakten basiert. Die Strahlverfolgung (ray tracing)
sowie das Erheben von Stichproben für freie Weglängen und Eigenschaften
der Streuteilchen müssen mit effektiven numerischen Verfahren
behandelt werden. Insbesondere die stark anisotropen Streuprozesse erschweren
dieses Anliegen erheblich.
Diese Methodik ist ins Transportprogramm AMOS implementiert. Ein
Vergleich mit experimentell bestimmten Daten und anderen Transportrechnungen
zeigt zufriedenstellende Übereinstimmungen.
144
Fachvortrag ST 4.3 Di 11:30 HS 129
Radioaktive Implantate zur lokalen Strahlentherapie
(RadBioMat-Projekt) — •Assmann Walter für die RadBioMat-
Kollaboration — LMU München, Sektion Physik, 85748 Garching
In der perkutanen Strahlentherapie ist die unvermeidliche Schädigung
des gesunden Gewebes eine wesentliche Einschränkung bei der Bestrahlung
des Zielvolumens. Durch die lokale Applizierung kurzreichweitiger
radioaktiver Strahler im Zielvolumen selbst kann das umgebende
Gewebe optimal geschont werden. Bislang stehen für diese Technik
nur wenige Strahler und Trägermaterialien zur Verfügung, so dass
die Einsatzmöglichkeiten dieses Verfahrens beschränkt sind. Ziel des
RadBioMat-Projekts ist die Entwicklung neuer Herstellungsverfahren
und neuartiger Materialien für radioaktive Implantate in einem weiten
Anwendungsbereich, insbesondere mit dem reinen Betastrahler 32 P (14.3
Tage Halbwertszeit). Wir berichten über den im Aufbau befindlichen Ionenimplanter,
die Zell- und Materialuntersuchungen sowie die geplanten
klinischen Fragestellungen, bei denen die Implantate zum Einsatz kommen
sollen. Für die beabsichtigten Anwendungen werden nur niedrige
Strahlendosen (typisch 5-15 Gray) benötigt, die - bedingt durch die lange
Liegezeit der Implantate - mit extrem niedrigen Dosisleistungen verbunden
sind. Die Wirksamkeit von Betastrahlern in diesem niedrigen Dosisbzw.
Dosisleistungsbereich ist ein weiterer Untersuchungsgegenstand dieses
Projekts (gefördert von der Bayerischen Forschungsstiftung unter FK
503/02).
Fachvortrag ST 4.4 Di 11:45 HS 129
Dosmetrical characterization of a mid-sized multileaf collimator
(MLC) — •Eugen Wehrwein, Gernot Echner, Guenther
Hartmann, Otto Pastyr, and Wolfgang Schlegel — DKFZ-
Heidelberg, Abteilung: medizinische Physik E040
We have started to develop a new type of a mid-sized MLC which is
designed as a supplemental device with the following key features: leaf
width 4.5 mm leaf numbers 39 field size 17.5 cm x 17.7 cm overtravel
7.5 cm max. leakage less than 4 collimation double focussing There are
three specific mechanical construction details that represent a substantial
improvement of the MLC concept and may contribute to a still wider
application of MLCs. a) double focussing is achieved perpendicular to the
leaf motion by a conical leaf shape and parallel to the leaf motion by a
pivoted piece at each leaf. This piece consists of two parts: a front part
which has the shape of a half moon where the orientation of the flat
side is always directed to the focus by virtue of the second part which
is connected to the front part and which is forced by the gear drive to
move adequately. This new true doubly focussing leaf design is much
easier to construct. b) the leaf guiding system which only requires loose
support at one leaf side and again offers a simple construction feature c)
extremely flat potentiometer which are used as pairs embedded in each
leaf to control and addtionally check the leaf position with high accuracy.

ST 5 Strahlenwirkungen - Strahlentherapie I
Zeit: Donnerstag 11:00–12:30 Raum: HS 129
Hauptvortrag ST 5.1 Do 11:00 HS 129
Das Local-Effect-Modell zur Beschreibung der biologischen
Wirkung von Ionenstrahlen — •Michael Scholz — GSI /
Biophysik, Planckstrasse 1, 64291 Darmstadt
Die Modellierung der erhöhten biologischen Wirkung von Ionenstrahlen
ist von Interesse sowohl für Anwendungen in der Tumortherapie als
auch für den Strahlenschutz.
Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die erhöhte Wirksamkeit von
mehreren Faktoren wie z.B. der Dosis, dem jeweiligen biologischen Effekt
und vom Zell- bzw. Gewebetyp abhängt. Zur Beschreibung dieser
Abhängigkeiten wurde das Local-Effect-Modell (LEM) entwickelt, das
eine Berechnung der erhöhten Wirksamkeit aufgrund der Kenntnis der
Dosiseffektkurve nach Photonenbestrahlung sowie der mikroskopischen
Verteilung der Energiedeposition der Ionenstrahlen erlaubt. Im Vortrag
werden die Grundlagen des Modells erläutert und die Anwendungen auf
verschiedene biologische Effekte wie Zellinaktivierung und Zelltransformation
beschrieben. Die Genauigkeit der Modellvorhersagen wird dabei
anhand von Vergleichen mit experimentellen Daten diskutiert.
Hauptvortrag ST 5.2 Do 11:30 HS 129
Therapieplanung für die Strahlentherapie mit schweren Ionen
— •Oliver Jäkel 1 , Michael Krämer 2 , Peter Heeg 1 und Christian
Karger 1 — 1 Deutsches Krebsforschungszentrum, INF 280, 69120
Heidelberg — 2 Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH, Planckstr. 1,
64291 Darmstadt
Um ein Therapieplanungssystem für die klinische Anwendung der Kohlenstoffionentherapie
zu erstellen, wurde ein Schwerionenalgorithmus in
die virtuelle Therapiesimulation integriert. Es ermöglicht die biologische
Optimierung der Strahlenwirkung von Schwerionen und der Steuerparameter
die für die dynamische Strahlapplikation mittels Rasterscanning.
ST 6 Strahlenwirkungen - Strahlentherapie II
Durch die Optimierung wird eine homogene biologisch effektive Dosis im
Zielvolumen erreicht. Das Bestrahlungsplanungssystem erlaubt die Optimierung
von Therapieplänen für Kohlenstoffionen, die eine extrem hohe
Dosiskonfomität aufweisen. Mit dem Planungssystem wurden bisher
mehr als 200 Patienten mit Kohlenstoffionen behandelt. Bei der Mehrzahl
der Patienten handelte es sich dabei um Tumoren der Schädelbasis.
Das neue Planungssystem ermöglicht auch die Durchführung von Kombinationstherapien
von Schwerionen und Photonen.
Hauptvortrag ST 5.3 Do 12:00 HS 129
High resolution heavy ion track structure imaging — •Gabor
Laczko 1 , Volker Dangendorf 1 , Michael Kraemer 2 , Dieter
Schardt 2 , and Kai Tittelmeier 1 — 1 Physikalisch-Technische
Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116, Braunschweig, Germany —
2 Gesellschaft fuer Schwerionenforschung, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt,
Germany
The difference in the relative biological efficiency (RBE) of ions of
same linear energy transfer (LET) but different atomic number (Z) can
be attributed to the difference in the local ionisation distribution which
can be expressed by its radial ionisation distribution. We have started an
experimental programme at GSI to study the track structure of ions of
various Z but similar LET. The experimental system is based on a time
projection chamber with a parallel drift field, parallel-plate charge and
light amplification stages and optical readout with an intensified CCD
camera (Optical Avalanche Chamber, OPAC). The chamber is operated
with low pressure gas (4 to 40 hPa) to achieve a resolution of down to a
few tens of nm scaled to tissue density. The resolution is mainly limited
by the electron diffusion in the chamber. We present first results and a
comparison of these measurements with corresponding track structure
properties obtained by Monte Carlo simulations of Kraemer and Grosswendt.
Zeit: Donnerstag 12:30–13:00 Raum: HS 129
Fachvortrag ST 6.1 Do 12:30 HS 129
The Heavy Ion Transport Code PHITS and Its Applications
— •Hiroshi Iwase 1 and Koji Niita 2 — 1 Gesellschaft für Schwerionenforschung
mbH, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt — 2 Research Organization
for Information Science and Technology,2-4,Shirakata,Tokaimura,Naka-gun,Ibaraki-ken,
319-1106,Japan
The three dimensional heavy-ion Monte Carlo transport code PHITS
(Particle and Heavy Ion Transport Code System) is an upgrade version
of the NMTC/JAM, which is a spin-off of NMTC and has been maintained
at JAERI (Japan Atomic Energy Research Institute). In PHITS,
the JQMD and GEM codes are used for nucleus-nucleus interactions.
PHITS calculations have compared to experimental data [1,2] on the
production of secondary neutrons in high-energy heavy-ion reactions using
thin/thick targets and various projectiles at the HIMAC facilities
(Chiba/Japan). Good agreement was obtained for the resulting energy
spectra of secondary neutrons.
Recently the PHITS code has been applied to some heavy-ion studies
at GSI, such as a shielding calculation, the response of a BaF2 detector
to high-energy neutrons, and a magnet design for the Future project. Finally
a new concept for the code improvement/expansion by using new
models or by modifing the existing models, will be presented. [1]T. Kurosawa
et al., Phys. Rev. C62, 044165(2000) [2]Y. Iwata et al., Phys. Rev.
C64, 054609(2001)
145
Fachvortrag ST 6.2 Do 12:45 HS 129
Monte Carlo simulations for heavy ion dosimetry — •Oksana
Filipenko 1 , O Jäkel 1 , P Andreo 2 , N Sobolevsky 3 , and G Hartmann
1 — 1 DKFZ Heidelberg — 2 IAEA, Vienna — 3 Academy of Science,
Moscow
In order to assure the accurate application of prescribed doses in carbon
ion radiotherapy, appropriate dosimetric methods are needed. In clinical
dosimetry it is common practice to use ionization chambers, calibrated
in absorbed dose to water in Co60 field. The dose in the carbon ion
beam is then obtained by the use of the beam quality correction factor,
as suggested by the recent International Code of Practice for dosimetry
TRS-398 of IAEA. This method is subjected to some uncertainties, connected
to the fact that an ion beam in matter produces a spectrum of
fragments due to the nuclear interactions. The major uncertainty (about
2 by the ratio of the stopping power values of ions in water relative to
air. At present in TRS-398, a constant value of 1.13 is adopted for the
stopping power ratio of ions. In order to investigate this value in detail,
Monte Carlo simulations ( SHIELD-HIT, developed by N.Sobolevsky and
P.Andreo) are used to calculate the complete spectrum of nuclear fragments
resulting from the primary ion beam in different depths. Using
these spectra and energy loss tables, the fluence weighted stopping power
ratio can be determined more accurately. In the future mentioned code
SHIELD-HIT will be used for further investigations in dosimetry.

ST 7 Strahlenwirkungen - Strahlentherapie III
Zeit: Donnerstag 16:30–18:30 Raum: HS 129
Fachvortrag ST 7.1 Do 16:30 HS 129
Bestrahlungsplanung für bewegte Zielvolumen in der intensitätsmodulierten
Teilchentherapie — •Christoph Bert, Sven
Oliver Grözinger, Eike Rietzel, Thomas Haberer und Gerhard
Kraft — GSI Darmstadt, Biophysik, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt
Um die Schwerionentumortherapie bei der Gesellschaft für Schwerionenforschung
auf sich bewegende Tumore zu erweitern, ist geplant, den
gescannten Teilchenstrahl dem bewegten Zielvolumen nachzuführen. In
einer Pilotstudie wurde gezeigt, dass dies in der notwendigen Präzision
technisch möglich ist. Da sich durch die Bewegung des Gewebes die
Strahlabsorption verändert, kann zur Korrektur nicht die geometrische
Verschiebung des Tumors verwendet werden. Vielmehr sind Änderungen
in der Bestrahlungsplanung notwendig, auf die im Vortrag eingegangen
wird.
Die Bestrahlungsplanung basiert auf zeitlich aufgelösten Computertomographien,
die als Stützstellen verwendet werden, um für jedes Voxel
einen Korrekturvektor zu berechnen. Aus zeitlichen Gründen erfolgt
die Berechnung im Voraus, während der Bestrahlung wird dann
in Abhängigkeit der detektierten Tumorlage der entsprechende Korrekturvektor
angewendet.
Es werden Ergebnisse aus Simulationen und Experimenten gezeigt, in
denen die Dosisverteilung eines bewegten Zielvolumens bestimmt wurde.
Damit kann unter anderem der Einfluss der Anzahl der Stützstellen auf
die Dosisverteilung untersucht werden.
Fachvortrag ST 7.2 Do 16:45 HS 129
Bestrahlung bewegter Zielgebiete mit gescannten Ionenstrahlen
— •Sven Oliver Grözinger, Christoph Bert, Eike Rietzel,
Thomas Haberer und Gerhard Kraft — Gesellschaft für Schwerionenforschung,
Planckstr. 1, 64291 Darmstadt
In der Schwerionentherapie wird das Zielvolumen mit einem feinen
Bleistiftstrahl rasterförmig bestrahlt. Die sequentielle Bestrahlung des
Tumors bewirkt eine hohe Empfindlichkeit der applizierten Dosisverteilung
auf die Lage des Zielgebietes. Bewegungen während der Bestrahlung
führen zu starken Dosisinhomogenitäten, die den Therapieerfolg in Frage
stellen. Daher ist derzeit nur eine Bestrahlung von Tumoren möglich,
deren Position während der Behandlung fixiert werden kann.
Dieser Vortrag beschreibt Möglichkeiten, Zielgebietsbewegungen bei
der Bestrahlung mit gescannten Ionenstrahlen zu berücksichtigen. Insbesondere
konzentriert er sich dabei auf die aktive Strahlnachführung in
3D, die in einem Prototyp Aufbau an der GSI verwirklicht wurde. Durch
Anpassung der Strahlposition in 3D an eine online gemessene Zielbewegung
konnten bewegte Dosisdetektoren sehr präzise mit für statische Ziele
optimierten Dosisverteilungen bestrahlt werden. Aufbauend auf dieser
Methode ist eine Erweiterung der Tumortherapie mit gescannten Ionenstrahlen
auf Tumore in Thorax und Abdomen geplant.
Fachvortrag ST 7.3 Do 17:00 HS 129
Intensitäts-modulierte Teilchentherapie: Optimierung komplexer
Spot-Scanning-Techniken — •Simeon Nill und Uwe Oelfke
— Deutsches Krebsforschungszentrum, Abt. Medizinische Physik E040,
Im Neuenheimer Feld 280, 69120 Heidelberg
Ziele: Ein bedeutsamer Vergleich verschiedener Bestrahlungsmodalitäten
ist nur möglich, wenn dafür jeweils die optimale Technik angewandt
wird. Dazu wurde ein inverses Bestrahlungsplanungssystem
(BPS) entwickelt mit dem intensitäts-modulierte Photonen- (IMXT) und
Protonen- (IMPT) Pläne unter Verwendung von Spot-Scanning Techniken
optimiert werden. Methoden: Hierzu wurde eine Forschungsversion
des inversen BPS KonRad erweitert. Dieses neue multi-modale BPS
ermöglicht die simultane Optimierung verschiedener Bestrahlungsmodalitäten
(γ, e − , Hadronen) für verschiedene Scanning Techniken. Für den
Vergleich der Distal-Edge-Tracking und der 3D Technik, wurde eine Planungsstudie
durchgeführt. Für alle Patienten wurden DET-, 3D IMPTsowie
IMXT-Pläne erzeugt und anhand der optimierten Dosisverteilung
evaluiert. Ergebnis: Bei dem Vergleich der IMPT- mit den IMXT-Plänen
zeigten sich für alle Patienten die zu erwartenden Vorteile der IMPT
(Reduzierte Integraldosis, geringere Dosen in Risikoorganen). Mit beiden
IMPT Techniken werden qualitativ vergleichbare Dosisverteilungen
erreicht. Dabei ist die Anzahl der Spots bei der DET-Technik um ca.
146
einen Faktor 10 geringer als bei dem 3D Scanning, was zu einer deutlichen
Reduzierung der Rechen- und Bestrahlungszeit führt. Schlussfolgerung:
Mit dem entwickelten BPS ist es möglich, verschiedene Strahlenarten und
Techniken direkt miteinander zu vergleichen.
Fachvortrag ST 7.4 Do 17:15 HS 129
Protonen Dosisalgorithmus mit zweidimensionaler
Berücksichtigung von Inhomogenitäten — •Hanitra Szymanowski,
Simeon Nill und Uwe Oelfke — Deutsches Krerbsforschungszentrum,
Abt. Medizinische Physik E040, Im Neuenheimer Feld
280, 69120 Heidelberg
Komplexe, intensitätsmodulierte Bestrahlungstechniken mit Protonenstrahlen
erfordern schnelle und genaue Dosisalgorithmen, um die Optimierung
eines Bestrahlungsplans in einem klinisch akzeptablen Zeitrahmen
zu erreichen. Die präzise Vorhersage der applizierten Dosis mit einem
häufig in der klinischen Praxis verwendeten Dosisalgorithmus, der auf der
Dosisverteilung eines Protonen-Pencil-Beams in Wasser basiert, ist insbesondere
bei der Bestrahlung einer komplexen inhomogenen Patientengeometrie
problematisch. Gewebeinhomogenitäten werden nur durch eine
einfache Skalierung mit der radiologischen Tiefe längs der Zentralachse
des Pencil Beams berücksichtigt, wobei jedoch häufig nicht die klinisch erforderliche
Genauigkeit einer Dosisverteilung erreicht wird, weil die Streuung
in den verschiedenen Geweben nicht korrekt modelliert ist. Es wurde
daher ein neuer Pencil-Beam-Algorithmus für die Protonendosisberechnung
entwickelt und validiert, der die Streuung in den verschiedenen
Geweben durch eine zusätzliche Skalierung der lateralen Protonenfluenz
mit erhöhter Genauigkeit berücksichtigt. Dieser Dosisalgorithmus wurde
in dem inversen Therapieplanungssystem KonRad implementiert und der
Einfluss auf intensitätsmodulierte Protonenbehandlungspläne analysiert.
Fachvortrag ST 7.5 Do 17:30 HS 129
Die relative biologische Wirksamkeit von Kohlenstoffionen im
Gehirn und im Rückenmark der Ratte — •C.P. Karger 1 , P.
Peschke 1 , M. Scholz 2 , J. Debus 3 und G.H. Hartmann 1 — 1 DKFZ
Heidelberg — 2 GSI Darmstadt — 3 Radiol. Universitätsklinik Heidelberg
Seit 1997 werden an der GSI Tumorpatienten mit Kohlenstoffionen
bestrahlt. Gegenüber Photonen zeigen Kohlenstoffionen wegen ihres
höheren linearen Energietransfers auf das Gewebe eine erhöhte relative
biologische Wirksamkeit (RBW). In Tierexperimenten an der Ratte
wurde die RBW für das normales Hirngewebe und für das Rückenmark
quantifiziert.
Dazu wurden ein kleines Areal des rechten Frontalhirns (ø 5 mm) bzw.
ein Segment des Rückenmarks (L=15 mm) mit Photonen (P) bzw. mit
Kohlenstoffionen (C) bestrahlt. Aus den Dosiswirkungskurven für das
Auftreten von Spätschäden wurde für jedes Experiment die Dosis bestimmt
bei der sich eine Komplikationswahrscheinlichkeit von 50% ergibt
(D 50 ).
Daraus ergibt sich die RBW von Kohlenstoffionen für das jeweilige Gewebe
zu D 50,P /D 50,C . Für eine einmalige Bestrahlung betrug die RBW
von Kohlenstoffionen bei Hirngewebe 1.95 ± 0.20 und beim Gewebe des
Rückenmarks 1.76±0.12. Dies stützt die Hypothese, dass RBW-Daten die
am Rückenmark gewonnen wurden trotz seiner untersciedlichen Struktur
auf das Gehirn übertragbar sind.
Fachvortrag ST 7.6 Do 17:45 HS 129
Emission leichter Kernfragmente aus Wasserphantomen und
bei der Tumortherapie mit 12 C-Ionen — •Konstanze Gunzert–
Marx, Dieter Schardt, Hiroshi Iwase und Reinhard S. Simon
— Gesellschaft für Schwerionenforschung, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt
Beim Eindringen von Ionen in Materie oder Gewebe kommt es zu nuklearen
Fragmentationen. Da sich die entstehenden leichten Fragmente
durch ihre Reichweite und ihren Energieverlust und damit durch ihre
biologische Wirksamkeit von den Primärionen unterscheiden, müssen sie
in der Bestrahlungsplanung entsprechend berücksichtigt werden. Im Anschluß
an frühere Experimente wurden deshalb im Rahmen des Tumortherapieprojekts
der GSI die Energie– und Winkelverteilungen der leichten,
geladenen Fragmente und der Neutronen gemessen, die aus einem
12,78cm dicken Wasserphantom emittiert werden, in dem ein 12 C–Strahl
mit 200AMeV abgestoppt wird. Anhand der gemessenen Ausbeuten wurden
die Dosisbeiträge der Fragmente abgeschätzt und es konnte gezeigt

werden, dass die Neutronendosis weniger als 1% der Dosis im Tumorvolumen
und nur 8% der Dosis der geladenen Fragmente (beim Austritt aus
dem Target) ausmacht. Mit dem hierfür eingesetzten ∆E-E-Teleskop, das
aus einem 9mm dicken Plastikszintillator und einem 14cm dicken BaF2–
Szintillator besteht, konnten außerdem auch die Winkelverteilungen der
Fragmente getrennt nach den Energien der Primärionen aufgezeichnet
werden, die bei der Bestrahlung von Patienten mit 12 C–Ionen emittiert
werden. Die Ergebnisse dieser Messungen werden sowohl untereinander
als auch mit Spektren verglichen, die mit dem PHITS–Code berechnet
wurden.
Fachvortrag ST 7.7 Do 18:00 HS 129
The effective total body dose and doses to various critical organs
from secondary neutrons produced in patients during therapy
with C-ions- Are there any risk? — •Anwar Chaudhri — Inst. f.
Medizinische Physik, Klinikum-Nuernberg
By making use of the experimental neutron production data from different
elements, under bombardment with carbon ions of 100 to 400
MeV/n energies, we have stimated the flux and energy distribution of secondary
neutrons produced in patients during therapy with C-ions. Our results
indicate that at least 4 neutrons, with energies greater than 5 MeV,
are produced for every C-ion of 400 MeV/n energy incident on tissue.This
number reduces to 3, 1.4 and 0.3 respectively at incident C-ion energies
of 300, 200 and 100 MeV/n. This energy range of C-ions corresponds to
that being actually used in C-therapy. For a typical therapy C-ion dose
of 20 Gy (physical), the effective whole body dose due to the secondary
neutrons is estimated to be about 1 Sv, that is about 5 C-ion dose. The
doses to 22 Critical Organs (as defined by the ICRP/ICRU)from these
neutrons have also been estimated and ranges between 200-250 mGY at
an incident C-ion energy of 400 MeV/n. These figures could be higher
147
if neutrons with energies less than 5 MeV, about which we do not have
any experimental data, were also included. In our opinion these neutron
doses are large enough to potentially cause secondary primary cancers
and induce other harmful effects into patients. Therefore, this matter
of secondary neutrons from patients during therapy with C-ions must be
even more thoroughly investigated before continuing therapy with C-ions.
Fachvortrag ST 7.8 Do 18:15 HS 129
Flüssigkeitsionisationskammern für die Strahlentherapie
— •Thomas Berghöfer 1 , Joachim Engler 1 , Günter
Hartmann 2 , Rüdiger Hofmann 2 und Jörg R. Hörandel
3 — 1 Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Kernphysik,
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Leopoldshafen — 2 Deutsches
Krebsforschungszentrum, Im Neuenheimer Feld, Heidelberg —
3 Universität Karlsruhe, Institut für Experimentelle Kernphysik,
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Leopoldshafen
Es werden Flüssigkeitsionisationskammern zum Einsatz als Monitor in
der Strahlentherapie vorgestellt. Die Entwicklungen zielen in zwei Richtungen,
ein Echtzeitmonitor für die intensitätsmodulierte Strahlentherapie
und die Messung der Energiedeposition von Schwerionen in menschlichem
Gewebe. Dies erfordert einerseits einen dünnen Detektor mit zweidimensionaler
Auslese, andererseits eine absorbierende Kammer mit dreidimensionaler
Auslese. Beide Detektoren werden unter Verwendung ähnlicher
Technologien entwickelt. Die bei Raumtemperatur flüssigen Medien
Isooktan, Isononan (Tetramethylpentan, TMP) und Tetramethylsilan
(TMS) werden mit hoher Reinheit benutzt, um hohe Ströme für eine parallele
Auslese mit Wiederholungsraten von mehr als 10 Hz zu erzielen.
Erste Ergebnisse von Messungen mit Prototypkammern werden vorgestellt.

Hauptvorträge
UMWELTPHYSIK (UP)
Prof. Dr. Ulrich Platt
Universität Heidelberg
Institut für Umweltphysik
Im Neuenheimer Feld 229
69120 Heidelberg
E-Mail: ulrich.platt@iup.uni-heidelberg.de
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsäle HS 118, HS 221 und HS 020)
UP 1.1 Mo 11:00 (HS 118) Biologische Reaktionen auf den Eintrag von Staub aus der Atmosphäre
in den Ozean, Karin Lochte, Doug Wallace, Peter Croot, Julie LaRoche, Mathew
Mills, Maren Voss, Alexander Baker
UP 1.2 Mo 11:40 (HS 118) Methods for in situ Measurement of Air-Sea Gas Exchange Rates,
Peter S. Liss
UP 1.4 Mo 12:35 (HS 118) Austauschprozesse an der Meeresoberfläche und ihre Rolle in der Kopplung
zwischen Atmosphäre und Ozean — ein Beitrag zum SOLAS-
Projekt, Bernd Jähne, Uwe Schimpf, Christoph Garbe, Christopher Popp
UP 6.1 Mo 18:00 (HS 221) Modellierung und Detektion von Geruch und Staub - numerische
Ausbreitungsrechnung mit NaSt3D und die elektronische Nase,
Oliver Wallenfang, Wolfgang Büscher, Bernd Diekmann, Schmitt Gregor
UP 10.1 Di 11:00 (HS 118) Zirruswolken und Klima – Neue Entwicklungslinien, Bernd Kärcher
UP 10.2 Di 11:30 (HS 118) Dynamische Klimatologie des Drehimpulses der Atmosphäre, Joseph Egger
Fachsitzungen
UP 1 SOLAS Mo 11:00–13:15 HS 118 UP 1.1–1.4
UP 2 Atmosphäre und Klima I Mo 14:15–16:00 HS 118 UP 2.1–2.7
UP 3 Atmosphäre und Klima II Mo 16:30–18:45 HS 118 UP 3.1–3.9
UP 4 Satelliten und Anwendungen I Mo 14:15–16:00 HS 225 UP 4.1–4.7
UP 5 Satelliten und Anwendungen II Mo 16:30–18:00 HS 221 UP 5.1–5.6
UP 6 Aerosol und Mensch Mo 18:00–18:45 HS 221 UP 6.1–6.2
UP 7 Hydrosphäre und Boden I Mo 14:15–16:00 HS 020 UP 7.1–7.7
UP 8 Hydrosphäre und Boden II Mo 16:30–17:30 HS 020 UP 8.1–8.4
UP 9 Die ” Atmosphäre“ im Labor Mo 17:30–18:30 HS 020 UP 9.1–9.4
UP 10 Atmosphäre Di 11:00–12:00 HS 118 UP 10.1–10.2
UP 11 Poster: Atmosphäre und Klima Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 UP 11.1–11.3
UP 12 Poster: Satelliten und Anwendungen Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 UP 12.1–12.10
UP 13 Poster: Aerosol und Mensch Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 UP 13.1–13.4
UP 14 Poster: Hydrosphäre und Boden Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 UP 14.1–14.2
UP 15 Poster: Die ” Atmosphäre“ im Labor Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 UP 15.1–15.2
UP 16 Poster: Atmosphäre Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 UP 16.1–16.2
UP 17 Poster: Atmosphäre und Messtechnik Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 UP 17.1–17.7
UP 18 Poster: Aerosol und Messtechnik Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 UP 18.1–18.5
UP 19 Poster: Das ” Aerosol“ im Labor Di 14:00–16:00 Schellingstr. 3 UP 19.1–19.1
148

UP 20 Atmosphäre und Messtechnik Di 16:30–18:30 HS 118 UP 20.1–20.8
UP 21 Aerosol und Messtechnik Di 16:30–18:45 HS 221 UP 21.1–21.9
UP 22 Das ” Aerosol“ im Labor Di 16:30–17:45 HS 020 UP 22.1–22.5
Mitgliederversammlung des Fachverbands Umweltphysik
Di 12:00–13:00 HS 118
Vorsitzender:
Prof. Dr. U. Platt
Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 229
69120 Heidelberg
Tel.: 06221/ 54-6339 / -6350
Fax: 06221/ 54-6405
Email: Ulrich.Platt@iup.uni-heidelberg.de
Stellvertretender Vorsitzender:
Prof. Dr. W. Roether
Institut für Umweltphysik der Universität Bremen
Kufsteiner Strasse
Postfach 33 04 40
28334 Bremen
Email: wroether@physik.uni-bremen.de
Voraussichtliche Themen:
• Ergänzung und Annahme der Tagesordnung
• Bericht des Vorsitzenden
• Planung der Aktivitäten des FV-UP bei der Frühjahrtagung 2005 in Berlin
• Planung für 2006
• Gemeinsame Veranstaltungen mit anderen Fachverbänden
• Aktivitäten in der Lehre(Sommerschulen, Studiengänge)
• Haeräus Sommerschule(n)
• Weitere Themen
149

Fachsitzungen
– Haupt-, Fachvorträge und Posterbeiträge –
UP 1 SOLAS
Zeit: Montag 11:00–13:15 Raum: HS 118
Hauptvortrag UP 1.1 Mo 11:00 HS 118
Biologische Reaktionen auf den Eintrag von Staub aus der Atmosphäre
in den Ozean — •Karin Lochte, Doug Wallace, Peter
Croot, Julie LaRoche, Mathew Mills, Maren Voss und
Alexander Baker — Institut für Meereskunde Kiel, Duesternbrooker
Weg 20. 24105 Kiel
Weite Regionen des Ozeans leiden unter einem Mangel des Spurenmetalls
Eisen, das die biologische Produktion begrenzen kann. In gross
angelegten ” Düngungsexperimenten“ wurde die fördernde Wirkung des
Eisens auf die Produktion von Algen und damit die Steigerung des biologischen
Kohlenstoffflusses im Ozean nachgewiesen. Es wird aber vermutet,
dass Eisen auch eine zentrale Rolle im Stickstoffkreislauf, hier bei
der Stickstofffixierung, spielt.
Der wichtigste Eintrag von Eisen in den Ozean erfolgt über Staub aus
der Atmosphäre. Diese Einträge sind lokal sehr unterschiedlich. Eines der
wichtigsten Eintragsgebiete ist der tropische Atlantik, der Staub aus der
Sahara erhält. Untersuchungen der Verteilungen von Algen (Phytoplankton)
und ihrer Wachstumsraten sowie auch der Stickstofffixierung auf
einem West-Ost Schnitt im tropischen Atlantik zeigen interessante Korrelationen
mit dem Eintrag von Staub in diesem Ozeangebiet, die Hinweise
für die Regulation der biologischen Produktion durch Staub geben.
In Experimenten, in denen Wasserproben mit verschiedenen Pflanzen-
Nährstoffen angereichert wurden, wurde im Detail untersucht, welche
biologischen Prozesse durch Stickstoff, Phosphor, Eisen und Staub beeinflusst
werden. Dekadische Variabilitäten im Staubeintrag und zusätzliche
anthropogene Veränderungen der Staubflüsse können sich daher auf den
Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf im tropischen Atlantik (und anderen
Ozeanregionen) auswirken und biologisch gesteuerte Auswirkungen auf
das Klima haben.
Hauptvortrag UP 1.2 Mo 11:40 HS 118
Methods for in situ Measurement of Air-Sea Gas Exchange
Rates — •Peter S. Liss — School of Environmental Science, University
of East Anglia
The flux of gases between the atmosphere and the oceans can be calculated
from the product of the concentration difference across the sea
surface and a kinetic term, often called a transfer velocity. In this talk I
will concentrate on the latter term, and in particular ways by which it
can be determined from measurements at sea.
The transfer velocity is frequently parameterised in terms of wind
speed, although the actual exchange process is also affected by factors
including wave height and slope, wind fetch, sea state, bubble field and
degree of white capping, all of which directly or indirectly affect the
amount of mixing in the surface water. Because these factors are largely
wind driven they are often amalgamated together in terms of wind speed,
and the data displayed as transfer velocity versus wind speed plots.
Other properties which may be important for air-sea gas transfer rates
include surfactants and the chemical reactivity of the gas in seawater.
The importance of these latter two factors is less well established, with
considerable controversy over the role of surfactants, and with chemical
reactivity only likely to be important for gases with very rapid aqueous
phase chemistry.
There is currently significant uncertainty in in situ values for the transfer
velocity, with the degree of uncertainty greatest at high wind speed,
where few field data points exist. Over the last decade several novel approaches
have been applied to the task of measuring air-sea gas exchange
rates at sea or remotely. In this talk I will review the more promising of
150
these approaches and point the ahead for future field studies. Finally,
a brief description will be given of the SOLAS (Surface Ocean - Lower
Atmosphere Study) international research project, a significant part of
which is devoted to better understanding and improved field measurements
of the kinetics of air-sea exchanges.
Fachvortrag UP 1.3 Mo 12:20 HS 118
Characterisation of coastal/marine aerosols: Contributions to
understand new particle formation from biogenic iodine precursors
— •Thorsten Hoffmann 1 , Hongwei Chen 1 , Rolf Brandt 2
und Norbert Jakubowski 2 — 1 Johannes-Gutenberg University of
Mainz, Duesbergweg 10-14, 55099 Mainz — 2 Institute of Spectrochemistry
(ISAS), Bunsen-Kirchhoff-Str. 11, 44139 Dortmund
The study of the sources and formation pathways of new particles in
the troposphere is presently a subject of considerable interest, prompted
by the role of aerosols in global climate change and their influence on
heterogeneous processes in the atmosphere. Uncertainties in the natural
background source of atmospheric aerosol particles complicate estimates
of the influence of anthropogenic aerosols. Therefore, one goal of current
research activities is the identification and quantification of natural
particle formation processes in the troposphere. Recent field and laboratory
studies also point to coastal sites as a biogenic source region for
new particles. The current understanding is that volatile iodine precursors,
such as diiodomethane, which are released by marine algae, or even
molecular iodine are photolysed during daytime and form low volatile
iodine oxides which finally self-nucleate. This contribution will present
results from laboratory studies on new particle formation potential from
naturally released volatile iodine compounds as well as results from field
measurements (Mace Head/ Ireland) on the chemical composition of the
coastal/marine aerosol particles (e.g. regional and temporal variation,
tidal influence).
Hauptvortrag UP 1.4 Mo 12:35 HS 118
Austauschprozesse an der Meeresoberfläche und ihre Rolle in
der Kopplung zwischen Atmosphäre und Ozean — ein Beitrag
zum SOLAS-Projekt — •Bernd Jähne, Uwe Schimpf, Christoph
Garbe und Christopher Popp — Forschungsgruppe Bildverarbeitung,
IWR und Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg,
Im Neuenheimer Feld 368, 69120 Heidelberg
Der Stoffaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean ist trotz seiner
Bedeutung für die globalen Stoffkreisläufe immer noch wenig verstanden
und experimentell schwer zugänglich. In den letzten Jahre wurde
eine neue Technik entwickelt, die es mittels aktiver Thermographie erlaubt,
die Antwortfunktion des Transports durch die wasserseitige viskose
Grenzschicht sowohl im Labor als auch im Feld zu messen. Damit ist es
nicht nur möglich, innerhalb weniger Minuten die Transfergeschwindigkeit
für Gase zu messen, sondern auch verschiedene Modelle zu unterscheiden
und die Schmidtzahlabhängigkeit zu bestimmen. Dies bedeutet
für zukünftige Messungen im Feld, dass Messungen der Konzentrationen
von beliebigen Tracern im Wasser und der Atmosphäre ausreichend sind,
um Flussraten relevanter Tracer zwischen Atmosphäre und Ozean zu bestimmen.
Es sind keine aufwendigen und unsicheren direkten Flussraten
(z.B. durch Eddykorrelations- oder -akkumulationsmessungen) mehr notwendig.
Die neue Technik soll ein wesentliches Bindeglied zwischen den
atmosphärischen und ozeanographischen Untersuchungen des internationalen
SOLAS-Projekt werden.

UP 2 Atmosphäre und Klima I
Zeit: Montag 14:15–16:00 Raum: HS 118
Fachvortrag UP 2.1 Mo 14:15 HS 118
Airborne Lidar Measurements of Water Vapour and Humidity
Fluxes during the International H2O Project 2002
— •Christoph Kiemle 1 , Andreas Fix 1 , Harald Flentje 1 ,
Gorazd Poberaj 1 , Martin Wirth 1 , Gerhard Ehret 1 , Michael
Hardesty 2 , and Alan Brewer 2 — 1 Institut fuer Physik der Atmosphaere,
Deutsches Zentrum fuer Luft- und Raumfahrt (DLR), D82234
Oberpfaffenhofen — 2 NOAA Environmental Technical Laboratory, 325
Broadway, Boulder, CO 80305, USA
During the International H2O Project (IHOP 2002) DLR’s 100 Hz
airborne differential absorption lidar (DIAL) enabled two-dimensional
scans of small-scale humidity structures in the boundary layer with unprecedented
spatial resolution. At an aircraft speed of 140 m/s the spatial
(horizontal and vertical) resolution in the humidity field for typical
daytime measurements is 200 m, accepting an average random error of
10 percent. For the first time the DLR DIAL was flown together with
NOAA’s high resolution Doppler lidar (HRDL), both systems pointing
vertically downwards. The dominant turbulent structures of the boundary
layer are well sampled by both lidars. Applying the eddy covariance
technique to both data sets, the upward humidity flux within a cloud-free
convective boundary layer over south-western Kansas was estimated to
0.2+-0.04 g/kg m/s, which corresponds to a latent heat flux of 500+-100
W/m2. The flux is found to be nearly constant with height, i.e. the flux
divergence is zero, the mean boundary layer humidity is constant over
time and the surface evaporation flux equals the entrainment flux at the
boundary layer top, corresponding to the boundary layer growth.
Fachvortrag UP 2.2 Mo 14:30 HS 118
Active Groundbased DOAS-Measurements Of HCHO, NO2
And O3 During FORMAT-Campaigns I And II (Summer
02/03), Milan (Italy) — •Claudia Hak 1 , Achim Bäuerle 1 , Kai-
Uwe Mettendorf 1 , Sebastian Trick 1 , Rainer Volkamer 1,2 ,
Ulrich Platt 1 , and Irene Pundt 1 — 1 Institut für Umweltphysik der
Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 229, D-69120 Heidelberg
— 2 now at Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA
Longpath-DOAS-measurements of formaldehyde (HCHO) and other
pollutants were performed during two field campaigns in the Milan area
(Italy). The campaigns were part of the European project FORMAT
(FORMaldehyde As a Tracer of photooxidation in the troposphere) and
took place in Bresso, in the urban periphery of Milan, and in Alzate, a
village located in a rural area 35 km north of Milan. The covered time
period was 22.07. - 20.08.2002 and 12.09. - 05.10.2003, respectively.
The main aims of the project are to obtain a better knowledge of the
chemistry and distribution of HCHO in the troposphere and the improvement
of analysis techniques for the measurement of formaldehyde. As one
of the largest urban and industrial regions in Europe the metropolitan
area of Milan was chosen. In this area, both pollutant emissions and solar
radiation are high during summer - so HCHO can be photochemically
produced and directly emitted. Here, comparisons of the chemical compositions
of the air of both measurement sites will be shown. The mixing
ratios of the photochemical constituents HCHO, NO2, and O3 during
both observed time spans are studied in consideration of the meteorological
conditions.
Fachvortrag UP 2.3 Mo 14:45 HS 118
The ECHO project intercomparison of different systems for organic
trace gas measurements — •Christoph Holzke 1 and intercomparison
team ECHO 2 — 1 Institut fuer Chemie und Dynamik
der Geosphaere, Institut II: Troposphaere (ICG-II), Forschungszentrum
Juelich, D-52425 Juelich, Germany — 2 different paticipating institutes
Despite their importance for atmospheric chemistry, there is still a large
uncertainty about the exact amount of biogenic VOC (Volatile Organic
Compound) emissions and their contribution to tropospheric chemistry.
The analysis of VOCs in ambient air is a difficult task because of the methodical
complexity. This is one reason for the uncertainties in the quantification
of these emissions. In this paper we present the results of two
intercalibration experiments that were conducted as part of the quality
assurance within the ECHO project (Emission and Chemical Transformation
of Biogenic Volatile Organic Compounds). Since many biogenic
VOCs are not stable in gas cylinders as used for round robin tests, the
intercalibration experiments were done on site in the laboratory. We set
151
up a permeation source to produce a constant flow of a complex mixture
of VOCs with mixing ratios in the range of ppt to ppb. The experiments
focussed on the intercomparison of the quantification of specific biogenic
VOCs and some of their degradation products. The intercomparison covered
the following analytical systems: one on-line GC/FID, two on-line
GC/MS, three off-line GC/MS, one off-line GC/FID/MS (off-line sampling
on adsorption tubes), and four PTR-MS. The time resolution of
the different systems was in the range of 40 minutes to 10 seconds.
Fachvortrag UP 2.4 Mo 15:00 HS 118
Commissioning of the new Ground-Based Microwave Radiometer
RAMAS at Summit, Greenland — •Sven Golchert 1 ,
Axel Kleindienst 1 , Nicole Buschmann 1 , Klaus Künzi 1 , Justus
Notholt 1 , Jérôme de La Noë 2 , Nicola Schneider 2 , Helge
Jønch-Sørensen 3 , Allan Gross 3 , Marianne Sloth 3 , Martyn
Chipperfield 4 , and Steve Arnold 4 — 1 Institut für Umweltphysik,
Universität Bremen, Germany — 2 Observatoire de Bordeaux, Université
Bordeaux 1, France — 3 Danmarks Meteorologiske Institut, Københaven,
Denmark — 4 Institute for Atmospheric Science, University of Leeds,
UK
The new microwave Radiometer for Atmospheric Measurements at
Summit (RAMAS) has taken up preliminary operation at Summit,
Greenland, and is now being prepared for continuous measurements.
RAMAS covers the frequency band from 265 GHz to 280 GHz with an
instantaneous bandwidth of currently 1 GHz. It utilises an SIS/HEMT
mixer-preamplifier to minimise receiver noise. Tropospheric water vapour
content, a major constraint on ground-based microwave radiometry, is exceptionally
low at Summit station (72 ◦ N, 38 ◦ W, 3200 m). This for the
first time in the Arctic will allow for year-round measurements and even
the observation of short-term variations of less pronounced species. The
principal objective of RAMAS is to measure O3, ClO, N2O and HNO3.
This comprises a set of primary species involved in polar ozone chemistry,
and an important dynamical tracer, which will allow for the separation
of chemical and dynamical effects on O3. We present an overview of the
instrument performance in its primary observation goals and first results
about the feasibility of measurements of further species.
Fachvortrag UP 2.5 Mo 15:15 HS 118
Atmospheric carbon dioxide retrieved from ground-based solar
FT-spectroscopy — •Thorsten Warneke 1 , Justus Notholt 1 ,
Astrid Schulz 2 , Voltaire Velazco 1 , and Otto Schrems 2 —
1 Institute of environmental physics, Uni Bremen, Bremen — 2 Alfred Wegener
Institute, Bremerhaven
The spatial distribution and temporal variability of the carbon sources
and sinks is still uncertain and needs to be better quantified for the
prediction of future climate. The measurement of column averaged volume
mixing ratios from the ground is important for the validation of
proposed space-borne CO2-measurements and to provide input data for
inverse models. Ground-based FT-solar absorption spectra in the near
infrared are obtained in Spitsbergen and during two cruises onboard the
research vessel Polarstern on the Atlantic between 50N and 40S. Column
averaged volume mixing ratios and a two layer profile are retrieved. The
precisions of the column averaged volume mixing ratios are better than
0.5
Fachvortrag UP 2.6 Mo 15:30 HS 118
Sauerstoff-A-Banden Messungen zur Bestimmung von Photonenweglängenverteilungen
— •Thomas Scholl, Klaus Pfeilsticker
und Ulrich Platt — Institut für Umweltphysik, Universität
Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg
Hochauflösende spektroskopische Messungen der Sauerstoff-A-Bande
an Himmelsstreulicht nach der DOAS Methode erlauben die Bestimmung
der Weglängenverteilung solarer Photonen bei ihrem Durchgang
durch die Atmosphäre. Die Messung von Weglängenverteilungen erlaubt
Rückschlüsse über die Statistik der Mehrfachstreuung in Wolken. In
Kombination mit parallel durchgeführten Wolkenradarmessungen und
Mikrowellenradiometermessungen lassen sich besonders Rückschlüsse auf
den atmospherischen Strahlungstransport ziehen.
Ein direkter Hinweis dreidimensionaler Effekte von Wolken auf den
Strahlungstransport ergibt aus der Untersuchung der Beziehung zwischen
den unterschiedlichen Momenten der Photonenweglängenverteilung,

der geometrischen und der optischen Dicke der Wolken bzw. dem
Flüssigwasserpfad der Wolken.
In dem Vortrag werden die Hauptmerkmale der Sauerstoff-A-Banden
Methode vorgestellt. Es werden exemplarisch Meßdaten gezeigt, die
während der beiden BBC Kampagnen in Cabauw/NL im September
2001 und Mai 2003 für verschiedene Bewölkungssituationen gemessen
wurden. Die aus den Messungen ermittelten Beziehungen zwischen der
Weglängenverteilung und der optischen Dicke der Wolken deuten auf normale
bzw. anormale ’ Photonendiffusion ‘ in Wolken hin.
Fachvortrag UP 2.7 Mo 15:45 HS 118
Linear theory of tropical thermodynamics and the link between
SST and West African rainfall in a regional climate model —
•Heiko Paeth — Meteorologisches Institut, Universit”at Bonn, Auf
dem H”ugel 20, 53121 Bonn
Here, we present sensitivity experiments from a regional climate model
with respect to expected SST changes under global warming. This dynamical
downscaling approach provides information about the nonlinear
UP 3 Atmosphäre und Klima II
response of the atmosphere to oceanic heating. It has been suggested
that this response is at least partly accounted for by the linear theory of
tropical thermodynamics, involving a Kelvin and Rossby wave response
to a tropical heat source. We compute the major modes of the linear
Matsuno-Gill model for geopotential height and horizontal wind components
and project the simulated response patterns onto these linear
modes, in order to evaluate to which extent the simple linear theory may
explain the SST-induced climate anomalies over Africa.
Increasing greenhouse-gas (GHG) concentrations are associated with a
substantial warming of the oceanic surfaces in the low latitudes by about
2K, as revealed by a global climate model. Forcing the regional climate
model by these warmer SSTs leads to substantial climate anomalies over
tropical Africa: Rainfall is increasing over the Guinea Coast region (GCR)
and tropical East Africa, but decreasing over the Congo Basin and the
Sahel Zone (SHZ). These changes in the atmospheric dynamics strongly
project onto the leading modes of the linear Matsuno-Gill model at various
zonal wave numbers. The corresponding atmospheric heating pattern
is highly reminiscent of the simulated nonlinear model reponse.
Zeit: Montag 16:30–18:45 Raum: HS 118
Fachvortrag UP 3.1 Mo 16:30 HS 118
Atmospheric Detection of Water Dimers via Near-Infrared Absorption
— •Andreas Lotter 1 , Christina Peters 1 , Hartmut
Bösch 1,2 , and Klaus Pfeilsticker 1 — 1 Institut für Umweltphysik,
Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg —
2 Jet Propulsion Laboratory, Mail-Stop 183-601, 4800 Oak Grove Drive,
Pasadena, CA 91109 USA
Weakly bonded pairs of water molecules (H2O)2 , or water dimers
(WD), may play an important role in atmospheric physics, atmospheric
photochemistry and climate, but the overlap of most of its spectral features
with the water monomer (WM) has made detection difficult.
We report on WD absorption measurements by means of atmospheric
long path (18.34km) Differential Optical Absorption Spectroscopy
(DOAS) of the near infrared OH stretching mode |0〉f|4〉b overtone
transition predicted to be located near 746nm. Our observation is in
reasonable agreement with the known thermo chemistry, calculated
and measured structure, and spectroscopy (band strength, shape, and
width) of the WD.
The observation implies that the WD |0〉f|4〉b band is located at
749.5nm, with a full width at half maximum of Γ ≈ 19.4cm −1 ,
and that its band strength ranges between 1.23 × 10 −22 and 5.25 ×
10 −22 cm/molecule. WDs absorb approximately 0.42−1.5W/m 2 of solar
radiation globally averaged.
Fachvortrag UP 3.2 Mo 16:45 HS 118
Dekadische Variationen der Tageslänge und des atmosphärischen
Drehimpulses — •Jochen Stuck und Andreas Hense —
Meteorologisches Institut, Auf dem Hügel 20, 53121 Bonn
Die Erdorientierungsparameter (Polbewegung, Tageslängenänderung),
die mit Hilfe von Weltraum-geodätischen Techniken gemessen werden,
unterliegen Variationen auf Zeitskalen von Stunden bis Dekaden. Nahezu
sämtliche dieser Variationen werden durch Prozesse im Klimasystem
Atmosphäre-Ozean verursacht. Neben periodischen Phänomenen wie
etwa die Gezeiten lassen sich auch nicht-periodische Signale, wie die
der ”El Niño Southern Oscillation” (ENSO), in der Zeitreihe der Tageslängenänderung
eindeutig wiederfinden. Allerdings wird bisher ein
Einfluss des Klimasystems auf die Variationen der Tageslängenänderungen
auf den niederfrequenten Zeitskalen (Dekaden) kaum für möglich
gehalten. Hier gelten besonders Variationen aus dem Erdinnern als verantwortlich.
Die Analyse der atmosphärischen Drehimpulsbilanz des ECHAM4-T42
Modells zeigt, dass dennoch nicht nur bis zur interannuellen Zeitskala
(ENSO) signifikante kohärente Variationen mit der beobachteten Tageslänge
existieren, sondern auch auf der dekadischen Zeitskala ein signifikantes
Signal zu finden ist. Diese Variationen im Periodenbereich von
12 bis 15 Jahren stehen in einem signifikanten Zusammenhang mit dem
tropischen Pazifik.
152
Fachvortrag UP 3.3 Mo 17:00 HS 118
Feldmessungen von Eisübersättigung inner- und ausserhalb von
Zirren — •Stefanie Schlicht 1 , Martina Krämer 1 , Cornelius
Schiller 1 , Iulia Gensch 1 , Nicole Spelten 1 und Nikolai Sitnikov
2 — 1 ICG-I, Forschungszentrum Jülich GmbH — 2 CAO, Region
Moskau, Russland
Eishaltige Zirruswoken in der oberen Troposphäre spielen eine wichtige
Rolle im Strahlungshaushalt und somit auch für das Klima der Erde.
Ein wichtiger Parameter für die Bildung und weitere Existenz von Eiswolken
ist die Übersättigung der Luft bezüglich Eis, die aus der simultanen
Messung des Gasphasen- und Gesamtwassers bestimmt werden kann. In
dieser Arbeit zeigen wir erste Ergebnisse einer Feldkampagne zur Messung
der Eisübersättigung inner- und ausserhalb von Zirren (Cirrus I,
Dezember 2003). Die Messungen wurden mit einem neuen, flugzeuggetragenen
Messsystem durchgeführt, das mit mit hoher Sensitivität, Genauigkeit
und Zeitauflösung arbeitet. Zur Messung des Gesamtwassers verwendeten
wir das Photofragmentfluoreszenz - Hygrometer FISH (Fast Insitu
Stratospheric Hygrometer), das am ICG-I durch langjährigen Einsatz
in der Stratosphärenforschung etabliert ist. Das Gasphasenwasser wurde
mit dem erst kürzlich in Betrieb genommenen Diodenlaser-Hygrometer
OJSTER (Open-path Juelich Stratospheric Tdl ExpeRiment) bestimmt.
Zusätzlich zeigen wir Ergebnisse aus früheren Feldkampagnen, bei denen
die Eisübersättigung mit FISH und dem russischen Fluoreszenz -
Hygrometer FLASH (FLuorescent Airborne Stratospheric Hygrometer)
bestimmt wurden. Die Genauigkeit dieser Messungen ist jedoch geringer,
da die beiden Messsysteme nicht aufeinander abgestimmt waren.
Fachvortrag UP 3.4 Mo 17:15 HS 118
Observing the upper troposphere and lower stratosphere from
passenger aircraft - the MOZAIC project — •Andreas Volz-
Thomas 1 , Herman Smit 1 , Hans-Werner Paetz 1 , Jean-Pierre
Cammas 2 , Philippe Nedelec 2 , Valerie Thouret 2 , and Martin
Schultz 3 — 1 ICG-II, Forschungszentrum Juelich — 2 Laboratoire
d’Aerologie, CNRS, Toulouse — 3 Max Planck Institut fuer Meteorologie,
Hamburg
The paper discusses data on atmospheric ozone, water vapour, carbon
monoxide and nitrogen oxides that are being collected since 1994
in the framework of the European MOZAIC project. Utilising automatic
measurements from five long haul passenger aircraft, the project has delivered
a wealth of information on the chemical composition of the upper
troposphere and lower stratosphere, in addition to vertical profiles over
many cities in the Northern Hemisphere. More than 20000 flights have
been successfully completed. Topics discussed are the seasonal and interannual
variability of ozone, the distribution of nitrogen oxides, exchange
between troposphere and stratosphere, and the comparison of predictions
by the global chemistry transport model MOZART with the MOZAIC
data set.

Fachvortrag UP 3.5 Mo 17:30 HS 118
NO2-Columns measured by the AMAXDOAS instrument over
Europe in 2003 — •Klaus-Peter Heue 1 , Marco Bruns 2 , John
P. Burrows 2 , Wei-Der Lee 1 , Ulrich Platt 1 , Irene Pundt 1 , Andreas
Richter 2 , Thomas Wagner 1 , and Ping Wang 2 — 1 Institut
für Umweltphysik, Universität Heidelberg, INF 229, D-69120 Heidelberg
— 2 Institut für Umweltphysik, Universität Bremen, Otto-Hahn-Allee 1,
D-28359 Bremen
The Air borne Multi AXis DOAS (AMAXDOAS) was successfully operated
during two campaigns in winter and summer 2003. During winter
it was run aboard the DLR Falcon (2nd airborne campaign for SCIA-
MACHY validation). The aircraft flew to the Arctic and to the Tropics
at about 10 km flight altitude with a total flight track of 6400 km over
Europe. In addition the OLEX (Lidar) and the ASUR (Microwave) instruments
were operated onboard this aeroplane.
During summer (EU-FORMAT II campaign), the AMAXDOAS was
mounted on a small Partenavia 68, which is perfectly suited for flying
slowly just above the boundary layer. Here, nine flight tracks (4000 km)
were flown in the Po-Valley, in particular around Milano.
With different viewing angles, looking above and below the aircrafts,
AMAXDOAS provides profile information of many trace gases e.g.: NO2,
BrO, H2O, HCHO, O3, OClO, SO2.
Here results of both campaigns will be presented.
Fachvortrag UP 3.6 Mo 17:45 HS 118
Disjunct Eddy Covariant flux measurements with PTR-
MS during BEWA 2002 — •Wolfgang Grabmer 1 , Martin
Graus 1 , Christian Lindinger 1 , Armin Wisthaler 1 , Armin
Hansel 1 , Bernhard Rappenglueck 2 , Dominik Steigner 2 ,
Roos Zuurbier 2 , and Rainer Steinbrecher 2 — 1 Institut fuer
Ionenphysik, Universitaet Innsbruck — 2 Institut fuer Meteorologie und
Klimaforschung, Atmosphaerische Umweltforschung, FZ Karlsruhe,
Garmisch-Partenkirchen
A disjunct eddy covariance (DEC) measurement system, which determines
the fluxes of biogenic volatile organic compounds (BVOCs) out
of vegetation, has been tested in the field. In disjunct sampling, short
separate samples are taken instead of continuously sampling the air as in
traditional relaxed eddy accumulation (REA) and true eddy covariance
systems. This method reduces the number of samples but allows more
time to analyse them in order to gain higher measurement precision and
accuracy. The disjunct eddy covariance system combined with PTR-MS
analysis (proton transfer reaction mass spectrometry) was successfully
deployed to measure monoterpene fluxes during the BEWA field campaign
2002 at the Waldstein tower in the Bavarian Fichtelgebirge. The
ability of the system to measure monoterpene fluxes above a Norway
Spruce (Picea abies) forest was demonstrated by comparing successfully
flux results obtained with the REA and enclosure approach at the same
location.
Fachvortrag UP 3.7 Mo 18:00 HS 118
Lidar systems for 4-dimensional observations of atmospheric
key parameters in development at University of Hohenheim —
•Andreas Behrendt, Anna Petrova, Thorsten Schaberl, Max
Shiler, Gerd Wagner, and Volker Wulfmeyer — Institut fuer
Physik und Meteorologie, Universitaet Hohenheim
The lidar activities at University of Hohenheim are based on a new
Nd:YAG laser which emits a nearly Gaussian-shaped beam (M 2 ¡ 1.5) of
100 W at 1064 nm with a repetition rate of 250 Hz. Frequency-doubling
yields 50 W output power at 532 nm. We employ the 532-nm radiation for
UP 4 Satelliten und Anwendungen I
pumping a Ti:sapphire ring-resonator which will be used for water vapor
measurements with the differential absorption lidar (DIAL) technique.
In a second branch a Cr4+:YAG crystal is pumped with the 1064-nm
radiation. Its eye-safe output of 1400 to 1500 nm will be used for monitoring
aerosols and clouds; in a second step, we will explore the feasibility
of water vapor DIAL measurements at 1480 nm. The 532 and 1064
nm radiation is also used for lidar observations and, in the near future,
frequency tripling will yield 355-nm radiation for simultaneous measurements
of temperature, particle extinction, and particle backscattering
with the rotational Raman technique. The high power of this combined
transmitter and effective use of the received signals will allow scanning
operation. As a result, it will be possible to observe the spatial structure
of a highly interesting set of atmospheric key parameters with unprecedented
spatial and temporal resolution.
Fachvortrag UP 3.8 Mo 18:15 HS 118
Carbon Monoxide Variability in the Northern and Southern
Hemisphere Measured by High-Resolution Solar Absorption
Spectroscopy — •Voltaire Velazco 1 , Justus Notholt 1 ,
Thorsten Warneke 1 , Astrid Schultz 2 , and Otto Schrems 3 —
1 Univesity of Bremen, Otto Hahn Allee 1, 28359 Bremen, Germany —
2 Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Telegrafenberg
A43 D14473 Potsdam, Germany — 3 Alfred Wegener Institute for Polar
and Marine Research, Am Handelshafen 12, Bremerhaven, Germany
Vertical profiles of atmospheric Carbon Monoxide (CO) have been retrieved
from solar absorption FT-IR spectra measured at the NDSC station
in Ny-Alesund, Spitsbergen (79N, 12E) and on board the German
research vessel Polarstern. Results are presented from seven years of FT-
IR measurements in Spitsbergen and from 5 different ship cruises in the
Atlantic between 50N and 40S. CO enhancements due to biomass burning
have been detected in the equatorial regions as well as in the Arctic.
Other trace gases related to biomass burning have also been studied. The
characterization of the profiles has been established by an information
content analysis and an estimation of the error budgets.
Fachvortrag UP 3.9 Mo 18:30 HS 118
Dekadische Ozonänderungen über der Nordatlantik-
Europaregion — •Peters Dieter, Günter Entzian, and
Gerhard Schmitz — Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik,
Kühlungsborn, Mecklenburg
In this study we extend our ozone investigation from the 1980s to the
period from 1959 up to 2001. The results represent a first approximation
of the decadal change of longitude-dependent ozone distribution which
is unknown for the decades before the FGGE experiment was started
in 1978-79. This was possible because the NCEP re-analyses data set
(Kalnay et al., 1996, upgrades) cover this period. With the help of a linear
transport model for large-scale waves of ozone (Peters et al., 1996) we
were able to calculate the decadal ozone changes for all 4 decades. The
zonal mean ozone distribution was fixed to January 1979 after McPeters
et al. (1989) to study only the result of wave structure changes. We estimated
a 3-dimensional distribution of ozone change up to 10hPa (about
30km) but here we focus only on total ozone changes.
Zeit: Montag 14:15–16:00 Raum: HS 225
Fachvortrag UP 4.1 Mo 14:15 HS 225
Abschätzung anthropogener NOx–Emissionen mit Hilfe von Satellitendaten
— •Nicola Toenges-Schuller, Olaf Stein und
Franz Rohrer — ICG-II, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich
Stickoxide (NOx) spielen eine wichtige Rolle in der Chemie der
Atmosphäre. Ihre globale Verteilung wird mit Hilfe von Chemie–
Transport–Modellen untersucht, die auf sogenannte Emissionskataster
zurückgreifen. Weit verbreitet ist die EDGAR–Datenbank, deren
Abschätzung für anthropogene Quellen auf Wirtschaftsdaten der
153
einzelnen Länder basiert.
Wir schätzen mit Hilfe von Satellitendaten unabhängig von EDGAR
verschiedene NOx–Quellen hinsichtlich ihres relativen Beitrags und ihrer
geographischen Verteilung ab und vergleichen sie mit Messungen
troposphärischer NO2–Säulendichten des GOME-Satelliteninstruments
(Leue et al., IUP Heidelberg, Richter et al., IUP Bremen). Als Proxy für
die anthropogenen Emissionen dienen uns kalibrierte Satellitenaufnahmen
der Lichter der Welt bei Nacht (C. Elvidge, OLS, DMSP).
Die aus den Lichtern gewonnene NOx–Quellverteilung korreliert
räumlich mit den GOME–Säulendichten ebensogut wie die der EDGAR–

Datenbank; gleiches gilt für die Jahresmittel von mit dem globalen
Chemie–Transport–Modell MOZART daraus berechneten NO2–Säulen.
Fachvortrag UP 4.2 Mo 14:30 HS 225
Estimating the lifetime of boundary layer NOx using GOME
data — •Steffen Beirle 1 , U. Platt 1 , N. Spichtinger 2 , A.
Stohl 3 , M. Wenig 4 , and T. Wagner 1 — 1 Institut für Umweltphysik
Heidelberg — 2 TUM München — 3 University of Colorado, USA
— 4 NASA Goddard Space Flight Center, USA
Nitrogen oxides are important trace gases with impact on health,
rain acidity and especially ozone production in the troposphere. NO2
is detectable from satellite platforms using differential optical absorption
spectroscopy (DOAS). Tropospheric column densities can be retrieved by
estimating and subtracting the stratospheric column.
The lifetime of boundary layer NOx depends on many factors like OH
concentration, humidity, actinic flux or wind transport and is therefore
highly variable (several hours up to some days). Satellite measurements
have the potential to estimate mean lifetimes of boundary layer NOx for
different regions and seasons. Here we present two new approaches:
First, we investigate the weekly cycle of NO2 in industrialized regions:
Emissions are minimal on Sundays. This influences, depending on the
lifetime, the Monday levels of NO2. Second, we compare modelled NO2
distributions for different lifetimes (using EDGAR emissions and the Lagrangian
particle dispersion model FLEXPART) with the distributions
actually measured by GOME, to find a most likely lifetime.
With these methods, for instance for Germany, we find the mean lifetime
of boundary layer NOx to be 6 hours in summer and about 24 hours
in winter.
Fachvortrag UP 4.3 Mo 14:45 HS 225
Bestimmung von Wolkenparametern für Satellitenmessungen
von atmosphärischen Spurengasen — •Michael Grzegorski,
Steffen Beierle, Christian Frankenberg, Jens Hollwedel,
Sven Kühl, Fahim Khokar, Ulrich Platt, Suniti Sanghavi,
Christoph von Friedeburg, Walburga Wilms-Grabe und Thomas
Wagner — Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg, Im
Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg
Zur Bestimmung der vertikalen Säulendichte von troposphärischen
Spurengasen mit SCIAMACHY auf ENVISAT-1 und GOME auf ERS-2
ist die Berechnung von Wolkenparametern von entscheidender Bedeutung.
Der effektive Wolkenbedeckungsgrad kann mit Hilfe von breitbandigen
Spektrometern (den sog. PMDs) bestimmt werden. Von wesentlicher Bedeutung
ist hierbei eine genaue Berechnung der Schwellenwerte für völlig
bedeckte und völlig klare Pixel. Für die orts- und zeitabhängige Bestimmung
des unteren Schwellenwertes eignen sich Bildverarbeitungsmethoden,
während der obere Schwellenwert unabhängig von der Bodenalbedo,
aber unter Berücksichtigung verschiedener physikalischer, geometrischer
und instrumenteller Abhängigkeiten berechnet werden muss. Der
für SCIAMACHY entwickelte Algorithmus beruht auf den Erfahrungen
mit GOME, verwendet aber auch die zusätzlichen Möglichkeiten der neuen
Instrumente (z.B. Messungen im IR-Bereich).
Die Wolkenbedeckungsgrade für SCIAMACHY und GOME werden in
weiteren Entwicklungen mit anderen wolkensensitiven Größen verknüpft
(z.B. Absorption von O4 und O2, Polarisation, Ringeffekt).
Fachvortrag UP 4.4 Mo 15:00 HS 225
Influence of cloud inhomogeneity on remote sensing — •Tobias
Zinner — DLR Oberpfaffenhofen, Institut für Physik der Atmosphäre,
82234 Wessling, Germany
Current remote sensing techniques assume that (1) the signal is homogeneous
over the field of view; and (2) adjacent pixels are independent,
because net photon transport can be neglected. Both of these assumptions
are not valid for real clouds. Biases are depending on the inhomogeneity
of the clouds and the resolution of the instrument. Investigating
these errors primarily comprises the need for a test bed. This has to contain
realistic cloud fields, a representation of the atmosphere and a 3D
radiative transfer model to simulate the radiation field. The generation
of 3D cloud data sets requires in-depth investigations on combinations
of measured data from several sensor types and on more general characteristics
of clouds which are utilised to close the information gaps always
remaining.
154
Fachvortrag UP 4.5 Mo 15:15 HS 225
Remote Sensing of Frost Flowers — •Lars Kaleschke and
Georg Heygster — Institute of Environmental Physics (iup) and
Remote Sensing (ife), Dept. of Physics and Electrical Engineering, FB
1, University of Bremen, Otto-Hahn-Allee 1, D-28359 Bremen, Germany
Frost flowers are a common feature on Arctic and Antarctic sea ice
during the cold seasons and can be found on almost any newly frozen
lead. These large ice crystals grow from a supersaturated atmospheric
boundary layer on young sea ice. Frost flowers exhibit very high salinities.
Bromide concentrations in frost flowers are around three times higher
than in sea water. It has been speculated that frost flowers could play
an important role in tropospheric chemistry. Heterogeneous mechanisms
can increase exponentially the reactive gas phase bromine (Bromine Explosion).
Severe tropospheric ozone depletion events in the Arctic and
Antarctica during springtime are associated with enhanced bromine oxide
(BrO) occurance. As a potential source of sea salt aerosol, frost flowers
are also important for the interpretation of ice core data. Frost flowers
protude a few centimeters above the surface and increase the surface
roughness. The surface roughness can be measured with radar systems.
We present a new project with the aim to develop methods for the mapping
of frost flower coverage with satellite microwave sensors.
Fachvortrag UP 4.6 Mo 15:30 HS 225
Einfluß inelastischer Streuung im Meerwasser auf die Auswertung
gemessener Satellitendaten — •Tilman Dinter 1 , M. Vountas
2 , A. Richter 2 , F. Wittrock 2 und J.P. Burrows 2 — 1 Tilman
Dinter, Inst. of Environmental Physics, University of Bremen, D-28334
Bremen, Germany, Phone: +49(0)421 218 4563 — 2 s. T.Dinter
Die Streuung einfallender elektromagnetischer Strahlung im Meerwasser
hat einen maßgeblichen Einfluß auf das Spektrum der rückgestreuten
Strahlung. Zusätzlich zur elastischen Streuung spielen inelastische Streueffekte
(z.B. VRS: Vibrational Raman Scattering) eine nicht zu vernachlässigende
Rolle. Unter wolkenlosen Bedingungen hat VRS einen
starken Einfluß auf Spurengas-Messungen durch satellitengestützte Spektrometer
wie z.B. GOME (Global Ozon Monitoring Experiment). Am
ausgeprägtesten ist der Einfluß durch VRS bei Messungen mit geringen
Sonnenzenitwinkeln und Chlorophyllkonzentrationen im Meerwasser.
In dieser Studie wurde ein einfaches Ozean-Reflektanz-Modell (nach
Sathyendranath und Platt, 1998), welches auch VRS berücksichtigt,
in ein bestehendes atmosphärisches Strahlungstransportmodell (SCIA-
TRAN) implementiert.
Um den Einfluß von VRS auf Spurengas-Messungen abzuschätzen wurden
eine Reihe von Szenarien mit Hilfe des Modells berechnet und ausgewertet.
Weiterhin wurden ausgesuchte Datenauswertungen von GOME-
Messungen unter Einbeziehung und Vernachlässigung von VRS verglichen.
Fachvortrag UP 4.7 Mo 15:45 HS 225
Ein neuer Ansatz zur Trennung stratosphärischer und
troposphärischer Säulendichten — •Jens Hollwedel, Ulrich
Platt und Thomas Wagner — Institut für Umweltphysik,
Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg
Mittels der DOAS-Methode lassen sich aus den von GOME gemessenen
Spektren Vertikale Säulendichten (VCDs) u.a. von BrO extrahieren.
Die Bedeutung von BrO für den stratosphärischen Ozonabbau ist lange
bekannt. BrO kann aber auch durch heterogene Reaktionen an den Oberflächen
von salzhaltigen Aerosolen, insbesondere über dem einjähren Seeeis,
freigesetzt werden, wodurch es zur Brom-Explosion und schliesslich
zum troposphärischen Ozonloch im polaren Frühling kommt.
Aus den von 1996 bis 2001 gemessenen schrägen BrO-Säulendichten
wird der stratosphärische Anteil geschätzt, so dass die verbleibende
Säulendichte im wesentlichen durch die Brom-Explosionsereignisse dominiert
wird. Unter Zuhilfenahme von Luftmassenfaktoren, die durch
das Heidelberger Strahlungstransfermodell für ein stratosphärisches BrO-
Profil gewonnen wurden, wird die BrO-Säule aller Orbits eines Tages für
grosse Sonnenzenitwinkel über einen Breitenbereich gemittelt, der auch
die polaren Frühlingsereignisse beinhaltet. Der so erhaltene Anteil an
der BrO-Säulendichte repräsentiert also den im Vergleich zu den Brom-
Explosionsereignissen (Grenzschicht) wenig variablen Anteil und kann
von der Gesamtsäule subtrahiert werden.
Die so erhaltenen ”troposphärischen” Säulendichten können nun mit
anderen Grössen, wie z.B. der Temperatur oder Radar-Signalen, die u.a.
zur Detektion von Eisblumen eingesetzt werden, verglichen werden.

UP 5 Satelliten und Anwendungen II
Zeit: Montag 16:30–18:00 Raum: HS 221
Fachvortrag UP 5.1 Mo 16:30 HS 221
MIPAS auf ENVISAT: Datenanalyse, Validierungsstatus
und atmosphärenwissenschaftliche Anwendung — •Gabriele
P. Stiller 1 , Thomas von Clarmann 1 , Herbert Fischer
1 , Bernd Funke 2 , Sergio Gil-López 2 , Norbert Glatthor 1 ,
Udo Grabowski 1 , Michael Höpfner 1 , Sylvia Kellmann 1 ,
Michael Kiefer 1 , Andrea Linden 1 , Manuel López-Puertas 2 ,
Gizaw Mengistu Tsidu 1 , Mathias Milz 1 , Tilman Steck 1 und
Ding-Yi Wang 1 — 1 Institut für Meteorologie und Klimaforschung,
Forschungszentrum/Universität Karlsruhe, Postfach 3640, 76021
Karlsruhe, Deutschland — 2 Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC,
Apartado Postal 3004, 18080 Granada, Spanien
MIPAS auf ENVISAT liefert seit März 2002 Vertikalprofile vieler verschiedener
atmosphärischer Spurenstoffe mit globaler Abdeckung, auf
der Tag- und Nachtseite des Globus und in einem Höhenbereich zwischen
6 und 68 km. Nach 18 Monaten in der Kommissionierungs- und
Validierungsphase wurden die Daten im Oktober 2003 für die allgemeine
wissenschaftliche Nutzung freigegeben. Am IMK/Karlsruhe wurde
die Episode der antarktischen Wirbelaufspaltung im September/Oktober
2002 anhand von abgeleiteten Verteilungen der Stickstoff- und Chlor-
Verbindungen analysiert. Außerdem wurden umfangreiche Validierungs-
Datensätze mit mehr als 3000 Einzelbeobachtungen, die mit anderen Satellitenbeobachtungen
oder Kampagnen-Messdaten zusammenfallen, erzeugt
und analysiert.
Fachvortrag UP 5.2 Mo 16:45 HS 221
Bestimmung von Wasserdampfprofilen in der unteren Stratosphäre
mit Hilfe von SCIAMACHY Limb Messungen —
•Kai-Uwe Eichmann, Christian von Savigny, Stefan Noel und
Günther Rohen für die -Kollaboration — Institut für Umweltphysik,
Universität Bremen
Stratosphärische Wasserdampfprofile werden vorgestellt, die aus den
SCIAMACHY Limb Messungen abgeleitet werden. Wasserdampf absorbiert
unter anderem in den Wellenlängenbereichen um 700 nm und 930
nm, welche von SCIAMACHY detekiert werden. Diese zwei Bereiche werden
für erste Retrievals des Wasserdampfs genutzt. Hierzu wird ein Optimal
Estimation Verfahren angewendet. Als Vorwärtsmodell wird das
Zweifachstreumodell SCIARAYS verwendet. Als erste Verifikation werden
MIPAS Daten zum Vergleich herangezogen.
Fachvortrag UP 5.3 Mo 17:00 HS 221
Comparison of O3 profiles retrieved by the SCIAMACHY instrument
and ground based microwave radiometry — •Mathias
Palm, Christian von Savigny, Julian Meyer-Arnek, Helmut
Haerle, Manuel Quack, Nicole Buschmann, Sven Golchert,
Bernd Schwenker, and Justus Notholt — Universität Bremen,
FB1, Otto Hahn Allee, 28359 Bremen
The SCIAMACHY instrument based on the ENVISAT satellite has
been operational since Juli 2002. O3 profiles from limb measurements
are among its products.
O3 profiles retrieved by SCIAMACHY are compared to profiles retrieved
from ground based microwave measurements. Direct matches as
well as trajectory hunting methods are used in order to increase the
number of possible comparisons. A thorough analysis of the comparison
is presented.
Fachvortrag UP 5.4 Mo 17:15 HS 221
GLORIA: Ein Satellit für die Meso-Skalen — •Peter Preusse
1 , Martin Riese 1 , Lars Hoffmann 1 , Reinhold Spang 1 , Manfred
Ern 1 , Cornelius Schiller 1 , Felix Friedl-Vallon 2 , Thomas
von Clarmann 2 und Hermann Oelhaf 2 — 1 ICG-I, Forschungszentrum
Jülich, 52425 Jülich — 2 IMK, Forschungszentrum Karlsruhe,
76021 Karlsruhe
Fernerkundung der Atmosphäre vom Satelliten hat auf synoptischer
155
Skala viel zum Verständnis der Atmosphäre beigetragen. Wichtige und
aktuelle Fragestellungen der Atmosphärenphysik hängen aber von mesoskaligen
Phänomenen ab. Beispiele hierfür sind der Zirkulationsantrieb
der mittleren Atmosphäre durch Schwerewellen, isentropes Mischen
durch dünne und schmale Filamente und Stratosphären-Troposphären-
Austausch durch Kaltlufttropfen und Tropopausenfalten. Auch die Cirruswolken
in der tropischen Tropopausenregion, die zur Strahlungsbilanz
der Erdatmosphäre und zur Trocknung der Stratosphäre beitragen
sind weitgehend mesoskalig. Zum Studium all dieser Phänomene braucht
man eine gute Auflösung in allen drei Raumdimensionen. Die Abtastung
bisheriger Satellitengeräte war nicht ausreichend diese Phänomene im
Detail zu studieren. Mit der Entwicklung von 2D Arrays von Infrarot-
Detektoren bietet sich nun die Möglichkeit ein Horizont-abbildendes Michelson
Gerät zu bauen. Mit dem GLObal limb Radiance Imager for the
Atmosphere (GLORIA) schlagen die Forschungszentren Jülich und Karlsruhe
ein Gerät vor, dass alle vier Sekunden 20 Höhenprofile gleichzeitig
misst und damit die nötige 3D Auflösung zum Studium mesoskaliger
Phänomene erreicht.
Fachvortrag UP 5.5 Mo 17:30 HS 221
Meereisfernerkundung mit dem Advanced Microwave Scanning
Radiometer (AMSR) — •Gunnar Spreen und Georg Heygster
— Institut für Umwelphysik, Universität Bremen, Postfach 330440, 28334
Bremen
Im Jahr 2002 wurden zwei neue satellitengestützte Mikrowellenradiometer
gestartet, AMSR und AMSR-E (Satelliten: MIDORI-II und
AQUA). Beide messen bei den Frequenzen 6.9, 10.7, 18.7, 23.8, 36.5 und
89 GHz. In polaren Gebieten bieten sie eine täglich komplette Abdeckung.
Der für SSM/I-Daten entwickelte ARTIST Sea Ice Algorithmus (ASI)
wurde auf AMSR-Daten übertragen. Der ASI Algorithmus benutzt die 89
GHz-Kanäle des Sensors und liefert daher Eiskonzentrationen von etwa 5
km Auflösung. Dies ist eine Auflösungsverbesserung um den Faktor 2 bis
3 gegenüber den ASI SSM/I Eiskonzentrationen und ebenso gegenüber
herkömmlichen AMSR Meereisalgorithmen, die die tieferen Frequenzen
des AMSR benutzen. Weiterhin wurde ein Verfahren zur Eiskantendetektion,
das ebenfalls die hohe Auflösung der 89 GHz-Kanäle verwendet, an
die AMSR Daten angepasst. Ergebnisse der Algorithmen und einige Anwendungen
werden vorgestellt und Vergleiche mit anderen Algorithmen
und Datenquellen (SSM/I, MODIS, RADARSAT) präsentiert.
Fachvortrag UP 5.6 Mo 17:45 HS 221
Influence of Storms on Microwave Brightness Temperatures and
Its Potential of Estimating Cloud Ice Using AMSU-B Water
Vapor Channels — •Gang Hong, Georg Heygster, and Klaus
Kunzi — University of Bremen, Institute of Environmental Physics ,
P.O. Box 330440, D-28334 Bremen
Downward looking brightness temperatures between 89 and 220 GHz
were measured with the Millimeter-wave Imaging Radiometer (MIR)
aboard the NASA ER-2 aircraft at 20 km altitude over four storms. Measurements
were complemented by simultaneous observations with many
other sensors. Analysis of these observations was conducted to investigate
the influence of storms on microwave brightness temperatures. To investigate
the effects of cloud ice and ice particle size distribution in storms
on microwave brightness temperatures, radiative transfer simulations are
also made using hydrometeor profiles obtained from three methods: (1)
from a simple precipitating cloud model, (2) from the simultaneous aircraft
radar observations, and (3) from the Goddard Cumulus Ensemble
model. Results show that frequencies above 150 GHz are more sensitive
to cloud ice, especially in the region of cloud anvil, and the brightness
temperature differences at the three water vapor channels near 183.3
GHz greater than 0 K can be used as a criterion to discriminate the
strong convection. All investigations of observations and simulations reveal
the potential to estimate ice water path from microwave observations
at AMSU-B water vapor channels near 183 GHz.

UP 6 Aerosol und Mensch
Zeit: Montag 18:00–18:45 Raum: HS 221
Hauptvortrag UP 6.1 Mo 18:00 HS 221
Modellierung und Detektion von Geruch und Staub - numerische
Ausbreitungsrechnung mit NaSt3D und die elektronische
Nase — •Oliver Wallenfang 1 , Wolfgang Büscher 1 , Bernd
Diekmann 2 und Schmitt Gregor 1,2 — 1 Institut für Landtechnik;
Universität Bonn; Nussallee 5; 53115 Bonn — 2 Physikalisches Institut;
Universität Bonn; Nussallee 12; 53115 Bonn
Emissionen aus landwirtschaftlichen Quellen stellen eine besondere
Herausforderung an die Prognose- und Messtechnik dar. Die Quellhöhe
ist zumeist bodennah, so dass bewährte Ausbreitungsmodelle nur eingeschränkt
zu verwenden sind. Die Geruchsimmission erfordert eine zeitliche
Betrachtung der Konzentration um Zeitanteile mit Geruch bestimmen
zu können. Zur Zeit ist die Bestimmung der Geruchsquellstärken
auf die menschliche Nase angewiesen, in Zukunft kann diese mit elektronischen
Nasen (Chemo-Sensor-Arrays) ersetzt werden.
Die Simulation der Staubausbreitung erfordert ebenfalls spezielle Ausbreitungsmodelle,
die Effekte wie die Sedimentation und das Anhaften
von Staubpartikeln an Objekten berücksichtigen.
Im Vortrag wird das Modell NaSt3D der Universität Bonn vorgestellt,
das obige Anforderungen erfüllt. Die Funktionsweise einer elektronischen
Nase wird anhand einer Bonner Entwicklung demonstriert.
Fachvortrag UP 6.2 Mo 18:30 HS 221
In-situ mass spectrometric analysis of diesel exhaust particles
— •Nele Hock 1 , Johannes Schneider 1 , Silke Weimer 1 , Stephan
Borrmann 1,2 , Ulf Kirchner 3 , Volker Scheer 3 , and Rainer
Vogt 3 — 1 Abt. Wolkenphysik und -chemie, Max-Planck-Institut für
Chemie, Mainz — 2 Institut für Physik der Atmosphäre, Johannes
Gutenberg-Universität Mainz — 3 Environmental Science, Ford Research
Center Aachen
UP 7 Hydrosphäre und Boden I
We report on size-resolved measurements of the chemical composition
of the volatile and semi-volatile fraction of exhaust particles, carried out
with the Aerodyne Aerosol Mass Spectrometer (AMS). The instrument
measures quantitatively the mass concentrations and size distributions
of non-refractory aerosol compounds in a particle size range between
20 and 1500 nm. The project included measurements at the chassis dynamometer
test facility at the Ford Research Center Aachen as well as
field measurements near a German motorway and individual car chasing.
It has been observed that particle size and composition are a function
of the engine load. At low power settings, the mass composition is
dominated by organic species, while at high load (45 kW), corresponding
to an uphill slope of 6% at 120 km/h, the composition is dominated by
sulfate. This is most likely due to the conversion of SO2 into SO3 by the
oxidation catalyst. The SO3 reacts fast to H2SO4 which can nucleate or
condense on pre-existing particles, dependent on the dilution settings.
However, the motorway measurements gave evidence that low volatile
organic species are responsible for the existance of the observed small
particle mode near the motorway.
Zeit: Montag 14:15–16:00 Raum: HS 020
Fachvortrag UP 7.1 Mo 14:15 HS 020
Direct estimation of soil properties by using a modified electrical
impedance tomography — •H. Lustfeld 1 , A. Kemna 2 ,
and G. Bene 3 — 1 Forschungszentrum Jülich, IFF, 52425 Jülich, email:
h.lustfeld@fz-juelich.de — 2 Forschungszentrum Jülich, ICG IV,
52425 Jülich, e-mail: a.kemna@fz-juelich.de — 3 Institute for Theoretical
Physics, Eötvös University, Pázmány Péter sétány 1/A, H-1117 Budapest,
Hungary, e-mail: bene@arpad.elte.hu
A major difficulty of electrical impedance tomography (EIT) is the
ill-conditioned inverse problem when determining the conductivity
from voltage measurements[1,2]. However, not the conductivity is of
real interest but the properties of soil/biological tissue. It means that
only certain Cole-Cole parameters can appear which are typical of
the various kinds of soil/biological tissue. In our approach only these
parameters occur in the cost function thus reducing the parameter
space tremendously and as a consequence leading to much more stable
solutions in multifrequency EIT.
[1] A. Kemna, A. Binley, A. Ramirez, W. Daily, Chem. Engng. J. 77, 11
(2000)
[2] A. Kemna, J. Vanderborght, B. Kulessa, H. Vereecken, J. Hydrol.
267, 125 (2002)
Fachvortrag UP 7.2 Mo 14:30 HS 020
A nonlinear paradigm for tropical Pacific decadal variability —
•Petra Friederichs 1 and Keith Rodgers 2 — 1 Meteorologisches Institut,
Auf dem Huegel 20, 53121 Bonn — 2 Laboratoire d’Oceanographie
Dynamique et de Climatologie, 4, Place Jussieu, 75252 Paris
A 1000-year integration of a coupled ocean/atmosphere model (ECHO-
G) has been analyzed to describe decadal to multi-decadal variability in
equatorial Pacific sea surface temperature (SST) and thermocline depth
(Z20), and their relationship to decadal modulations of ENSO (El Niño-
Southern Oscillation) behavior.
Our main finding is that the structures in SST and Z20 characteristic
156
of Tropical Pacific Decadal Variability in the model are due to an asymmetry
between the anomaly patterns associated with the model’s El Niño
and La Niña states, this asymmetry reflecting a nonlinearity in ENSO
variability. As a result, the residual (i.e. the sum) of the composite El
Niño and La Niña patterns exhibits a dipole structure across the equatorial
Pacific, with positive perturbation values in the east and negative
values in the west for SST and Z20. During periods when ENSO variability
is strong, this difference manifests itself as a change in the mean
state through a rectifier effect.
For comparison, a similar analysis was applied to a gridded SST dataset
spanning the period 1871-1999. The data confirms that the asymmetry
between the SST anomaly patterns associated with El Niño and La Niña
for the model are realistic.
Fachvortrag UP 7.3 Mo 14:45 HS 020
Transportprozesse im Issyk-Kul See (Kirgisien) — •Frank Peeters
1 , Erich Baeuerle 2 , David Malcolm Livingstone 3 und Rolf
Kipfer 3 — 1 Limnological Institute, University of Konstanz, D-78457
Konstanz — 2 Verein zur Erforschung und zum Schutz der Gewaesser
Ottendorf e.V. (VESGO ) — 3 Environmental isotope Group, Water Recources
Department, Swiss Federal Institute of Environmental Science
and Technology (EAWAG), CH-8600, Switzerland
Während zweier Messkampagnen zum Issyk-Kul, einem der grössten
und tiefsten Seen der Erde, wurden detaillierte hydrographische Vermessungen
durchgeführt und Wasserproben für die Analyse von Umwelttracern
genommen. Die hydrographischen Daten deuten darauf hin, dass
Dichteströme am Boden von Kanälen aus den östlichen Schelfregionen bis
ins Tiefenwasser fliessen und zur Belüftung des Tiefenwassers beitragen.
Das kalte Wasser am Boden der Kanäle wird vermutlich durch ’differential
cooling’ in den flachen Schelfregionen während des Winters erzeugt. Im
Sommer scheinen advektive Prozesse auf die obersten 200 m beschränkt
zu sein. Dort führt ’upwelling’ im offenen Wasser zu einer Aufwölbung
der Isothermen. Zeitserien von Thermistoren und Strömungsmessern zeigen
regelmässige Oszillationen. Diese lassen sich als das Ergebnis einer
2. Mode Poincare Welle interpretieren, die vermutlich für den Transport

kinetischer Energie in grössere Wassertiefen während der Sommermonate
eine wichtige Rolle spielt.
Fachvortrag UP 7.4 Mo 15:00 HS 020
Hochfrequente interne Wellen im Bodensee — •Jörg Thorwart
1 , Frank Peeters 1 und Erich Bäuerle 2 — 1 Umweltphysik,
Limnologisches Institut, Universität Konstanz — 2 Institut zum Schutz
der Gewässer, Moislingen
In geschichteten Seen werden an den vertikalen Dichtegradienten interne
Wellen angeregt. Dabei treten neben den vielfach untersuchten beckenweiten
Schwingungen auch hochfrequente Wellen mit Frequenzen knapp
unterhalb der Grenze der Brunt-Väisälä Frequenz auf, deren Anregung
noch nicht vollständig geklärt ist. Von diesen kurzen Wellen wird angenommen,
dass sie eine Rolle bei der Verteilung der durch Wind eingebrachten
Energie im See spielen und dadurch zur Durchmischung beitragen.
Am Bodensee wurden im Jahr 2001 kontinuierlich Temperatur und
Strömung am Rand gemessen. Bei einer Auswertung der Daten im Bezug
auf hochfrequente Wellen finden sich viele Ereignisse mit Perioden
zwischen 3 und 30 min und Amplituden bis zu 5m. Es zeigt sich ein enger
Zusammenhang mit dem Durchgang der beckenweiten Hauptschwingung.
Die Konsequenzen für den Anregungsmechanismus werden diskutiert.
Fachvortrag UP 7.5 Mo 15:15 HS 020
Rückstau des Treibeises auf der Elbe — •Boehrer Bertram,
Tibke Margarethe und Suhr Ursula — Umweltforschungszentrum
Halle-Leipzig GmbH, Brückstraße 3a, 39114 Magdeburg
Die Geschwindigkeit der flussaufwärts laufenden Eisfront wird hergeleitet
unter der Annahme, dass sich das Treibeis zusammenlagert und die
geschlossene Eisfläche um den Betrag der angespülten Eisfläche wächst.
Aus dem Verhältnis der beobachteten Geschwindigkeit der Eisfront im
Winter 1996/97 zur theoretischen Geschwindigkeit wird abgeschätzt, inwieweit
sich Eisschollen überlagern, wenn sie in die vorhandene Eisdecke
kollidieren.
[1] Boehrer B., Tibke M., Suhr U., 2003, Frontal progression of a juxtaposed
ice cover on the Elbe River, J. Hydrol. (in press)
Fachvortrag UP 7.6 Mo 15:30 HS 020
Observation, Modelling and Use of Short Term Signals in
Pump Induced Near Surface Tilt — •Marcus Fabian 1 and Hans-
Joachim Kümpel 2 — 1 Fachrichtung Angewandte Geophysik, Universität
Bonn, Nussallee 8, 53115 Bonn — 2 GGA Institut, Stilleweg 2, 30665
Hannover
UP 8 Hydrosphäre und Boden II
Subsidence is frequently reported from locations above pumped reservoirs.
Tiltmeters installed at shallow depths are able to detect the related
tilt signals. We present observations of short term tilt and well
head responses that showed non-monotonous transient signals induced
by monotonous pumping. Modelling on the basis of poroelasticity has
revealed that the transient signals can be used for a fast determination
of subsoil parameters. Especially near surface tilt is sensitive to changes
of the poroelastic parameters in deeper layers. Therefore, tilt monitoring
above pumped reservoirs appears to be useful for controlling the reservoir
quality and prevent overexploitation. With clusters of tiltmeters installed
at shallow depths the pump induced surface deformation field spreading
out in the surroundings of production wells can be imaged. Such observations
allow a localization of buried heterogeneities and might be used
to reduce ambiguities from hydrologic, seismic or electric surveying.
Fachvortrag UP 7.7 Mo 15:45 HS 020
Konfokale Ramanmikroskopie zur nichtinvasiven Mikroorganismenbestimmung
in ANAMMOX-Biofilmen — •Maike Keuntje,
Ralf Pätzold und Angelika Anders — Institut für Biophysik, Uni
Hannover, Herrenhäuser Str. 2, 30419 Hannover
Für die biologische Abwasserreinigung hoch stickstoffbelasteter
Abwässer werden Biofilme erforscht, in denen die besondere einstufige
Umwandlung von Ammonium zu N2 (Deammonifikation) stattfindet. Die
an diesem Prozess beteiligten Mikroorganismen sowie der zugrundeliegende
Metabolismus gehören zum aktuellen Forschungsfeld, denn mit
Hilfe konventioneller Methoden sind bisher nur weniger als ein Prozent
der Bakterien nachzuweisen. Zur nichtinvasiven Analyse der Mikroorganismen
wurde die konfokale Ramanmikroskopie eingesetzt, mit der der
online Nachweis der ANAMMOX-Bakterien gelang. Die Zellmembran des
Anammoxosoms ist aus sogenannten Ladderanen aufgebaut, welche aus
Cyclobutanringen bestehen und die daher sehr spezifische Ramanbanden
besitzen. Bisherige Messungen bestätigen das Potenzial der konfokalen
Ramanmikroskopie zur hochaufgelösten Untersuchung von Biofilmen.
Zeit: Montag 16:30–17:30 Raum: HS 020
Fachvortrag UP 8.1 Mo 16:30 HS 020
Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante von
feuchten Böden — •Bernhard Ruth — Institut für Bodenökologie,
GSF Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, 85764 Neuherberg
Der Wassergehalt an der Bodenoberfläche bestimmt das Verhältnis
der konkurrierenden Prozesse Evaporation und Infiltration. Die meisten
Messmethoden des Wassergehalts beruhen auf der Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten
DK des Bodens. Bei der Kapazitätsmethode dient
der Sensor mit dem umgebenden Boden als Kondensator, der zusammen
mit dem Arbeitswiderstand ein RC-Glied bildet und die Frequenz
einer elektronischen Schaltung im MHz-Bereich bestimmt. Da bei Freilandmessungen
am Oberboden sehr große Temperaturvariationen auftreten,
und die DK stark temperaturabhängig ist, werden Wassergehaltsbestimmungen
mit der elektrischen Methode unmittelbar durch Temperaturänderungen
beeinflusst. Wasser selbst hat einen negativen Temperaturkoeffizienten.
Messungen zeigen aber, dass bei hohem Wassergehalt
ein positiver Koeffizient auftritt, der auch noch vom Wassergehalt selbst
abhängt. Diese Temperaturabhängigkeit wird hauptsächlich durch die
elektrische Leitfähigkeit hervorgerufen, also durch den imaginären Teil
der DK.
157
Fachvortrag UP 8.2 Mo 16:45 HS 020
Unterschiede bei der trockenen Deposition von Radionukliden
auf verschiedene Blattgemüsearten — •J. Tschiersch 1 , T. Shinonaga
1 und H. Heuberger 2 — 1 Institut für Strahlenschutz, GSF-
Forschungszentrum, 85764 Neuherberg — 2 Lehrstuhl für Gemüsebau, TU
München Weihenstephan, 85350 Freising
Die Höhe der trockenen Deposition von gasförmigen und partikelgebundenen
Radionukliden auf Blattgemüse ist wegen der unterschiedlichen
Wuchsform, Oberflächenbeschaffenheit und Blattaufnahme der verschiedenen
Spezies mit einer hohen Unsicherheit behaftet. Um die Variabilität
zwischen einzelnen Arten zu quantifizieren, wurde in einer Depositionskammer
die Deposition von elementarem, gasförmigem Radiojod
und partikelgebundenem Radiocäsium unter homogenen Bedingungen
und Kontrolle der relevanten Parameter untersucht. Statistisch gesichert
konnte gezeigt werden, dass auf geschlossenen Köpfen wie von Weißkohl
und Kopfsalat immer am wenigsten abgelagert wurde, dass bei der Gasdeposition
sich die vielen geöffneten Stomata bei Spinat, bei der Partikeldeposition
zusätzlich die gekräuselten, rauhen Blätter von Grünkohl und
Endivie als effizienzerhöhend erwiesen. Insgesamt wurden Unterschiede
im Bereich von einem Faktor 2-9 gefunden, nur bei Weißkohl war bis
zu einem Faktor 100 zu messen. Die Abschätzung der Depositionsgeschwindigkeiten
ergab, dass die Ablagerung von 131 I2 im Mittel etwa eine
Größenordnung effektiver als die von partikulärem 134 Cs war. Die Verdopplung
des Partikeldurchmessers bei sonst gleichem Experimentdesign
bewirkte nur eine geringe Erhöhung der Deposition.

Fachvortrag UP 8.3 Mo 17:00 HS 020
Cs-137 IN SEDIMENTS OF LAGO MAGGIORE: MEA-
SUREMENTS AND MODELING — •Victoria Putyrskaya 1,2 ,
Eckehard Klemt 1 , and Gregor Zibold 1 — 1 Fachhochschule
Ravensburg-Weingarten, Doggenriedstr., D-88250 Weingarten —
2 Internatioanl Sakharov Environmental University, Dolgobrodskaya str.
23, 220009 Minsk, Belarus
Sediment and water samples were taken in May and November 2003
at two different basins of Lago Maggiore. A study of the vertical Cs-
137 distribution in water and sediment and of water parameters enables
us to get an idea on the present radiological situation, and of the sorption
and migration processes within the sediment. To get information on
the association of radionuclides to the different geochemical fractions sequential
extraction experiments were performed. Our model is a system
of two coupled partial differential equations. It is based on sedimentationdiffusion
equations and describes the input of Cs-137 into the sediment
and its vertical distribution within the sediment, and it takes also into
account fixation and redissolution processes as well as radioactive decay.
The concentration of competing ions is used to modify the distribution
coefficient Kd. Also the compaction of sediments with depth will be taken
into account. To solve this system a finite element method is used. Results
UP 9 Die ” Atmosphäre“ im Labor
for different lakes will be compared to the parameters of Lago Maggiore.
Fachvortrag UP 8.4 Mo 17:15 HS 020
DATING OF YENISEI SEDIMENTS USING Po-210 ALPHA-
SPECTROSCOPY — •Hanna Paliachenka, Eckehard Klemt,
and Gregor Zibold — Fachhochschule Ravensburg-Weingarten,
Doggenriedstr., D-88250 Weingarten
In 1999 and 2001 sediment samples were taken from various locations
in the river Yenisei in central Sibiria and the vertical distribution of radionuclides
was determined. Gamma-spectrometric dating of sediment
layers of the river is not possible using the standard Pb-210 method
(46.5 keV) due to the emission of 46.6 keV X-rays of the omnipresent
Eu-152. Therefore, as Pb-210 and Po-210 (T1/2 = 138 d) are in radioactive
equilibrium we extract only the unsupported Po-210 which is then
measured alpha-spectrometrically. In this way systematic uncertainties
due to the subtraction of concentrations determined by different methods
are avoided. The results of these measurements are compared to other
methods of dating using various isotope ratios and to the outcome of a
model which describes the vertical distribution of radionuclides in the
sediment.
Zeit: Montag 17:30–18:30 Raum: HS 020
Fachvortrag UP 9.1 Mo 17:30 HS 020
The Atmosphere Simulation chamber SAPHIR:, A tool
for the investigation of photochemistry. — •Theo Brauers,
Birger Bohn, Franz-Josef Johnen, Rolf Häseler, Franz
Rohrer, Sonia Rodriguez-Bares, Ralf Tillmann, and Andreas
Wahner — Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre (ICG-II),
Forschungszentrum Jülich
On the campus of the Forschungszentrum Jülich we constructed
SAPHIR(Simulation of Atmospheric PHotochemistry In a large
Reaction Chamber) which consists of a 280-m 3 double-wall Teflon bag
of cylindrical shape that is held by a steel frame. Typically 75% of the
outside actinic flux (290 nm – 420 nm) is available inside the chamber. A
louvre system allows switching between full sun light and dark within 40s
giving the opportunity to study relaxation processes of the photo chemical
system. The SAPHIR chamber is equipped with a comprehensive set
of sensitive instruments including the measurements of OH, HO2, CO,
hydro-carbons, aldehydes, nitrogen-oxides and solar radiation. Moreover,
the modular concept of SAPHIR allows fast and flexible integration of
new instruments and techniques. In this paper we will show the unique
and new features of the SAPHIR chamber, namely the clean air supply
and high purity water vapor supply providing a wide range of trace gas
concentrations being accessible through the experiments. We will also
present examples from SAPHIR experiments showing the scope of application
from high quality instrument inter-comparison and kinetic studies
to the simulation of complex mixtures of trace gases at ambient concentrations.
Fachvortrag UP 9.2 Mo 17:45 HS 020
Vergleich zweier Methoden zur Messungen der OH-Radikalkonzentrationen
an der Atmosphären-Simulationskammer SA-
PHIR — •Eric Schlosser, Theo Brauers, Hans-Peter Dorn,
Rolf Häseler, Andreas Hofzumauhaus, Frank Holland, Lutz
Rupp und Manfred Siese — Institut für Chemie und Dynamik der
Geosphäre (ICG-II: Troposphäre), Forschungszentrum Jülich
Am Forschungzentrum Jülich kann die Konzentration von OH-
Radikalen unter atmosphärischen Bedingungen mit zwei hochempfindlichen
Messmethoden bestimmt werden: Laser-Langweg-DOAS (differentielle
optische Absorptionsspektroskopie mit Vielfachreflektionszelle)
und LIF (laser-induzierter Fluoreszenz nach Gasexpansion). Beide Messmethoden
nutzen den elektronischen Übergang (A 2 Σ + -X 2 Π) des OH-
Radikals bei 308 nm zum spezifischen Nachweis. Sie unterscheiden sich
wesentlich darin, dass DOAS die mittlere OH Konzentration entlang des
Lichtwegs bestimmt, während LIF eine Punktmessung darstellt. DOAS
ist prinzipiell kalibrationsfrei, LIF wird regelmäßig geeicht. Nachdem beide
Geräte erfolgreich an Feldmesskampagnen (maritime, ländliche und
städtische Luft) beteiligt waren, wurden nun die Ergebnisse des Einsatzes
an der Kammer SAPHIR verglichen. Vorgestellt werden der Verlauf der
OH-Konzentration bei kinetischen Experimenten und der Vergleich der
158
Messergebnisse in Hinblick auf OH-Selbsterzeugung und O3-Interferenz.
Fachvortrag UP 9.3 Mo 18:00 HS 020
Laseroptische Diagnostik von Vulkangasen - ein Hilfsmittel
zur Früherkennung vulkanischer Tätigkeit? — •Ulrike Willer,
Christian Bohling und Wolfgang Schade — Institut für Physik
und Physikalische Technologien, TU Clausthal, Leibnizstrasse 4, 38678
Clausthal-Zellerfeld
Vulkanische Aktivität stellt eine globale Bedrohung für die Menschheit
dar. Neben direkten Auswirkungen durch Eruptionen stellen auch
die während ruhiger Perioden emmitierten klimarelevanten Gase eine Gefahr
dar. Aus Konzentrations- und Temperaturänderungen dieser Gase
können Rückschlüsse auf Veränderungen, die Eruptionen begünstigen
können, gezogen werden. Hierfür sind Messungen mit einer hohen zeitlichen
Auflösung essentiell. Methoden, die eine Probennahme und -
aufbereitung erfordern, erfüllen diese Bedingung nicht. Konventionelle
spektroskopische Methoden können in der chemisch aggressiven, heissen
und stark streuenden Umgebung nicht direkt eingesetzt werden. In diesem
Beitrag werden Ergebnisse einer Messkampagne am Solfatara (Italien)
vom Mai 2003 vorgestellt: ein faseroptischer Lasersensor wird direkt
in die heissen Fumarolengase eingeführt und der CO2-Gehalt mittels Evaneszenzfeldspektroskopie
mit einer hohen zeitlichen Auflösung bestimmt.
In einer Messreihe über einen Zeitraum von mehr als drei Stunden, kann
eine positive Korrelation mit der Temperatur der austretenden Gase beobachtet
werden.
Fachvortrag UP 9.4 Mo 18:15 HS 020
Temperature Dependence of Ozone Isotopomer Formation —
•Christof Janssen, Dieter Krankowsky, and Konrad Mauersberger
— Max-Planck-Institut für Kernphysik, Postfach 103980, 69029
Heidelberg
Oxygen isotope effects in the formation of ozone, O+O2+M → O3+M,
are unconventional and very large, thus offering a unique atmospheric
tracer for atmospheric oxidation involving ozone. Presently, a complete
and undisputed understanding of these isotope effects is not available, but
differences of zero point energy (ZPE) in the assciation and dissociation
of excited ozone are suggested to play a pivotal role.
Here, the results of an improved experimental study of the ozone isotope
anomaly are presented. This kinetic study extends earlier room
temperature measurements towards the low temperature range of atmospheric
interest (233 - 353 K). The technique of molecular beam mass
spectrometry (MBMS) has been employed to unravel the relative temperature
dependence of 6 out of 36 possible isotopic reactions.
The observed temperature dependence substantiates the role of ZPE
for isotopomer fractionation in ozone formation and further completes the
understanding of the combined pressure and temperature dependence of
atmospheric ozone isotopomer enrichments.

UP 10 Atmosphäre
Zeit: Dienstag 11:00–12:00 Raum: HS 118
Hauptvortrag UP 10.1 Di 11:00 HS 118
Zirruswolken und Klima – Neue Entwicklungslinien — •Bernd
Kärcher — DLR Institut für Physik der Atmosphäre
Zirruswolken bilden sich in abkühlenden Luftmassen in der oberen Troposphäre
und im Bereich der Tropopause. Sie entstehen durch Nukleation
von Eiskristallen in stark unterkühlten Aerosolpartikeln. Aufgrund
der komplexen dynamischen und mikrophysikalischen Einflüsse bei der
Eisbildung zeigen Zirren eine beachtliche räumliche und zeitliche Variabilität.
Erst seit kurzem ist es möglich, Eisübersättigung und Eisnukleation
in globalen Klimamodellen physikalisch konsistent zu beschreiben.
Nach einer knappen Einführung in die Phänomenologie von Zirruswolken
wird deren Rolle im Klimasystem (u.a. Treibhauswirkung, Dehydrierung)
erläutert und verschiedene Gefriermechanismen skizziert. Die
Behandlung der Physik der Eisbildung in einem adiabatisch aufsteigenden
Luftpaket macht die Komplexität des Bildungsprozesses deutlich.
Mittels einer approximativen analytischen Lösung werden die kontrollierenden
Faktoren bei der Bildung von Zirren herausgearbeitet. Neuere
Entwicklungen in der Zirrusforschung (indirekter Aerosoleffekt, Einfluss
mesoskaliger Temperaturfluktuationen bei der Eisnukleation) wer-
UP 11 Poster: Atmosphäre und Klima
den erläutert und mit wolkenauflösenden Simulationen illustriert. Nach
einer Diskussion der Besonderheiten optisch sehr dünner Zirren wird der
gegenwärtige Stand der Behandlung von Eiswolken in globalen Klimamodellen
beschrieben. Der Vortrag schliesst mit einer Zusammenfassung
aktueller Entwicklungen in der Atmosphärenforschung hinsichtlich eines
möglichen anthropogenen Einflusses auf Zirruswolken und Klima.
Hauptvortrag UP 10.2 Di 11:30 HS 118
Dynamische Klimatologie des Drehimpulses der Atmosphäre —
•Joseph Egger — Meteorologisches Institut der Universitaet Muenchen,
Theresienstr. 37, 80333 Muenchen
Es werden die Grundzuege der Verteilung des Drehimpulses in der
Atmosphaere dargestellt, sein Jahresgang und die zugehoerigen Drehmomente,
naemlich das durch die Bodenreibung bedingte und das durch die
Gebirge. Die Drehimpulsgleichung wird dann Daten gegenuebergestellt,
wobei sich zeigt, dass die verfuegbaren Daten diese Gleichungen meist
relativ gut erfuellen. Neben der polaren Komponente wird auch auf die
aequatorialen Komponenten eingegangen.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
UP 11.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Quantification of different carbon sources for isoprene emitted
from poplar leaves — •Joerg-Peter Schnitzler 1 , Martin
Graus 2 , Juergen Kreuzwieser 3 , Ulrike Heizmann 3 , Heinz Rennenberg
3 , Armin Wisthaler 2 , and Armin Hansel 2 — 1 FZ Karlsruhe,
Institut fuer Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphaerische
Umweltforschung, Garmisch-Partenkirchen — 2 Institut fuer Ionenphysik,
Universitaet Innsbruck — 3 Institut fuer Forstbotanik und Baumphysiologie,
Universitaet Freiburg
The present study (part of AFO 2000) was performed to test if alternative
carbon sources besides recently photosynthetically fixed CO2
are used for isoprene formation in the leaves of young poplar trees. In a
13CO2 atmosphere under steady state conditions, only about 75 percent
of isoprene became 13C-labeled within minutes. A considerable part of
the unlabeled carbon may be derived from xylem transported carbohydrates,
as may be shown by feeding leaves with [U-13C]glucose. As a
consequence of this treatment app. 8 to 10 percent of the carbon emitted
as isoprene was 13C-labeled. In order to identify further carbon sources,
poplar leaves were depleted of leaf internal carbon pools and the carbon
pools were refilled with 13C-labeled carbon by exposure to 13CO2.
Results from this treatment showed that about 30 percent of isoprene carbon
became 13C labeled, clearly suggesting that, in addition to xylem
transported carbon and CO2, leaf internal carbon pools, e.g. starch, are
used for isoprene formation.
UP 11.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Messungen von troposphärsichem Wasserdampf, Kondensstreifen
und Zirren am Meteorologischen Observatorium Lindenberg
— •Franz Immler 1 , David Kaiser 1 , Otto Schrems 1 und Dirk Engelbart
2 — 1 Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung,
Bremerhaven — 2 Deutscher Wetterdienst, Meteorologisches Observatorium
Lindenberg
Von April bis September 2003 wurde am Meteorologischen Observatorium
Lindenberg (MOL, 14.5 ◦ E, 52.5 ◦ N) des Deutschen Wetterdienstes
eine umfangreiche Messkampagne zur Untersuchung des Wasserdampfes
und der Wolkenbildung in der mittleren und oberen Troposphäre durchgeführt.
Mit dem Mobilen Aerosol Raman Lidar (MARL) des Alfred-
Wegener-Institutes wurden Profile der elastischen Rückstreuung, sowie
159
der Depolarisation und des Wasserdampfgehaltes mit Hilfe der Raman
Streuung gemessen. Zur Bereitstellung von Vergleichsprofilen des Wasserdampfes
mit Referenzqualität wurden in dem gesamten Zeitraum
täglich 4 Radiosonden vom Typ Vaisala RS80A gestartet, die mit der
wöchentlichen Forschungssonde des MOL zur Präzisionsfeuchtemessung
kalibriert wurden. Diese Methode erlaubt die exakte Messungen des Wasserdampfgehaltes
auch in der oberen Troposphäre und somit eine präzise
Bestimmung der relativen Feuchte über Eis. Mit Hilfe einer Wolkenkamera
konnten tagsüber Zirrustypen und Kondensstreifen identifiziert werden,
während das Lidar ihre genaue Höhe und ihre optische Eigenschaften
bestimmte. Anhand dieser Daten wird unter anderem untersucht, unter
welchen Bedingungen sich langanhaltende Kondensstreifen bilden und
wie diese sich von ’natürlichen’ Zirren unterscheiden.
UP 11.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
Eine verbesserte mikrophysikalische Parametrisierung für globale
stratosphärische Chemie-Transport-Modelle — •Michael
Wiehle, Roland Ruhnke, Wolfgang Kouker und Thomas
Reddmann — Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK),
Forschungszentrum Karlsruhe
Die Bildung von Polaren Stratosphärischen Wolken (engl. polar stratospheric
clouds, PSC’s) aus NAT (Nitric Acid Trihydrat) oder Eis und
die darauf ablaufenden chemischen Reaktionen spielen eine zentrale Rolle
in der Zerstörung des stratosphärischen Ozons. Durch die Sedimentation
grosser NAT-Partikel (> 10µm Durchmesser) wird die stratosphärische
Luft denitrifiziert, so dass der Ozonabbau bis weit in den polaren Frühling
hinein verlängert wird. Für eine Vorhersage der zukünftigen Entwicklung
der Ozonschicht ist daher eine genaue Kenntnis und Parametrisierung des
Wachstums der PSC wichtig. Die bisherige rein thermodynamische Parametrisierung
der PSC-Bildung erlaubt nur eine unzureichende Simulation
dieser Prozesse.
Im Karlsruher Simulationsmodell der mittleren Atmosphäre (KASI-
MA) wurde basierend auf Carslaw et al. (2002) eine Wachstumskinetik
der PSC eingebaut. Diese ermöglicht die Simulation einer zeitabhängigen
Grössenveränderung der PSC durch Kondensation bzw. Evaporation von
HNO3 und H2O zu/von NAT-Partikeln. Die Ergebnisse verschiedener
Sensitivitätsstudien für vergangene arktische Winter werden präsentiert
und mit Messdaten verglichen.

UP 12 Poster: Satelliten und Anwendungen
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
UP 12.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Bestimmung mesosphärischer Ozoneprofile aus SCIAMACHY
Limb-Streulichtmessungen — •Guenter Rohen 1 , Christian
v. Savigny 1 , Kai-Uwe Eichmann 1 , Johannes Kaiser 2 , Astrid
Bracher 1 , Heinrich Bovensmann 1 und John P. Burrows 1
— 1 Institut für Umweltphysik/Fernerkundung, Universität Bremen,
Otto-Hahn-Allee 1, 28359 Bremen — 2 RSL, University of Zürich, 8057
Switzerland
Das ” Scanning Imaging Absorption SpectroMeter for Atmospheric
CHartographY“ (SCIAMACHY) ist eines von 10 wissenschaftlichen
Messinstrumenten auf dem europäischen Umweltforschungssatelliten EN-
VISAT. SCIAMACHY besteht aus 8 Gitterspektrographen, die das in der
terrestrischen Atmosphäre nadir- und limb-gestreute Sonnenlicht, sowie
das in Okkultation transmittierte Sonnenlicht im Wellenlängenbereich
zwischen 220 und 2380 nm spektral zerlegen. Die neuartige Limb-
Beobachtungsgeometrie erlaubt die Bestimmung von Spurenstoffprofilen
mit einer vertikalen Auflösung von 3 km durch die Auswertung spektraler
Absorptionsstrukturen atmosphärischer Spurenstoffe, sowie Strahlungstransportechnungen
mit sphärischen Mehrfachstreumodellen. Vorgestellt
wird eine Methode zur Gewinnung von Ozonprofilen aus der oberen Stratosphäre
und unteren Mesosphäre. Benutzt werden hier u.a. bis zu 15
Wellenlängen gleichzeitig im Bereich von 243 bis 308 nm in den Hartleybanden
des Ozons, um eine gleichmäßig hohe Sensitivität der Profilgewinnung
zu erreichen.
UP 12.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
GOME Observations of OClO in the Arctic — •Sven Kühl,
Walburga Wilms-Grabe, Ulrich Platt und Thomas Wagner
— Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg
Im polaren Winter, wenn die Temperatur in der Stratosphäre unter
einen von der Höhe abhängigen Schwellenwert sinkt, werden besondere
Wolken, sogenannte Polar Stratospheric Clouds (PSCs), gebildet. In
und an diesen Wolken finden Prozesse statt, durch die Chlor aus seinen
Ozon-inerten Reservoire-Substanzen in ozonzerstörende Species (aktives
Chlor) überführt wird.
Als Nebenprodukt des durch Chlor katalysierten Ozonabbaus ensteht
Chlordioxid (OClO), welches über einen hohen Absorptionsquerschnitt
im UV-Bereich verfügt, und somit durch differentielle optische Absorptionsspektroskopie
(DOAS) nachgewiesen werden kann. Die OClO-
Messungen des Global Ozone Monitoring Experiment(GOME) auf dem
Satelliten ERS-2 zeigen die Ausdehnung und den Grad der Chloraktivierung.
Man sieht eine deutlichen Anstieg der OClO-Werte, wenn die Temperatur
in einer Höhe von ca. 19 km unter 195 K fällt, was die Schwelle zur
Bildung von PSCs ist. In der Arktis führen auch mesoskalige Prozesse,
wie z.B. Leewellen, zu einer Chloraktivierung. Die Deaktivierung, also
die Rückführung des Chlors in die Reservoir-Substanzen dauert länger in
Wintern, in denen es eine starke Denitrifizierung gab.
UP 12.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
Tropospheric Ozone in the Tropics measured with GOME and
SCIAMACHY and compared with O3-SHADOZ-Sondes-data
— •Annette Ladstaetter-Weissenmayer, Christian v. Savigny,
John P. Burrows, and Valentine Jalaosha — Institut fuer
Umweltphysik Bremen
The Global Ozone Monitoring Experiment (GOME) launched in April
1995 in is measuring the sunlight back scattered by the surface in nadir
viewing mode (240-790 nm) to detect O3, NO2, BrO, OClO, HCHO and
SO2. SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric
ChartographY)launched in March 2002 is measuring sunlight,
transmitted, reflected and scattered by the earth atmosphere or surface
(240 nm - 2380 nm). SCIAMACHY measurements yield the amounts and
distribution of O3, BrO, OClO, ClO, SO2, H2CO, NO2, CO, CO2, CH4,
H2O, N2O, p, T, aerosol, radiation, cloud cover and cloud top height in
limb and nadir mode. In the tropics biomass burning is extensive every
year. During these burning events large amounts of aerosols and trace
gases like nitrogen oxide NO, hydrocarbons, formaldehyde (HCHO) and
carbon monoxide (CO) are emitted into the troposphere. In photochemical
reactions tropospheric O3 is produced. GOME- and SCIAMACHYdata
were analysed to observe an increasing of this trace gas during fire
events and to compare then these results with the data of O3-SHADOZ-
160
sondes to validate the retrieval method.
UP 12.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
GOME observations of stratospheric trace gas distributions
during the splitting vortex event in the Antarctic winter 2002
— •Walburga Wilms-Grabe, Sven Kühl, Steffen Beirle, Ulrich
Platt, and Thomas Wagner — Institut für Umweltphysik Heidelberg,
Im Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg
The major stratospheric warming in the southern hemisphere during
September/October 2002 led to abnormal conditions in the Antarctic
stratosphere. This could obviously be seen by the early weakening of the
ozone hole. For a better understanding of the dynamical and chemical
processes during this special event, it is a crucial factor to study those
key species that are involved in the stratospheric ozone chemistry, particularly
chlorine and nitrogen compounds.
Satellite observations offer the possibility to give a thorough overview
of the temporal and spatial evolution of the conditions in and around
the split vortex. This contribution is presenting GOME measurements of
ozone and ozone relevant species (O3, NO2, and OClO) during the period
of the major stratospheric warming event, with main focus on OClO.
OClO is exclusively formed by the reaction of BrO and ClO and thus can
be used as an indicator for the chlorine activation of the stratosphere.
Reactive nitrogen compounds control the duration of the stratospheric
chlorine activation.
Dynamical and chemical interactions of the vortex event will be discussed
and specifics will be pointed out.
UP 12.5 Di 14:00 Schellingstr. 3
Deriving an Ocean Colour product from SCIAMACHY measurements
— •Eric Kumi Barimah, Andreas Richter, Astrid
Bracher, and John P. Burrows — Institut für Umweltphysik, Universität
Bremen, Otto-Hahn-Allee, D-28359 Bremen
Ocean Colour measurements from satellites are a powerful tool used to
derive information on biologic activity and water quality in oceans and
other water bodies worldwide. The technique relies on the difference in
colour between clear water and water with chlorophyll or gelbstoff, and
usually is applied to data with good spatial and poor spectral resolution.
The SCIAMACHY instrument launched on board of ENVISAT in
March 2002 has a good spectral resolution of 0.4 nm and a moderate
spatial resolution of 30 x 30 km 2 . In this work, the potential of SCIA-
MACHY as an ocean colour measuring instrument is explored, and the
problems associated with low spatial resolution (gradients, clouds, subpixel
variability) are discussed. First results of the application of ocean
colour algorithms to SCIAMACHY data are presented and compared to
results from SEAWIFS and GOME.
UP 12.6 Di 14:00 Schellingstr. 3
Upper Tropospheric Humidity and Ice from Meteorological
Operational Sensors — •Stefan Bühler, Emmanuel Brocard,
Nathalie Courcoux, Claudia Emde , Axel von Engeln, Arash
Houshangpour, Thomas Kuhn, Mashrab Kuvatov, Oliver
Lemke, Viju Oommen John, and Sreerekha T.R. — University of
Bremen
The objective of the UTH-MOS project is to develop and interpret an
upper tropospheric humidity climatology product from microwave data
collected by the polar orbiting operational meteorological sensors AMSU-
B and SSM-T2. This data record goes back to 1995 and will extend into
the future for at least the next decade. For the correct interpretation of
these data, the impact of cirrus clouds on the measurement in the microwave
channels has to be well understood and taken into account in
the retrieval. An auxiliary objective is to explore the potential of these
data for deriving information on cloud ice particles. The research work in
UTH-MOS is split between the modeling of the radiative transfer in the
presence of cirrus clouds on one hand, and the actual data analysis and
atmospheric research applications on the other hand. The poster gives
an overview of UTH-MOS project activities and results.

UP 12.7 Di 14:00 Schellingstr. 3
Water Vapour Column Retrieval from SCIAMACHY —
•Stefan Noël, Michael Buchwitz, John P. Burrows, and
Kai-Uwe Eichmann — Institute of Environmental Physics/Remote
Sensing, University of Bremen, Germany
Global water vapour column amounts have been derived from measurements
of the SCanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric
CHartographY (SCIAMACHY) on the European environmental
satellite ENVISAT. For this purpose, the Air Mass Corrected Differential
Absorption Spectroscopy (AMC-DOAS) approach, which was originally
designed for GOME, has been applied to SCIAMACHY’s nadir measurements
in the near-visible spectral region around 700 nm. The resulting
SCIAMACHY total water vapour columns are compared with corresponding
SSM/I and ECMWF water vapour data. Taking into account
a systematic offset of about 10%, which may be related to the presence
of clouds, the SCIAMACHY water vapour results agree well with these
correlative data not only over ocean but also over land, thus showing the
capability of SCIAMACHY to derive water vapour concentrations on the
global scale.
UP 12.8 Di 14:00 Schellingstr. 3
First near global measurements of stratospheric BrO and
comparison with model results — •NINAD SHEODE 1 ,
BJOERN-MARTIN SINNHUBER 2 , ALEXEJ ROZANOV 3 ,
and JOHN BURROWS 4 — 1 nsheode@iup.physik.uni-bremen.de —
2 bms@iup.physik.uni-bremen.de — 3 alexej@iup.physik.uni-bremen.de
— 4 burrows@iup.physik.uni-bremen.de
Bromine species play an important role in the stratospheric ozone depletion,
both at high latitudes and at mid-latitudes. However, inspite
of its importance, there exist only very few measurements of bromine
species in the stratosphere so far. Here we present the first near-global
measurements of stratospheric bromine monoxide (BrO) from the SCIA-
MACHY instrument on board the ENVISAT satellite. The measurements
are compared with calculations from a chemical model in order to test
our current understanding of the stratospheric bromine chemistry.
UP 12.9 Di 14:00 Schellingstr. 3
Occultation Measurements with SCIAMACHY: First Results
and Validation — •Leonard Amekudzi, Bettina Hoffmann, Jerome
Meyer, Alexei Rozanov, Heinrich Bovensmann und John
P. Burrows — Institut für Umweltphysik - Universität Bremen
UP 13 Poster: Aerosol und Mensch
SCIAMACHY (SCanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric
CHartographY) has successfully been launched onboard ENVI-
SAT (ENVIronmental SATellite) in March 2002. It measures scattered,
reflected, and direct radiation in the UV-Vis-IR range in three different
viewing geometries (nadir, limb, and solar/lunar occultation). The focus
of this presentation is on first solar and lunar occultation results.
Height resolved concentration profiles of O3 and NO2 are derived from
the occultation data as a standard product. First validations for these
species have been carried out successfully. Furthermore, first vertical
concentration profiles of NO3 have been retrieved from lunar occultation
measurements and will be presented. The retrieval algorithm is based on
the optimal estimation method. It is specialised on the spectral fitting of
differential structures of radiation transmitted through the atmosphere.
UP 12.10 Di 14:00 Schellingstr. 3
Cloud effects in SCIAMACHY tropospheric NO2 — •Andreas
Richter, Hendrik Nüß, Bernd Sierk, and John P. Burrows
— Institut für Umweltphysik, Universität Bremen, Otto-Hahn-Allee, D-
28359 Bremen
The SCIAMACHY instrument on ENVISAT provides amongst other
quantities accurate nadir measurements of the UV/visible radiances scattered
back from the atmosphere. From these measurements, tropospheric
columns of NO2 can be retrieved using the well known DOAS method
and some assumptions on the stratospheric NO2 fields.
Most of the tropospheric NO2 is located close to the surface as - with
the exception of lightning - the sources are at the ground and the lifetime
of NO2 is short. Thus, one would expect to see a clear reduction in tropospheric
NO2 signal in the presence of clouds, and in fact this is observed
in many cases. However, there are also numerous situations where large
signals are observed over cloud covered pixels, often linked to weather
fronts and transport events.
In this study, the effects of clouds on tropospheric NO2 columns derived
from SCIAMACHY measurements are evaluated and possible explanations
discussed. In addition, measurements form the GOME instrument
on ERS-2 are used to check if the findings are consistent with those from
the long GOME time series available, and in howfar they depend on the
size of the ground-pixels of the measurements.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
UP 13.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Mass Spectrometric Aerosol Composition Measurements in
the Free Troposphere — •Johannes Schneider 1 , Joachim Curtius
2 , Frank Drewnick 1 , Silke Henseler 1 , Nele Hock 1 , Silke
Weimer 1 , and Stephan Borrmann 1,2 — 1 Abt. Wolkenphysik und -
chemie, Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz — 2 Institut für Physik
der Atmosphäre, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Aircraft based measurements of the chemical composition of aerosol
particles in the mid-latitude tropopause region have been performed using
the Aerodyne Aerosol Mass Spectrometer (AMS). The AMS detects
particles in the size range between 50 and 1500 nm and measures quantitatively
the mass concentrations and size distributions of ammonium,
nitrate, sulfate, and organics. The aircraft measurements were part of
the research project PAZI (Particles From Aircraft: Impact on Cirrus
Clouds and Climate), which is funded by the German HGF (Hermann
von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren) research organization.
The main objective of this project is to investigate the relationship
between aircraft exhaust particles and the formation of cirrus
clouds. The measurements took place in Southern Germany using the
twin-jet research aircraft ”Falcon” of the DLR (Deutsches Zentrum fuer
Luft- und Raumfahrt). The measurement flights included sampling in
aged aircraft exhaust as well as background flights in regions with little
air traffic, at altitudes between 8000 and 12000 m, representing the
mid-latitude upper troposphere. Here we present first results like size
distributions and vertical profiles.
161
UP 13.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Sedimentationsgeschwindigkeit realer Staubpartikel —
•Gregor Schmitt 1,2 , Oliver Wallenfang 2 , Bernd Diekmann 1
und Wolfgang Büscher 2 — 1 Universität Bonn, Physikalisches
Institut, Nußallee 12, 53115 Bonn — 2 Universität Bonn, Institut für
Landtechnik, Nußallee 5, 53115 Bonn
In der Tierhaltung treten nicht zu unterschätzende Bioaerosolkonzentrationen
(Staub und Mikroorganismen) auf, deren Auswirkungen auf
Mensch und Tier bislang nur in Ansätzen untersucht worden sind. Daher
stellen sich vermehrt Fragen bezüglich der Ausbreitung von Bioaerosolen.
Am Institut für Landtechnik der Universität Bonn wird ein computergestütztes
Modell zur Ausbreitungsberechnung von Partikeln erstellt.
Staubspezifische Eigenschaften wie z.B. die Sedimentationsgeschwindigkeit
werden in der Regel in Modellen auf Partikel einer definierten Dichte
eingegrenzt. Untersuchungen am Institut für Landtechnik haben gezeigt,
dass die Staubzusammensetzung bei einer Tierart in verschiedenen Haltungsformen
bereits so stark differiert, dass eine Einteilung der Partikel
in verschiedene Größenfraktionen notwendig ist, um eine korrekte Modellierung
der Staubausbreitung vornehmen zu können. In dieser Posterpräsentation
wird eine Methode zur empirischen Bestimmung der Sedimentationsgeschwindigkeit
sowie die Berechnung der Dichte und Masse
von Partikeln vorgestellt und diskutiert. Das Poster ergänzt den Hauptvortrag
”Modellierung und Detektion von Geruch und Staub” von O.
Wallenfang.

UP 13.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
Online Geruchsmessung mit Chemosensorarrays — •Tim Hamacher
1,2 , Torsten Haas 1 , Bernd Diekmann 1 und Peter Boeker 2
— 1 Physikalisches Institut Universität Bonn, Nussallee 12, 53115 Bonn
— 2 Institut für Landtechnik, Universität Bonn, Nussallee 5, 53115 Bonn
Geruchsbelästigungen spielen heutzutage in vielen industriellen Bereichen
eine Rolle. Es kommt vermehrt zu Beschwerden von Anwohner über
störende Gerüche. Dies führt oftmals dazu, dass den betroffenen Firmen
Geruchsmessungen durch Olfaktometrie auferlegt werden. Problematisch
hierbei ist, dass Olfaktometrie nur eine Momentaufnahme der Situation
erfasst und keine Möglichkeit bietet, den Verlauf der Geruchsemission
kontinuierlich zu überwachen. Es wurde ein Gerät entwickelt, welches
die Möglichkeit bietet, die Geruchsemissionen an der Quelle kontinuierlich
zu messen. Das Gerät beruht auf einem Chemosensorarray auf Basis
von sechs Schwingquarzsensoren, kombiniert mit einer online-tauglichen
Anreicherungseinheit. Die Schwingquarzsensoren sind durch ihre unselektiven
Beschichtungen in der Lage, einen großen Bereich des chemischen
Merkmalraumes abzudecken. Durch das massensensitive Funktionsprinzip
dieser Sensoren reagieren diese besonders gut auf schwere Moleküle,
die oftmals für den Geruch verantwortlich sind. Gleichzeitig zur
Geräteentwicklung wurde eine Methodik entwickelt, mit der es möglich
ist, Geruchsstoffkonzentrationen aus den Sensorsignalen zu berechnen.
UP 14 Poster: Hydrosphäre und Boden
(Ergänzung zum Vortrag von Dr. Wallenfang : Detektion und Modellierung
von Geruch und Staub)
UP 13.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
Laseroptische Minensuche — •Dirk Scheel 1 , Claus Romano
1 , Bianca Morar 1 , Jan Preusser 1 , Christian Bohling 1 ,
Wolfgang Schade 1 , Gerhard Holl 2 , Erik Ziegler 3 und Jens
Bublitz 4 — 1 Institut für Physik und Physikalische Technologien,
TU Clausthal, Leibnizstrasse 4, 38678 Clausthal-Zellerfeld —
2 Wehrwissenschaftliches Institut für Werk-, Explosiv- und Betriebsstoffe
der Bundeswehr — 3 LUK GmbH, Kiel — 4 Systektum GmbH, Flensburg
Ein passiv-gütegeschalteter Cr 4+ :Nd 3+ :YAG Microchiplaser wird in einem
Diodenlaser gepumpten Yb-Faserverstärker nachverstärkt und erzeugt
Pulsenergien im Millijoulebereich mit einer Wiederholrate von einigen
kHz. Diese Laserquelle ist fasergekoppelt und wird in eine konventionelle,
handgeführte Minensuchnadel integriert. Die Spitze der Nadel
ist mit einer Optik versehen, so dass beim Stochern im Boden ein Plasma
gezündet wird, welches über ein zweites Lichtleiterkabel registriert und
ausgewertet wird. Die Messung des zeitlichen Verlaufes der beobachteten
Cyanid- und Kohlenstoff-Plasmaemissionslinien ermöglicht eine onlineund
in-situ-Charakterisierung unterschiedlicher Minen-Hüllenmaterialien
und Explosivstoffe. Erste Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
UP 14.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Multi-Layer Models of Time Dependent Poroelastic Tilt and
Pore Pressure Response to Pumping from Subsoil — •Marcus
Fabian 1 and Hans-Joachim Kümpel 2 — 1 Fachrichtung Angewandte
Geophysik, Universität Bonn, Nussallee 8, 53115 Bonn — 2 GGA Institut,
Stilleweg 2, 30665 Hannover
Poroelasticity can be used for the modeling of strongly coupled transient
tilt and pore pressure signals caused by groundwater withdrawal.
These signals bear a wealth of information about fluid reservoirs and generally
appear in response to pumping from nearby production wells. The
presented models describe pump induced time dependent tilt and pore
pressure changes in (a) a homogeneous, (b) a three layer and (c) a four
layer half-space. Computation was done with the program POEL developed
by R.Wang from GeoForschungsZentrum Potsdam. The poroelastic
modeling allows better understanding of tilt signals observed above
pumped reservoirs and will improve interpretations of induced surface
deformation images obtained from tilt measurements at shallow depths.
UP 14.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Radon-Exhalation und VOC-Konzentrationsmessung in der Bodenluft
— •M. Müsch und J. Tschiersch — Institut für Strahlenschutz,
GSF-Forschungszentrum, 85764 Neuherberg
UP 15 Poster: Die ” Atmosphäre“ im Labor
Es wurde eine Apparatur zur quasikontinuierlichen Messung der 222 Rn-
Exhalation aus dem Boden mit gleichzeitiger Erfassung relevanter meteorologischer
und bodenspezifischer Parameter entwickelt. Die Rn-
Exhalation wurde mit Hilfe der Akkumulationsmethode bestimmt, wobei
der Konzentrationsanstieg von 222 Rn in einem geschlossenem Volumen
oberhalb einer Bodenfläche durch Messung der α-Aktivität in Szintillationszellen
ermittelt wurde. Es wird die Messreihe über ein Jahr an
einem festen Standort vorgestellt und die Variabilität in Abhängigkeit
verschiedener Parameter diskutiert. Parallel zu den Exhalationsmessungen
wurden Volatile Organic Compounds (VOCs) in der Bodenluft gemessen.
Dazu wurde ein PTR-MS (Proton-Transfer-Reaktions-Massen-
Spektrometer) verwendet, das sehr kurze Messzeiten bei hoher Empfindlichkeit
erlaubt. Es werden erste Konzentrationsmessungen in der Bodenluft
in verschiedenen Tiefen vorgestellt. Ziel ist, den Gastransport
von VOCs in der ungesättigten Bodenzone mit dem 222 Rn-Fluss zu beschreiben.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
UP 15.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Photochemical reactions of trace compounds in snow — •Hans-
Werner Jacobi, Thompson Annor, Emmanuel Quansah, and
Otto Schrems — Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research
Bremerhaven
Photochemical reactions can have important implications for the fate of
impurities like inorganic and organic compounds or heavy metals present
in natural snow covers. For example, under the influence of solar radiation
surface snow serves as a source of NOx. Since the produced NOx
is immediately emitted to the atmosphere this process changes the composition
of the atmospheric boundary layer over snow-covered regions.
Nevertheless, reaction mechanisms and rate constants of photochemical
reactions in natural snow are not well known. Therefore, laboratory experiments
were performed to investigate if photochemical reactions of
further reactive compounds in snow are possible. Laboratory-made snow
samples containing single impurities were illuminated with intense UV
radiation. After the experiments, remaining amounts of the added compound
were determined. We found that H2O2 and HCHO incorporated in
162
artificial snow effectively decompose under the influence of UV radiation.
The decompositions followed first-order decay rates indicating photolysis
reactions. Such reactions probably lead to the formation of highly reactive
radicals like OH or HO2 in the snow. Moreover, we compared the
decay rates of H2O2, HCHO and nitrate in a series of experiments under
similar conditions.
UP 15.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Gas Exchange Experiments using time resolved UV-
Spectroscopy — •Kai Degreif 1,2 and Bernd Jähne 1,2 —
1 Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen, Im Neuenheimer
Feld 368, D-69120 Heidelberg — 2 Institut für Umweltphysik, Im
Neuenheimer Feld 229, D-69120 Heidelberg
The air sea gas exchange plays a key role in the development of the
earth’s climate. The oceans can act as a source or sink for climate relevant
gases such as carbon dioxide, methane or dimethyl sulphide. Hydrodynamics
in the viscous boundary layer at the free ocean surface and
therefore the gas transfer across the interface are not well understood yet

and require precise measurements with multiple tracers. UV-spectroscopy
is introduced as a new technique for direct and fast measurements of
multiple tracer concentrations both in the water and the atmosphere.
Volatile aromatic hydrocarbons such as benzene, thiophene, pyridine and
derivates and some other species can be measured. The new technique is
attractive for two reasons: a) concentrations of volatile species dissolved
in water can be measured directly in the water without the need for ex-
UP 16 Poster: Atmosphäre
traction and b) tracers with a wide range of physicochemical parameters,
i.e. Schmidt number and solubility can be measured simultaneously so
that a detailed experimental study of the influence of these parameters
on air-water gas exchange becomes feasible. The experimental set up and
analysis of the spectral data are described. First results from experiments
in a 120cm diameter circular wind-wave-facility in Heidelberg show the
significant potentiality of the new technique.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
UP 16.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Advection, diffusion and reaction of pollutants in a two dimensional
flow — •G. Bene 1 and H. Lustfeld 2 — 1 Institute for Theoretical
Physics, Eötvös University, Pázmány Péter sétány 1/A, H-1117
Budapest, Hungary, e-mail: bene@arpad.elte.hu — 2 Forschungszentrum
Jülich, IFF, 52425 Jülich, e-mail: h.lustfeld@fz-juelich.de
Advection, diffusion and reaction of pollutants in a two dimensional
flow is studied. Two separate but related methods are considered:
1) Effective diffusion and reaction rates based on a special (exact) solution
are calculated and extended to the general case. We present results
for the concentration distribution, the effective diffusion and effective reaction
rates.
2) In experimental situations the detailed structure of the concentration
field is mostly not available, only a locally averaged concentration field ¯c
is given. We derive an equation for ¯c directly. This approach is generalized
for calculating effective reaction rates between two pollutants.
UP 16.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Measurement of CO, NO, NO2, Organic Compounds and
PM10 at a Motorway Location in an Austrian Valley during
a Twelve Hour Blockade Period — •Jonathan Beauchamp 1 ,
Armin Wisthaler 1 , Wolfgang Grabmer 1 , Christian Neuner 2 ,
Andreas Weber 2 , and Armin Hansel 1 — 1 Institut fuer Ionenphysik,
Universitaet Innsbruck, Technikerstr. 25, A-6020 Innsbruck, Austria
— 2 Landesforstdirektion Waldschutz/Luftguete, Amt der Tiroler
Landesregierung, Buergerstr. 36, A-6020 Innsbruck, Austria
UP 17 Poster: Atmosphäre und Messtechnik
In-situ measurements of key chemical compounds took place over an
eleven day period encompassing a twelve hour motorway blockade (25th
October 2002, 12:00 noon to 24:00 midnight). Located within the Inn
valley (Tirol, Austria), the monitoring site has restricted dilution conditions
for air pollutants and high traffic sources. Continuous levels of CO,
NO, NO2 and certain organic compounds were monitored and detection
of PM10 was carried out. The period of traffic absence showed a dramatic
decrease of NO. PM10, as well as the aromatics, showed a corresponding
but slower decrease throughout this period.
Analysis of data separated into weekdays and weekends showed significant
reductions of NOx and PM10 at the weekend, when fewer heavy
duty vehicles (HDV) use the motorway, implicating HDV as the dominant
source of these two pollutants. Principal components analyses for
the separated data further support this.
Finally, our data clearly restate the dominating meteorological influence
which cause severely restricted dispersion conditions for air pollutants
in Alpine valleys.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
UP 17.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
HOx-Radikalkonzentrationen während der ECHO Feldmesskampagne
im Sommer 2003 — •Manfred Siese 1 , Lutz Rupp 1 ,
Andreas Hofzumahaus 1 , Jörg Kleffmann 2 , Djuro Mihelcic 1 ,
Frank Holland 1 und Eric Schlosser 1 — 1 Institut für Chemie
und Dynamik der Geosphäre II: Troposphäre, Forschungszentrum
Jülich, Leo Brandt Strasse, 52425 Jülich — 2 Bergische Universität
Gesamthochschule Wuppertal, Fachbereich 9, Physikalische Chemie,
Gaußstr. 20, 42097 Wuppertal
Mittels laser-induzierter Fluoreszenz (LIF) wurden im Sommer 2003
im Rahmen des ECHO-Projektes in einem Mischwaldbestand OH−
und HO2-Radikalkonzentrationen gemessen. Es wurde ein neues LIF-
Instrument eingesetzt, welches kompakt und leicht genug war, um auf
einer fahrbaren Plattform entlang eines 36 m hohen Turmes im Wald
eingesetzt werden zu können. So konnten die HOx-Konzentrationen auf
verschiedenen Höhen im und oberhalb des Waldbestandes bestimmt werden.
Erstmals konnten bei dieser Kampagne vertikale Konzentrationsgradienten
der HOx-Radikale zwischen 2 m bis 38 m gemessen werden. Es
wurden mehrere HOx-Tagesgänge sowohl am Waldboden, als auch innerhalb
und oberhalb des Kronenraumes aufgenommen. Dabei konnten OH
und HO2-Radikale auch in der Nacht nachgewiesen werden.
Die HO2-Radikalkonzentrationen wurden gleichzeitig mit Hilfe der
Matrix-Isolation-Elektronen-Spin-Resonanz Technik (MIESR) bestimmt,
wobei sich eine sehr gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen aus LIF-
Messungen ergab.
163
UP 17.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Multi-axis DOAS observations of atmospheric trace gases at
the Greenland ice cap — •Thomas Medeke, Sixten Fietkau,
Annette Ladstaetter- Weissenmayer, Hilke Oetjen, Andreas
Richter, Folkard Wittrock, and John Burrows — University of
Bremen, IUP, Otto- Hahn- Allee 1, 28359 Bremen
In July 2003 a new MAX- DOAS instrument has been installed at
Summit (Greenland). MAX-DOAS is based on the well-known UV/VIS
instruments, which use the sunlight scattered in the zenith sky as the
light source and the method of Differential Optical Absorption Spectroscopy
(DOAS) to derive column amounts of absorbers like ozone and
nitrogen dioxide. Substantial enhancements have been applied to this
standard setup to use different line of sights near to the horizon as additional
light sources (MAX - multi axis). In addition, this measurement
technique can be used for both ground based observations (e.g. Network
for Detection of Stratospheric Change - NDSC) and validation of satellite
instruments (e.g. Global Ozone Monitoring Experiment - GOME,
Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography
- SCIAMACHY) which allows to combine highly time and spatial
resolved data of selected locations with data of global coverage. First results
from measurements at the Summit part of the BREDOM (Bremian
DOAS Network for Atmospheric Measurements) will be presented and interpreted
with the full-spherical radiation transport model SCIATRAN.

UP 17.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
On-line monitoring of VOCs at a high mountain site in the German
Alps (Schneefernerhaus, Zugspitze) — •Gregor Simmer 1 ,
Wolfgang Gramber 1 , Armin Wisthaler 1 , Martin Graus 1 , Ulrich
Poeschl 2 , and Armin Hansel 1 — 1 Institute of Ion Physics,
University of Innsbruck, Technikerstr. 25, A-6020 Innsbruck, Austria —
2 Institute of Hydrochemistry, Technical University of Munich, Marchioninstr.
17, D-81377 Munich, Germany
In the frame of the Schneefernerhaus Aerosol and Reactive Nitrogen
Experiment (SCAVEX) a Proton-Transfer-Reaction Mass Spectrometer
was installed on the Environmental Research Station Schneefernerhaus
(2650 m a.s.l.). The Schneefernerhaus is situated about 300 m below
the peak of the Zugspitze in the German Alps. From 28th October 2002
till 12th March 2003 the remotely operated PTR-MS instrument measured
a series of volatile organic compounds (VOCs) including oxygenates
(methanol, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone), aromatics (benzene,
toluene, alkyl substituted benzenes) and the biomass burning tracer
acetonitrile. PTR-MS measurements on high mountain sites can be used
to identify air masses with very different chemical characteristics, which
have originated in the planetary boundary layer or have undergone longrange
transport in the free troposphere. First results will be presented.
UP 17.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
AMAXDOAS TROPOSPHERIC NO2 MEASUREMENT ON
FALCON — •Ping Wang 1 , Marco Bruns 1 , Andreas Richter 1 ,
John P. Burrows 1 , Klaus-Peter Heue 2 , Irene Pundt 2 ,
Thomas Wagner 2 , and Ulrich Platt 2 — 1 Institute of Environmental
Physics, University of Bremen, Otto-Hahn-Allee 1, D-28359 Bremen,
Germany — 2 Institute of Environmental Physics, University of Heidelberg,
In Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg, Germany
The AMAXDOAS instrument on the DLR Falcon participated in the
SCIAVAL campaign in September 2002 and February, March 2003. The
AMAXDOAS instrument is a UV/visible spectrometer observing scattered
light in four different directions: zenith, nadir, zenith off-axis and
nadir off-axis. From the spectra, columns can be retrieved for several trace
gases including BrO, OClO, NO2, and O3 using the well known DOAS
(Differential Optical Absorption Spectroscopy) method. Large NO2 column
enhancements are measured in nadir direction over Europe during
some flights in 2002 and 2003. In this presentation we will describe the
instrument and data analysis briefly. The NO2 slant columns are interpreted
using fitting windows at different wavelengths and different viewing
directions. Tropospheric NO2 AMFs are calculated with the radiative
transport model SCIATRAN. Tropospheric NO2 vertical columns
derived from the difference of zenith and nadir measurements will be
presented and compared to measurements from the GOME and SCIA-
MACHY satellite instruments.
UP 17.5 Di 14:00 Schellingstr. 3
Formaldehyde and other trace gases retrieved by MAX-DOAS
— •Tiberiu Tarsu, Andreas Heckel, Andreas Richter,
Folkard Wittrock, and John Burrows — Otto-Hahn-Allee 1,
Universitaet Bremen, D-28359 Bremen
The FORMAT (Formaldehyde as a tracer of oxidation in the troposphere)
project represented an opportunity for the newly-developed concept
of Multi Axis DOAS (MAX-DOAS) to determine volume mixing
ratios in the lower troposphere. Tropospheric levels of several trace gases
(HCHO, NO2 and O4) were investigated in the near-UV spectral region,
employing zenith observations and four off-axis elevation angles close to
the horizon. Atmospheric measurements were performed during two campaigns
(summer 2002 and fall 2003) in the Po Valley (Northern Italy),
a highly polluted, densely populated region, typical for midlatitudes ur-
UP 18 Poster: Aerosol und Messtechnik
ban areas. The results show that significant levels of HCHO and NO2
were present during the campaigns despite unusual weather conditions:
holiday time (in 2002) and showers which prevented the accumulation of
high atmospheric concentrations during both periods. For the days with
clear sky conditions, slant columns of good quality can be retrieved. In
order to calculate vertical columns realistic air mass factors have to be
computed. Their quality is verified by comparing O4 columns for different
elevation angles. Results indicate the presence of HCHO in the whole
area, providing a picture of the horizontal and temporal distribution.
UP 17.6 Di 14:00 Schellingstr. 3
Simulation of a Direct Detection Doppler Wind LIDAR for the
ADM — •Ulrike Paffrath 1 , Ines Leike 2 , Oliver Reitebuch 1
und Juergen Streicher 1 — 1 DLR 82230 Wessling — 2 Physiks Solutions
Woertherstr. 2a 85457 Woerth
The ” Atmospheric Dynamic Mission” ADM by ESA (European Space
Agency) is the first mission worldwide to provide global atmospheric wind
profiles by applying a Doppler wind LIDAR (Light Detection And Ranging)
at a wavelength of 355 nm. This unit will be evaluated as an airborne
system by DLR and it is essential to validate the complete system
beforehand by a simulator.
The transmitter is a pulsed, tripled Nd:YAG laser with a pulse repetition
rate of 100 Hz. The receiver unit includes a detector for the Mie
aerosol backscatter with a multi channel Fizeau interferometer and one
for the Rayleigh molecular backscatter with a double edge Fabry Perot
interferometer.
Simulations of Doppler wind LIDAR will address the assessment of
different instrument parameters, the impact of wind and atmospheric
structures, the improvement of the data processing algorithms, the correlations
between aerosol respectively molecular backscatter and atmospheric
dynamics, cloud properties and calibration and monitoring using
natural targets. All of these factors must be taken into account when
predicting the performance of a Doppler wind LIDAR using a simulator
and ultimately the impact of the measurements on climate studies and
numerical weather prediction
UP 17.7 Di 14:00 Schellingstr. 3
Airborne microwave observations of stratospheric trace gases
during SCIAMACHY validation campaigns — •Jayanarayanan
Kuttippurath, Holger Bremer, Armin Kleinboehl, Harry
Kuellmann, and Klaus Kuenzi — Institute of Environmental
Physics, University of Bremen
The Airborne Submillimeter Radiometer is a heterodyne sensor. It operates
in a tuning frequency range of 604 GHz to 662 GHz and is equipped
with two spectrometers namely, AOS and CTS. The AOS has a total
bandwidth of 1.5 GHz, a resolution of 1.5 MHz and is used for probing
stratospheric constituents. The sensor is operated onboard a high altitude
research aircraft at an altitude of about 10-13 km in order to avoid
signal absorption due to tropospheric water vapour. The sensor looks
upward at a zenith angle of 78 deg., detects the thermal emissions from
the rotational lines of various molecules. From the pressure broadening
of the detected thermal lines, vertical profiles of volume mixing ratio are
retrieved employing the Optimal Estimation Method. ASUR measures a
range of stratospheric molecules like, Ozone, ClO, HCl, HNO3, N2O, etc.
SCIA-VALUE 2002-03 is the validation campaigns performed onboard
the DLR Falcon to validate SCIAMACHY data, which is a sensor onboard
ESA’s ENVISAT satellite. A latitude band spanned from the Arctic
to tropics was covered during the campaign in two different seasons.
In this presentation, an overview of the ASUR sensor, the campaign,
the data set gathered and the first attempts for the validation of SCIA-
MACHY data will be presented.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
UP 18.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Ice–supersaturated regions — •Peter Spichtinger and Klaus
Gierens — Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für
Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Germany
Cirrus clouds, including sub–species as condensation trails and subvisible
cirrus, constitute now a well established research topic within the
atmospheric sciences. But their formation regions, i.e. ice–supersaturated
164
air masses, are still not very well characterised. There is now direct evidence,
that ice–supersaturation is frequent in upper tropospheric clear air
and that it does even occur in the lowermost stratosphere. Such regions
have been termed ice–supersaturated regions (ISSRs,
[1] Gierens et al., Ann. Geophys. 17, 1218–1226, 1999
). In the last three years we have evaluated various data sets (aircraft –
MOZAIC, satellite – MLS, radiosondes) and could answer some questions

concerning the global distribution of ISSRs, their attributes and some aspects
of formation and development of ISSRs. Some of these results are
presented on this poster.
UP 18.2 Di 14:00 Schellingstr. 3
Lidar- und Sonnenphotometermessungen von Saharastaubschichten
über dem Atlantik. — •Franz Immler, Jisca
Sandradewi, Andreas Herber und Otto Schrems — Alfred-
Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven
Ein einzigartiger Datensatz an Lidarmessungen von Saharastaubschichten,
die in den letzten Jahren auf Fahrten des Forschungsschiffes
Polarstern durchgeführt wurden, konnte für den Bereich des tropischen
und subtropischen Atlantiks gewonnen werden. Die Messungen mit
dem mobilen Aerosol Raman Lidar (MARL) des AWI lieferten Profile
des Rückstreukoeffizienten und der Depolarisation bei zwei Wellenlängen
(355 nm und 532 nm). In Höhen von ca. 2 bis 6 km wurden mit diesem
Instrument Aerosole beobachtet, die aufgrund ihrer optischen Eigenschaften
als Staubschichten identifiziert wurden. Rückwärtstrajektorien
bestätigen die nordafrikanische Herkunft der entsprechenden Luftmassen
und lassen keinen Zweifel, dass es sich um Saharastaub handelte.
Die optische Dicke der Schicht lag meist im Bereich von 0.1 bis 0.3,
aber auch Werte bis zu 0.7 wurden erreicht, wie die durchgeführten Sonnenphotometermessungen
zeigten. Mit einem neuen Verfahren, das auf
der Mie-Theorie und nichtsphärischer Streurechnungen basiert, wurde
der effektive Radius und der Brechungsindex der Staubpartikel aus den
Lidardaten abgeleitet. Die Ergebnisse stimmen gut mit den Resultaten
überein, die mit ähnlichen Verfahren aus Photometerdaten hergeleitet
werden können.
UP 18.3 Di 14:00 Schellingstr. 3
Lidar Measurements for Aerosol Remote Sensing — •Matthias
Wiegner, Volker Freudenthaler, Birgit Heese, and Meinhard
Seefeldner — Meteorologisches Institut München, Theresienstr. 37,
80333 München
Aerosol particles scatter and absorb radiation, influence air chemistry
and the hydrological cycle. To understand these processes and their feedbacks
with climate, measurements with high spatial and temporal resolution
are required. The only means to obtain range resolved aerosol
information is lidar remote sensing.
The Meteorological Institute Munich operates two very flexible lidarsystems:
The first system (MULIS) is a mobile, scanning, three wavelength
backscatter lidar, presently upgraded with two Raman and one
depolarization channel. MULIS was part of several field campaigns for
the determination of vertical profiles of the extinction coefficient, and
member of the European Aerosol Lidar Network EARLINET where it
was used as reference system for quality assurance. The second system
(POLIS) is a portable two channel lidar, which can be used either in a
Raman, depolarization or dual wavelength configuration. POLIS can be
operated from a van as well as from an aircraft as demonstrated during
UP 19 Poster: Das ” Aerosol“ im Labor
the field campaign BBC2.
During the conference a demonstration of the capabilities of the lidars
is planned.
UP 18.4 Di 14:00 Schellingstr. 3
Entwicklung und Einsatz eines Kondensationskernzählers für
das Höhenforschungsflugzeug Geophysica — •Joachim Curtius
1 , Ralf Weigel 2 und Stephan Borrmann 1,2 — 1 Inst. f. Physik der
Atmosphäre, Universität Mainz, Becherweg 21, 55099 Mainz — 2 MPI für
Chemie, Becherweg 27, 55128 Mainz
Zwei Zweikanal-Kondensationskernzähler (CPC) wurden für den Einsatz
auf dem Höhenfoschungsflugzeug Geophysica entwickelt, aufgebaut
und im Labor charakterisiert. Die CPCs funktionieren vollautomatisch im
Druckbereich 50-1000 hPa und messen die Anzahlkonzentration der Partikel
ab ca. 10 nm Größe in je zwei Kanälen. Ein Kanal kann auf ca. 250
C beheizt werden, so dass vollständig volatile Aerosolpartikel verdampft
werden und eine Unterscheidung von volatilem und nicht-volatilem Aerosol
vorgenommen werden kann. Alternativ können die beiden Kanäle bei
unterschiedlichen Kondensationstemperaturen betrieben werden um verschiedene
untere Abschneidegrößen (cut-off-Größen) zu realisieren und
so die Konzentration der ultrafeinen Partikel im Größenbereich 5-15 nm
zu messen und Nukleationsereignisse in der Atmosphäre nachzuweisen.
Die CPCs wurden erfolgreich auf Flugzeug-Messkampagnen in Kiruna,
Schweden, in Forli, Italien, und in Hohn, Deutschland, eingesetzt. Messungen
wurden in Höhen bis 21 km durchgeführt. Aerosolmessdaten aus
diesen Messkampagnen werden diskutiert.
UP 18.5 Di 14:00 Schellingstr. 3
Entwicklung und Erprobung eines flugzeuggetragenen Aerosolund
Eiswassersammlers zur Bestimmung der gelösten und
ungelösten Komponenten in Cirruswolken — •Iulia Gensch 1 ,
Rolf Maser 2 , Dieter Schell 2 , Armin Afchine 1 und Martina
Krämer 1 — 1 Forschungszentrum Jülich, ICG-I, 52425 Jülich —
2 enviscope GmbH, Arnoldshainer Str. 5, D-60489 Frankfurt / Main
Cirruswolken haben eine große Bedeutung für den Strahlungshaushalt
der Atmosphäre sowie für die Ozonchemie der oberen Troposphäre.
Um den weitgehend unbekannten Mechanismus der Entstehung und des
Wachstums von Cirruseispartikeln aufzuklären, wurden bislang nur einige
wenige Feldexperimente zur Bestimmung der Zusammensetzung von
Eiskeimen durchgeführt. Am ICG-I wird derzeit in Kooperation mit der
Firma enviscope ein flugzeuggetragener Aerosol- und Eiswassersammler
entwickelt und erprobt. Die mit diesem Instrument gesammelten Proben
werden im Labor analysiert. In dem hier vorliegenden Beitrag werden
die Methoden und Apparaturen für das Sammeln der Aerosol- und Eiswasserproben
und für die Laboranalyse (Größen- und Massenverteilung
sowie chemische Zusammensetzung der ungelösten Partikel, Bestimmung
des gelösten Materials) vorgestellt. Erste Testmessungen und Ergebnisse
sowie aufgetretene Probleme werden diskutiert.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: Schellingstr. 3
UP 19.1 Di 14:00 Schellingstr. 3
Experimente zum homogenen und heterogenen Gefrieren akustisch
levitierter Schwefelsäurelösungströpfchen — •Matthias
Ettner 1 , Subir Mitra 1 und Stephan Borrmann 1,2 — 1 Institut
für Physik der Atmosphäre, Johannes Gutenberg Universität, Mainz —
2 Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
Diese Arbeit behandelt Gefrierexperimente mit binären H2SO4/H2O-
Lösungen. Die Gefriertemperatur von frei schwebenden Lösungströpfchen
wurde in Abhängigkeit von ihrer Gefriertemperatur bestimmt. Um die
Eigenschaften des Gefrierprozesses nicht zu beeinflussen, wurden die
Tröpfchen mit Hilfe eines akustischen Levitators kontaktfrei bis zu ih-
165
rer Gefriertemperatur in einer Kühltruhe abgekühlt. Der Radienbereich
der untersuchten Tropfen liegt zwischen 0,4 mm und 1,1 mm.
Zuerst wurden Experimente mit reiner Schwefelsäurelösung durchgeführt,
um die Tröpfchen möglichst homogen gefrieren zu lassen. Dann
wurde die Lösung gezielt mit Fremdpartikeln verunreinigt, und damit ein
heterogener Gefrierprozess künstlich ausgelöst. Es wurde untersucht, welchen
Einfluss diese Partikel auf die Gefriertemperatur haben. Es wurde
beobachtet, dass die verwendeten Materialien verschieden gut als Gefrierkeime
dienen und für eine unterschiedliche Erhöhung der Gefriertemperatur
sorgen.

UP 20 Atmosphäre und Messtechnik
Zeit: Dienstag 16:30–18:30 Raum: HS 118
Fachvortrag UP 20.1 Di 16:30 HS 118
Gaschromatographische Messung organischer Nitrate in der
Troposphäre durch Kopplung von Massenspektrometer und
Chemolumineszenzdetektor — •Robert Wegener, Djuro Mihelcic
und Andreas Wahner — Institut für Chemie und Dynamik
der Geosphäre, ICG-II: Troposphäre, Forschungszentrum Jülich, Jülich
Organische Nitrate, die Ester der Salpetersäure, entstehen primär
durch die Addition von Stickstoffmonoxid an Peroxyradikale, den Oxidationsprodukten
der Kohlenwasserstoffe. Die Analyse der aus einem Kohlenwasserstoff
gebildeten Nitrate ist somit eine indirekte Methode zur
Untersuchung der Peroxyradikalchemie.
Zur Detektion werden die Nitrate an einem Goldkonverter reduktiv
gespalten und das dabei entstehende Stickstoffmonoxid nach einer Reaktion
mit Ozon im Chemolumineszenzdetektor nachgewiesen. Die neuartige
Kopplung von Chemolumineszenzdetektor und Massenspektrometer
ermöglicht die selektive Detektion von Nitraten und liefert zusätzliche
Informationen über unbekannte Verbindungen.
Im Rahmen der ECHO-Kampagne (Emission und CHemische Umwandlung
biogener flüchtiger Organischer Verbindungen) im Sommer
2003 wurden mit dieser Apparatur Nitrate analysiert. Erste Ergebnisse
der Messkampagne werden hier präsentiert. Da die Messungen in einem
Waldgebiet erfolgten, stehen die Abbauprodukte von Isopren, dem
wichtigsten biogenen Kohlenwasserstoff, im Mittelpunkt der Arbeit. Referenzsubstanzen
zur Identifizierung unbekannter Nitrate, die sonst nur
schwer zugänglich sind, wurden in einem Photoreaktor oder auf synthetischem
Weg hergestellt.
Fachvortrag UP 20.2 Di 16:45 HS 118
HOx- und HONO Konzentrationen in und über einem
Mischwaldbestand — •Lutz Rupp, Manfred Siese, Jörg
Kleffmann, Andreas Hofzumahaus, Eric Schlosser und
Frank Holland — Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre
II: Troposphäre, Forschungszentrum Jülich, Leo Brandt Strasse, 52425
Jülich
Im Rahmen der ECHO Feldmesskampagne im Sommer 2003 in Jülich
wurden in und über einem Mischwaldbestand atmosphärische OH− und
HO2-Radikalkonzentrationen gemessen. Der Abbau durch OH− Radikale
ist die wichtigste Senke für biogen in die Atmosphäre eingebrachte
organische Spurengase.
Mit einem neuentwickelten, sehr kompakten Instrument konnte mittels
laser-induzierter Fluoreszenz (LIF) auf einer fahrbaren Plattform vom
Waldboden bis in Höhen von 38 m erstmals Vertikalprofile von OH− und
HO2−Radikalkonzentrationen bestimmt werden. Parallel dazu wurden
ebenfalls HONO, NOx und J(HONO) mit hoher Präzision gemessen,
so dass erstmals eine umfassende Quantifizierung des photostationären
Gleichgewichts von HONO möglich ist.
Ein interessanter Aspekt ist die ungewöhnlich hohe HONO Konzentration
oberhalb der Waldkrone um die Mittagszeit, die auf eine
starke Quellstärke bei Tag hindeutet. Dabei liefert die Photodissoziation
von HONO einen, mit bis zu 50%, beträchtlichen Beitrag zur
HOx−Produktionsrate.
Fachvortrag UP 20.3 Di 17:00 HS 118
Latitudinal cross section of tropospheric and stratospheric
NO2 measured by ship borne multi axis DOAS — •Magdalini-
Anastasiia Halasia 1 , Roman Sinreich 1 , Jens Bossmeyer 2 ,
Andreas Heck 1 , Udo Friess 3 , Thomas Wagner 1 , and Ulrich
Platt 1 — 1 IUP Heidelberg — 2 FZ Juelich — 3
We present first results of ship borne multi axis (MAX-) DOAS measurements
of NO2, performed on board of the Polarstern research vessel
on a cruise from Bremerhaven to Antarctica between October 2002 and
February 2003. The MAX-DOAS technique allows to separate tropospheric
from stratospheric trace gas column giving the ability to determine
the abundance of NO2 in the mid-latitudinal, tropical and polar
marine troposphere. Furthermore we compare our measurements with
observations performed on a similar cruise in 2001/2002.
166
Fachvortrag UP 20.4 Di 17:15 HS 118
Retrieval of a NO2 altitude profile by using MAX-DOASmeasurement
— •Roman Sinreich, Barbara Dix, Chistoph v.
Friedeburg, Udo Frieß, Magdalini Halasia, Suniti Sanghavi,
Thomas Wagner und Ulrich Platt — IUP Heidelberg
¿From May through September 2003 Multi-Axis(MAX)-DOAS-
Measurements using scattered sunlight have been performed at the Institute
of Environmental Physics in Heidelberg (Germany, 49.25 ◦ N, 8.42 ◦
E) to determine local NO2 and O4 slant column densities. The instrument
was mainly pointing westward in direction of the city of Mannheim, since
this region is expected to contain the highest concentrations of NO2 due
to the high traffic and industrial activity.
Several elevation angles were chosen to observe the atmosphere along
different viewing directions. Air mass factors for several aerosol scenarios
were modelled using the radiative transfer model Tracy. A detailed study
was performed exemplarily for a clear afternoon (14 th of July 2003) comparing
measurements of O4 and NO2 with corresponding model results
to find the best matching profile both for aerosols and NO2-values.
Due to the combination of MAX–DOAS measurements with the radiative
transfer model the quantitative estimation of the total mixing ratio
of trace gases is now possible opening a wide worldwide field for this
technique in future.
Fachvortrag UP 20.5 Di 17:30 HS 118
Results of an Indoor DOAS-Tomography Validation Experiment:
On the Ability to Reconstruct 2D-Trace Gas Concentration
distributions from Simultaneous Longpath- DOAS Measurements
using up to 40 light paths. — •A. Hartl, V. Knab,
T. Läpple, K.-U. Mettendorf, B. C. Song, U. Platt, and I.
Pundt — Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg, INF 229,
69120 Heidelberg
DOAS-Tomography combines DOAS measurements yielding average
concentrations along long light paths and tomographic methods to retrieve
the spatial concentration distribution. To validate its techniques
an indoor experiment was performed in August 2003 under well defined
conditions. Cylinders filled with NO2 were used to assess the possibility to
reconstruct local 2D-distributions using up to about 40 light paths. Here
we present first reconstruction results and compare them to simulations
using different measures to quantify the quality of the reconstruction.
Sensitivity to measurement errors and to the number of light paths are
discussed.
Fachvortrag UP 20.6 Di 17:45 HS 118
First results of an indoor DOAS tomography validation campaign
using Multibeam Long Path Systems — •Kai-Uwe Mettendorf,
Andreas Hartl, Christian Kunz, Ulrich Platt, and
Irene Pundt — Institut für Umweltphysik; Universität Heidelberg
For tomographic DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy)
measurements simultaneous measurements along different
light paths are needed to discern spatial concentration fields from their
temporal variations. Here we present a new Longpath DOAS system
called Multibeam DOAS (MB-DOAS), which allows the simultaneous
measurement along up to six different light paths. In addition, results
from an indoor-DOAS-tomography validation campaign using three of
these instruments are shown.
The MB-DOAS consists of a Newton telescope for the transmission and
collection of the light beams. The received light of the beams is coupled
into different fibers which direct the light to a spectrograph connected
with a CCD detector. In order to change the angle between the different
light beams mirrors are mounted in front of the telescope. To test
the suitability of this instrument for tomographic DOAS measurements
a validation campaign was performed in August 2003

Fachvortrag UP 20.7 Di 18:00 HS 118
MAPPING OF TRACE GAS CONCENTRATION DISTRI-
BUTIONS BY DOAS-TOMOGRAPHY — •Irene Pundt 1 ,
Marco Bruns 2 , John Burrows 2 , Christoph v. Friedeburg 1 ,
Claudia Hak 1 , Andreas Hartl 1 , Klaus-Peter Heue 1 , Christian
Kunz 1 , Thomas Laepple 1 , Kai-Uwe Mettendorf 1 ,
Wei-Der Lee 1 , Ulrich Platt 1 , Andreas Richter 2 , Bing-Chao
Song 1 , Thomas Wagner 1 , and Ping Wang 2 — 1 Institut fuer
Umweltphysik, Universitaet Heidelberg — 2 Institut fuer Umweltphysik,
Universitaet Bremen
DOAS Tomography is a technique for spatially resolved measurements
of trace gas distributions. Column densities of one or several trace gases
are measured by DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy)
along multiple light paths, and inverted to concentration distributions
by tomographic inversion. The technique will help to investigate trace
gas emissions and atmospheric parameters responsible for the spatial and
temporal variations of these trace gases. In the framework of the German
BMBF project Tom-DOAS and the European project FORMAT, we conduct
tomographic measurements from the ground and from aircraft. New
instruments are developed. In addition computer tools are developed to
optimise instrumental configurations and to invert the measurements. An
overview will be given on the Tom-DOAS technique and its capabilities.
UP 21 Aerosol und Messtechnik
Fachvortrag UP 20.8 Di 18:15 HS 118
Emissions- und Immissionsmessungen von C2-C12-
Kohlenwasser-stoffen — •Bernhard Mittermaier und
Dieter Klemp — ICG-II, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich
Für die Bestimmung der C2-C12 - Kohlenwasserstoffe sowie verschiedener
oxygenierter Verbindungen in Luft wurde ein gaschromatographisches
System mit kryogener Anreicherung entwickelt. Die Verwendung einer
langen Kapillarsäule und eines angepassten Temperaturprogrammes erlaubt
die Bestimmung von 150 Substanzen. Neben der Quantifizierung
durch Flammenionisation wird zur Identifizierung auch ein Massenspektrometer
verwendet. Die meisten Substanzen sind in Konzentrationen
ab 10 pptV bestimmbar; C2-Kohlenwasserstoffe und oxygenierte Verbindungen
haben etwas höhere Bestimmungsgrenzen. Externe Steuergeräte
erlauben einen automatisierten Betrieb.
Das Forschungszentrum Jülich setzt das System seit 1993 bei verschiedenen
Messkampagnen und BMBF-Projekten (SLOPE, BERLIOZ,
EVA, MOBINET, ECHO) zur Messung von Immissionen und Emissionen
ein. Beispiele sind die Charakterisierung biogener Emissionen in einem
Mischwaldbestand, die Untersuchung der Atemluft kranker und gesunder
Probanden sowie die Charakterisierung von Kfz-Abgasen on-board
und am Prüfstand. Die Kombination von Immissions- und Emissionsmessungen
mit einem Messsystem ermöglicht Quellzuordnungen mittels
CMB-Analyse.
Zeit: Dienstag 16:30–18:45 Raum: HS 221
Fachvortrag UP 21.1 Di 16:30 HS 221
Multi-angle absorption photometry - a new method for the measurement
of aerosol light absorption and atmospheric black carbon
— •Andreas Petzold 1 and Hansgerd Kramer 2 — 1 Institut
für Physik der Atmosphäre, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Oberpfaffenhofen, 82234 Wessling — 2 Thermo ESM Andersen Instruments,
Frauenauracher Str. 96, 91056 Erlangen
A new method is presented which determines the aerosol light absorption
from the simultaneous measurement of radiation passing through
and scattered back from a particle-loaded fibre filter. The measurement
is performed at three detection angles to resolve the influence of light scattering
aerosol components on the angular distribution of the back scattered
radiation. The fraction of light absorbed by the deposited aerosol
(absorbance ABS) is obtained from a radiative transfer scheme. The
compensation of light scattering effects in filter-based aerosol absorption
measurements is considerably improved. The detection limit is 3.5
× 10 −4 absorbance units. The uncertainty of the absorbance is ± 12%.
The evaluation of the method using field data yielded an average mass
specific absorption coefficient of 9.1 - 10.7 m 2 /g at λ = 0.55 µm for atmospheric
black carbon in urban air. Agreement between particle absorption
coefficients obtained by multi-angle absorption photometry and optical
in situ reference methods is very good for various aerosol types (kersone
flame, graphite, ambient aerosol). First background air measurements at
the high-alpine site Jungfraujoch demonstrate the applicability of the
method also to clean background air.
Fachvortrag UP 21.2 Di 16:45 HS 221
Entwicklung und Charakterisierung eines Expansions-
Kondensationskernzählers — •Andreas Kürten 1 , Joachim
Curtius 1 , Björn Nillius 1 und Stephan Borrmann 1,2 — 1 Institut
für Physik der Atmosphäre, Johannes Gutenberg-Universität Mainz,
Becherweg 21, 55099 Mainz — 2 Max-Planck-Institut für Chemie,
Becherweg 27, 55128 Mainz
Im Rahmen des Vortrags wird ein neuartiger, vollautomatisierter
Expansions-Kondensationskernzähler vorgestellt.
Das Gerät verwendet Wasser als Betriebsmittel. Die Bestimmung der
Teilchenanzahlkonzentration erfolgt entweder durch Messung der Extinktion
(bei hoher Partikelkonzentration) oder der Streuintensität (bei geringer
Partikelkonzentration) von Laserlicht (λ=670nm).
Das Gerät bestimmt die absolute Aerosolanzahlkonzentration. Nach
der Expansion wird der durch die anwachsende Aerosolpopulation resultierende
Intensitätsverlauf des Laserlichts aufgezeichnet. Mit Hilfe der
Mie-Theorie errechnet sich daraus die Partikelkonzentration.
Im zweiten Teil des Vortrags werden Vergleichsmessungen zwischen einem
kommerziell erhältlichen Kondensationskernzähler (3025A UCPC,
167
TSI Inc.) und unserem Zähler vorgestellt. Es konnte gezeigt werden, dass
Teilchen mit einem Durchmesser >3nm von unserem Gerät aktiviert und
nachgewiesen werden. Die Messungen wurden sowohl mit im Labor erzeugten
Schwefelsäure- und Ammoniumsulfat-Partikeln, als auch mit atmosphärischem
Aerosol durchgeführt.
Fachvortrag UP 21.3 Di 17:00 HS 221
Messungen von Aerosol- und Wolkenresidualpartikeln mit
einem Aerosolmassenspektrometer auf einem Berg in Mittelschweden
— •Silke Henseler 1,2 , Frank Drewnick 1,2 , Nele
Hock 1,2 , Kevin Noone 3 , Johannes Schneider 1,2 , Silke Weimer
1,2 und Stephan Borrmann 1,2 — 1 Abteilung Wolkenphysik
und -chemie, Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz — 2 Institut für
Physik der Atmosphäre, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz —
3 Meteorologisches Institut, Universität Stockholm, Schweden
Bodengestützte on-line Messungen der chemischen Zusammensetzung
und von Größenverteilungen verschiedener Substanzen in interstitiellen
Aerosolpartikeln und Residualkernen in Wolken sowie von Hintergrundaerosolpartikeln
wurden mit dem Aerodyne Aerosolmassenspektrometer
(AMS) auf einem Berg in Mittelschweden durchgeführt. Das wesentliche
Ziel dieser Messungen, die in Zusammenarbeit mit dem Institut für Meteorologie
der Universität Stockholm in Schweden (MISU) durchgeführt
wurden, ist es, mehr über die Prozesse zu lernen, die entscheiden, welche
Aerosolpartikel zur Bildung von Wolkentröpfchen führen und wie Wechselwirkungen
zwischen Aerosol und Wolke die chemische und mikrophysikalische
Umwandlung sowohl von Wolken als auch von Aerosolpartikeln
beeinflussen. Um diese Ziele zu erreichen, wurde das AMS erstmals mit
einem Virtuellen Gegenstromimpaktor (CVI) verbunden, der die Sammlung
von Wolkentröpfchen oder alternativ die des interstitiellen Aerosols
erlaubt. Die Kampagne fand im Juli 2003 auf der Messstation des MI-
SU auf dem Berg Areskutan in Mittelschweden statt. Wir berichten hier
über erste Ergebnisse dieser Kampagne.
Fachvortrag UP 21.4 Di 17:15 HS 221
Variabliltät leuchtender Nachtwolken: Lidarbeobachtungen
und Modellierungen — •Gerd Baumgarten, J. Fiedler, F.-J.
Lübken und U. Berger — Leibniz- Institut für Atmosphärenphysik
Das ALOMAR RMR Lidar ist ein aktives Fernerkundungsinstrument
zu Untersuchung der arktischen mittleren Atmosphäre während Tag und
Nacht. Das Lidar befindet sich in Nord-Norwegen (69 ◦ N,16 ◦ E) in der
Nähe der Andoya Rocket Range. In dieser geographischen Breite treten
leuchtende Nachtwolken (englisch: NLC = NoctiLucent Clouds) regelmässig
von Anfang Juni bis Mitte August auf. Durch die Erkundung
von NLC mittels Lidar ist eine quantitative Analyse der entscheidenden
Parameter (z.B. Höhe und Helligkeit)möglich. Das Lidar ist bereits seit

1994 in Betrieb und durch technische Erweiterungen werden seit 1997 die
NLC kontinuierlich mit hoher Qualität beobachtet. Durch die einzigartigen
Fähigkeiten dieses Instruments, optische Sondierungen der mittleren
Atmosphäre auch bei vollem Tageslicht durchzuführen zu können, wurden
mit dem Lidar erstmals die tageszeitlichen Variationen der - nicht nur
bei Nacht erscheinenden - leuchtenden Nachtwolken untersucht. Durch
den hohen Automatisierungsgrad des Lidars und die Reproduzierbarkeit
der Messungen konnte ein kontinuierlich wachsender mehrjähriger Datensatz
zur Beschreibung der saisonalen und jährlichen Abhängigkeiten
aufgezeichnet werden. Wir werden insbesondere über die Veränderungen
der NLC Eigenschaften von Jahr zu Jahr berichten, die eine deutliche Abnahme
der starken, aber nur eine geringe Änderung der schwachen NLC
zeigen. Weiterhin werden wir am Beispiel der tageszeitlichen Variation
durch den Vergleich mit einem 3-dimensionalen globalen NLC Model die
dominanten Prozesse aufzeigen.
Fachvortrag UP 21.5 Di 17:30 HS 221
Lidar-Beobachtung von extrem dünnen Zirren im Bereich des
tropischen Atlantiks. — •Franz Immler, Otto Schrems und David
Kaiser — Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung,
Bremerhaven
Während der Polarstern-Fahrten ANT XVII/4 (Punta Arenas - Bremerhaven)
in 2000 und ANT XX1/1 (Bremerhaven - Kapstadt) in
2003 wurden kontinuierlich Messungen mit dem Mobilen Aerosol Raman
Lidar (MARL) des AWI durchgeführt. Dieses Lidarsystem misst die
Rückstreuung der Laserstrahlung der Wellenlängen 532 nm und 355 nm
und kann mit hoher Empfindlichkeit Aerosol- und Wolkenpartikel in der
Atmosphäre detektieren. Anhand dieser Messungen kann u.a. die Höhe
und optische Dicke auch sehr dünner Partikelschichten bestimmt werden.
In den tropischen Breiten wurden wiederholt extrem dünne Wolken
in der Tropopausenregion in einem Höhenbereich von 15 bis 18 km nachgewiesen.
Die optische Dicke dieser Wolken lag zum Teil unterhalb von
10 −3 . Anhand der mit dem Lidar messbaren Größen wie Depolarisation
und Farb-Index können die Partikel dieser Wolken charakterisiert werden.
Zusätzlich stehen die Daten von Radiosondierungen zur Verfügung,
die während der beiden Polarsternfahrten 1-2 mal täglich durchgeführt
wurden. Mit Hilfe dieser Daten werden die Bedingungen untersucht, unter
denen sich die tropischen Zirruswolken bilden. Damit erhält man Informationen
darüber, inwieweit diese Wolken eine Rolle beim Austausch
zwischen der Tropo- und der Stratosphäre spielen und wie sie den Eintrag
von Wasserdampf in die obere Atmosphäre regulieren können.
Fachvortrag UP 21.6 Di 17:45 HS 221
Remote sensing of droplet size distributions from high
resolution observations of the glory — •Bernhard Mayer 1 ,
Marc Schröder 2 , Rene Preusker 2 , and Lothar Schüller 3 —
1 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Oberpfaffenhofen,
Germany — 2 Institut für Weltraumwissenschaften, Freie Universität
Berlin, Germany — 3 ESA ESTEC, Nordwijk, The Netherlands
The single scattering properties of clouds are mainly determined by the
effective radius of the droplet size distribution. There are only few exceptions
where the shape of the size distribution affects the optical properties,
in particular the rainbow and the glory directions of the scattering
phase function. Using observations by the Compact Airborne Spectrographic
Imager (CASI) in 180 ◦ backscatter geometry, we found that high
spatial resolution observations of the glory provide unique new information
which is not available from traditional remote sensing techniques:
Using only one single wavelength, 754 nm, we were able to determine not
only optical thickness and effective radius, but also the width of the size
distribution. Applying this technique to the ACE-2 CLOUDYCOLUMN
experiment, we found that the size distributions were much narrower than
previously suggested in the literature which is in agreement with in-situ
UP 22 Das ” Aerosol“ im Labor
observations during this campaign. While the shape of the size distribution
has only little relevance for the radiative properties of clouds, it is
extremely important for understanding their evolution.
Fachvortrag UP 21.7 Di 18:00 HS 221
Wavelet covariance transform technique for boundary-layer top
determination from automatic lidar measurements — Dietrich
Althausen 1 and •Holger Baars 2 — 1 Institute for Tropospheric Research,
Leipzig, Germany — 2 University Leipzig, Leipzig, Germany
At the Institute for Tropospheric Research we developted a small Raman
lidar Polly (portable, automatic mini Raman lidar system) to perform
automatic, unattended measurements of particle backscatter and
extinction profiles. Because often the height of the planetary boundary
layer is needed for atmospheric pollution monitoring and modelling we
present investigations of the possibility to determine the boundary layer
top and/or the transition zone from Polly data. The wavelet covariance
transform technique is applied to the lidar backscatter profiles. A short
description of the Raman lidar Polly and the used data retrieval procedures
will be presented. The potential and the limits of the wavelet
covariance transform technique regarding boundary-layer top determination
will be discussed.
Fachvortrag UP 21.8 Di 18:15 HS 221
Aerosol simulation in radiative transfer modelling — •Sanghavi
Suniti, Christoph von Friedeburg, Thomas Wagner, and Ulrich
Platt — Institut fuer Umweltphysik, Heidelberg
Aerosols, through their different direct and indirect effects, play an
important role in atmospheric radiative transfer. They display a marked
degree of inhomogeneity in their occurence and properties, making it
important to classify them in detail. In this talk, we present the different
scenarios chosen to represent various aerosol species occuring in the
atmosphere within the framework of a three dimensional Monte Carlo
radiative transfer model. We discuss the sensitivity of the modelled retrievals
on the size distribution and vertical profile of the aerosols and
on their single scattering properties. The single scattering properties of
a given species are calculated using the Mie theory whose approximation
to nonspherical particles is discussed. Future possibilies to expand the
existing model to include nonspherical particles, to simulate 3D clouds,
etc. are investigated.
Fachvortrag UP 21.9 Di 18:30 HS 221
Homogeneous Nucleation of Supersaturated Droplets of NaCl
and Sea Salt Aerosols — •M. Hamza 1,2 , W. Roether 3 , M. Lechner
4 , and E. Rühl 1 — 1 Institut für Physikalische Chemie, Universität
Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg — 2 Fachbereich Physik, Universität
Osnabrück — 3 Institut für Umweltphysik, Universität Bremen
— 4 Institut für Chemie, Universität Osnabrück
Homogeneous nucleation of aqueous sodium chloride (NaCl) solutions
and natural sea salt aerosol droplets is investigated using single, trapped
particles in an electrodynamic balance. The phase transition liquid-tosolid
is investigated as a function of temperature and humidity, where
the experimental conditions favor homogeneous nucleation. The enthalpy
of supersaturated NaCl- and solution droplets from the Mediterranean
Sea are derived as well as the rates of homogeneous nucleation. The results
indicate that the phase transition liquid-to-solid is related to the
salinity of seawater and the depth, where the samples were collected. It
is assumed that organic substances affect homogeneous nucleation of the
sea salt droplets. Therefore, we have investigated model solution droplets
containing NaCl, where organic substances were added. These are either
bound in the bulk or on the surface of the droplets. It is observed that
specific changes in homogeneous nucleation occur, if the amount of organic
species is varied.
Zeit: Dienstag 16:30–17:45 Raum: HS 020
Fachvortrag UP 22.1 Di 16:30 HS 020
Laboruntersuchungen zur Aufnahme flüchtiger organischer Verbindungen
(VOC) an Eiskristallen — •Elke Fries 1 , Wolfgang
Jaeschke 1 , Ines Hoog 2 , Subir Mitra 2 und Stephan Borrmann 2
— 1 Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Frankfurt —
2 Institut für Physik der Atmosphäre, Universität Mainz
168
Ein wesentlicher Teil unseres Niederschlags wird nach dem Bergeron-
Findeisen Prozess über die troposhärische Eisphase gebildet. Zur Bestimmung
der Aufnahme von flüchtigen organischen Substanzen (VOC)
an Eis während des Kristallwachstums bei verschiedenen Temperaturen
wurden in einer begehbaren Kältekammer des Instituts für Physik der Atmosphäre
an der Universität Mainz Laborversuche durchgeführt. Hierbei
wurde ein mit gereinigter Außenluft verdünntes organisches Gasgemisch

estehend aus 12 verschiedenen VOCs über eine beheizte Kapillare mit
einer Geschwindigkeit von 2 cm/s in eine Eiswachstumskammer, die sich
innerhalb der Kältekammer befindet, geleitet. Bei einer Durchschnittskammertemperatur
von 268 K bildeten sich säulenförmige Eiskristalle
aus. In diesem Temperaturbereich konnten vermehrt VOCs mit Wasserlöslichkeiten
größer als 160 mg/l im Eis nachgewiesen werden. Bei
niedrigeren Temperaturen von durchschnittlich 243 K bildeten sich dendritsche
Eiskristalle. In diesem Temperaturbereich wurden vorzugsweise
organische Substanzen mit Wasserlöslichkeiten kleiner als 50 mg/l im
Eis aufgenommen. Mit den Versuchen konnte gezeigt werden, dass die
Auswascheffizienz des Niederschlags gegenüber VOCs einmal durch die
physikalisch-chemischen Substanzeigenschaften und darüber hinaus ganz
entscheidend durch die Mikrophysik der Eisbildung bestimmt wird.
Fachvortrag UP 22.2 Di 16:45 HS 020
Ist homogenes Gefrieren ein Oberflächen- oder Volumen-
Prozess? — •Daniel Rzesanke, Denis Duft und Thomas
Leisner — Institut für Physik, Technische Universität Ilmenau,
Postfach 100565, 98684 Ilmenau
Das homogene und heterogene Gefrieren von Wolkentropfen ist ein
wichtiger Schritt zur Niederschlagsbildung. Es ist umstritten, ob beim
homogenen Gefrieren der Keim im Volumen oder an der Oberfläche des
Tropfen gebildet wird. Um diese Frage zu klären, haben wir Laborexperimente
an individuellen, in einer Paulfalle levitierten Mikrotropfen durchgeführt
und die Gefrierwahrscheinlichkeit als Funktion der Temperatur
und Tropfengröße aufgenommen. Die Ergebnisse zeigen eine Volumenproportionale
Gefrierwahrscheinlichkeit.
Fachvortrag UP 22.3 Di 17:00 HS 020
Wechselwirkung von Femtosekunden-Laserpulsen mit Mikrotropfen
— •Denis Duft 1 , Thomas Leisner 1 , Thorsten Bernhardt
2 , Jan Hagen 2 , Albrecht Lindinger 2 , Liana Socaciu 2 ,
Wiebke Zimmer 2 und Ludger Wöste 2 — 1 Institut für Physik, Technische
Universität Ilmenau, Postfach 100565, 98684 Ilmenau — 2 Institut
für Physik, Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin
Intensive Femtosekunden-Laserpulse sind ein modernes Hilfsmittel in
der atmosphärischen Fernerkundung. Sie erlauben eine höhenaufgelöste
Breitband-Spektroskopie der Atmosphäre (LIDAR). In diesem Beitrag
stellen wir Laborexperimente zur Wechselwirkung von kurzen Laserpulsen
mit atmosphärischen Wolkentropfen vor. Einzelne ca. 100 µm grosse
Tropfen werden mit Laserpulsen unterschiedlicher Länge und Intensität
bestrahlt. Die hohe Energiedichte der Laserpulse führt dabei zu einer Explosion
des Tropfens deren Dynamik mittels ultraschneller Mikroskopie
aufgenommen wurde. Zusätzlich wurden verschiedene nichtlineare optische
Prozesse wie Erzeugung der 3. Harmonischen und Plasmalumineszenz
beobachtet.
169
Fachvortrag UP 22.4 Di 17:15 HS 020
Coulomb-Instabilität hochgeladener Wolkentropfen — •René
Müller, Tobias Achtzehn, Denis Duft und Thomas Leisner —
Institut für Physik, Technische Universität Ilmenau, Postfach 100565,
98684 Ilmenau
Hochgeladene Tropfen haben besondere Bedeutung bei der Bildung von
Gewitterwolken sowie bei verschiedenen technischen Prozessen z.B. Tintenstrahldrucker,
Elektrosprayionisation, Lackierverfahren und Brennstoffeinspritzung.
Lord Rayleigh sagte 1882 voraus, dass die Spaltung
geladener Tropfen auf eine Instabilität der Quadrupol-Schwingungsmode
der Tropfenoberfläche zurückgeht. Erst durch Untersuchungen von hochgeladenen
Mikrotropfen in einem elektrodynamischen Levitator (Paulfalle)
konnte diese Theorie bestätigt werden. Dabei regt das elektrische
Wechselfeld der Falle die Quadrupoloszillationen der Tropfenoberfläche
an. Beim Erreichen der Stabilitätsgrenze, dem Rayleighlimit, wird diese
Schwingung instabil und es kommt zum teilweisen Ausstoß von Ladung
und Masse in Form von Jets. Mit Hilfe der ultraschnellen Photographie
konnten diese Jets erstmals nachgewiesen und zeitaufgelöst beobachtet
werden. Wir präsentieren in diesem Beitrag Untersuchungen zur
Abhängigkeit der Jet-Dynamik von der Flüssigkeit, der Temperatur und
der Tropfengröße.
Fachvortrag UP 22.5 Di 17:30 HS 020
Fiber-coupled In-situ Diode Laser Absorption Spectrometer
for the Selective Detection von Water Vapour in Cryogenic
Aerosols — •Volker Ebert 1 , Holger Teichert 1 , Carsten
Giesemann 1 , Harald Saathoff 2 , and Ulrich Schurath 2 —
1 Physikalisch-Chemisches Institut, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer
Feld 253, 69120 Heidelberg, volker.ebert@pci.uni-heidelberg.de
— 2 Institut f”ur Meteorologie und Klimaforschung, Forschungszentrum
Karlsruhe, GmbH, 76021 Karlsruhe
A central parameter for the dynamics of atmospheric ice clouds is the
time-dependent water super-saturation of the gasphase. Extractive measurement
techniques can not directly detect this parameter due to their
influence on the phase equilibrium between ice, liquid and solid H2O.
Our new diod-laser-based in situ absorption spectrometer enables the selective,
sampling-free and completely calibration-free detection of H2Ovapour
in such cryogenic aerosols. A fiber-coupled diode laser in combination
with an open 82m-White-cell and low temperature optics allowed
a detection limit of 15ppb H2O (at p=1000-800mBar and a time resolution
of 2s) by efficively avoiding disturbances by the high water content in
the outside air. Using this device we recently successfully demonstrated
during tests over several weeks in the aerosol chamber AIDA (at the
Forschungszentrum Karlsruhe) at temperatures between 270 and 190K
the first highly time resolved in situ detection of the dynamic H2O super
saturation of the gasphase during ice particle formation processes in
cryogenic aerosols.

PHYSIK UND ABRÜSTUNG (AKA)
Jürgen Altmann Götz Neuneck (Sprecher) Christoph Pistner
Experimentelle Physik III Institut für Friedensforschung und Interdisziplinäre Arbeitsgruppe Natur-
Sicherheitspolitik wissenschaft, Technik und Sicherheit
Universität Dortmund Falkenstein 1 TU Darmstadt
44221 Dortmund 22587 Hamburg 64289 Darmstadt
Altmann@EP3.Ruhr-Uni-Bochum.DE Neuneck@Public.Uni-Hamburg.DE Christoph.Pistner@Physik.TU-Darmstadt.DE
EINFÜHRUNG
Für die Beurteilung neuer Waffentechnologien, sowie für Abrüstung und Rüstungskontrollverträge sind naturwissenschaftliche
Untersuchungen unverzichtbar. Bei der Verifikation von Rüstungskontrollbegrenzungen werden neue Techniken und Verfahren
benötigt und eingesetzt. Schwerpunkte in diesem Jahr bilden einerseits Fragen der Weiterverbreitung von Nuklearmaterial
und Flugkörpern, andererseits die Raketenabwehr und die Einhaltung des Kernteststoppvertrages. Die Fachsitzung wird
zum zehnten Mal von der DPG gemeinsam mit dem Forschungsverbund Naturwissenschaft, Abrüstung und internationale
Sicherheit FONAS durchgeführt. Der 1998 gegründete Arbeitskreis Physik und Abrüstung ist für die Organisation verantwortlich.
Die Sitzung soll international vorrangige Themen behandeln, Hintergrundwissen vermitteln und Ergebnisse jüngerer
Forschung darstellen.
Hauptvorträge
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsaal HS 118)
AKA 1.1 Do 11:00 (HS 118) Approach and Findings of the APS Boost-Phase Missile Defense Study,
Frederick K. Lamb
AKA 8.1 Fr 11:00 (HS 118) Verbreitung von Fernwaffen in Entwicklungsländern, Robert H. Schmucker
AKA 9.1 Fr 12:00 (HS 118) Internationale Maßnahmen zur Detektion von Nuklearkriminalität,
Peter Beck
Fachsitzungen
AKA 1 Raketenabwehr Do 11:00–12:00 HS 118 AKA 1.1–1.1
AKA 2 Neue Kernwaffen Do 12:00–13:00 HS 118 AKA 2.1–2.2
AKA 3 Flugkörper und Raketenabwehr Do 14:00–15:30 HS 118 AKA 3.1–3.3
AKA 4 Nukleare Proliferation I Do 15:30–16:00 HS 118 AKA 4.1–4.1
AKA 5 Nukleare Proliferation II Do 16:30–17:00 HS 118 AKA 5.1–5.1
AKA 6 Plutonium-Elimination und Rüstungskontrolle Do 17:00–17:30 HS 118 AKA 6.1–6.1
AKA 7 Verifikation und Detektion Do 17:30–18:30 HS 118 AKA 7.1–7.2
AKA 8 Raketenproliferation Fr 11:00–12:00 HS 118 AKA 8.1–8.1
AKA 9 Nukleare Detektion und Safeguards Fr 12:00–13:00 HS 118 AKA 9.1–9.1
AKA 10 Nukleare Detektion Fr 14:00–14:30 HS 118 AKA 10.1–10.1
AKA 11 Verifikation Fr 14:30–15:00 HS 118 AKA 11.1–11.1
AKA 12 Atomteststopp Fr 15:00–16:30 HS 118 AKA 12.1–12.3
Mitgliederversammlung des Fachverbands Arbeitskreis Physik und Abrüstung
Do 18:30–19:00 HS 118
170

Tagesordnung:
1. Bericht und Diskussion
2. Zukünftige Aktivitäten
3. Wahl der AKA-Specher/innen
4. Verschiedenes
171

Fachsitzungen
– Haupt- und Kurzvorträge –
AKA 1 Raketenabwehr
Zeit: Donnerstag 11:00–12:00 Raum: HS 118
Hauptvortrag AKA 1.1 Do 11:00 HS 118
Approach and Findings of the APS Boost-Phase Missile Defense
Study — •Frederick K. Lamb — APS Boost-Phase Missile
Defense Study Group, University of Illinois at Urbana-Champaign
Boost-phase intercept weapons would seek to disable attacking missiles
by hitting them with an interceptor rocket or laser beam while their
boosters are burning. The APS Study focused on systems that would utilize
land-, sea-, air-, or space-based interceptor rockets or the Airborne
Laser to defend the United States against long-range ballistic missiles.
The Study first identified systems that could work in principle and then
AKA 2 Neue Kernwaffen
analyzed the performance of the components and the overall system that
would be required to defend against missiles that might be developed
or acquired by countries of concern during the next 10 to 15 years. The
Study evaluated the capabilities of existing and possible future missile
warning and tracking sensors and developed computer models of longrange
missiles and high-performance interceptors. The Study considered
several attack scenarios and analyzed the system architectures and interceptor
performance that would be required to defend against them. The
Study also analyzed the kill vehicle performance that would be needed to
hit long-range missiles during their boost-phase, when their acceleration
is inherently unpredictable. The Study’s findings will be summarized.
Zeit: Donnerstag 12:00–13:00 Raum: HS 118
AKA 2.1 Do 12:00 HS 118
Entwicklung neuer, ” einsatzfähiger“ Kernwaffen — •Wolfgang
Liebert — Interdisziplinäre Arbeitsgruppe Naturwissenschaft, Technik
und Sicherheit (IANUS), TU Darmstadt
Über die ” Modernisierung“ bestehender Kernwaffenarsenale hinaus,
die in allen Kernwaffenstaaten durchgeführt wird, wurde in den USA
die Entwicklung neuartiger Kernwaffen begonnen. Eingebettet in einen
strategischen Wandel wird an verkleinerten (< 5 kt Sprengkraft) und
insbesondere an sog. bunkerbrechenden Kernwaffensystemen (Robust
Nuclear Earth Penetrator) gearbeitet, die einsatzfähig gemacht werden
sollen. Dieses Entwicklungsprogramm wirft zahlreiche Fragen auf,
die im Vortrag behandelt werden sollen: Wie tief können solche Waffensysteme
ins Erdreich oder andere Materialien eindringen? Welcher
Zerstörungsradius unter der Erdoberfläche ist denkbar? Bliebe die erzeugte
Radioaktivität eingeschlossen? Könnten BC–Agenzien zuverlässig
vernichtet werden? Bleiben die Kernwaffen selbst nach dem Einschlag
funktionstüchtig? Welche Konsequenzen sind für die nukleare Kriegsgefahr
sowie die Bemühungen um nukleare Abrüstung, Rüstungskontrolle
und Nichtweiterverbreitung absehbar?
AKA 2.2 Do 12:30 HS 118
Neue kleine Kernwaffen, saubere Waffen? — •Wolfgang
Rosenstock und Theo Köble — Fraunhofer Institut für
naturwissenschaftlich-technische Trendanalysen (INT), Appelsgarten 2,
53879 Euskirchen
AKA 3 Flugkörper und Raketenabwehr
In den USA werden Studien zu kleinen Nuklearwaffen wieder aufgenommen,
die einen begrenzten Einsatz ermöglichen sollen. Eine neue
Generation von Kernwaffen soll unter anderem in Präventivkriegen gegen
vermutete unterirdische Arsenale von Massenvernichtungswaffen zum
Einsatz kommen. Diese sogenannten Robust Nuclear Earth Penetrator
(RNEP) sollen erst nach dem Durchdringen von Betonbunkern oder Gestein
explodieren. Dabei soll die Detonation erst in einer solchen Tiefe
erfolgen, aus der praktisch keine Radioaktivität in die Atmosphäre freigesetzt
wird. Technisch-wissenschaftliche Implikationen dieser Forschung
bzw. Entwicklung werden erläutert. Anhand der Daten über die radiologische
Situation nach den französischen Kernwaffentests wird untersucht,
ob und in wie weit mit einer oberirdischen Freisetzung radioaktiver
Stoffe zu rechnen ist. Gleichzeitig erfolgen technische Verbesserung
des amerikanischen Kernwaffentestgeländes (Nevada Test Site), speziell
zur Verkürzung der Zeit bis zur Wiederaufnahme von neuen Tests. Es
wird berichtet, aus welchen technischen Gründen neue Tests eventuell
für notwendig gehalten werden.
Zeit: Donnerstag 14:00–15:30 Raum: HS 118
AKA 3.1 Do 14:00 HS 118
Cruise Missiles und unbemannte Flugkörper – eine neue Bedrohung?
— •Christian Alwardt und Götz Neuneck — IFSH,
Falkenstein 1, 22587 Hamburg
Aufgrund der GPS-Technologie, Fortschritten bei modernen Navigationssystemen
und Antriebstechnologien haben sich die militärischen
Möglichkeiten von unbemannten Flugköpern bezüglich Entfernung, Treffergenauigkeit
und Flugverhalten dramatisch erhöht. Immer mehr Staaten
entwickeln eigenständig solche Kapazitäten und exportieren diese.
Auch wird befürchtet, dass auch Terroristen solche Flugkörper benutzen
könnten. Der Vortrag untersucht die technologischen Möglichkeiten unbemannter
Flugsysteme, deren Weiterverbreitung und die Möglichkeiten
ihrer Begrenzung.
172
AKA 3.2 Do 14:30 HS 118
US-Raketenabwehr: Ein Statusreport — •Tom Bielefeld — Landesmessstelle
für Radioaktivität/Institut für Umweltphysik, Universität
Bremen, Otto-Hahn-Allee 1, 28359 Bremen
Die amerikanische Regierung hat angekündigt, bis zum 30. September
diesen Jahres mit der Stationierung der Eingangsstufe ihres kontinentalen
Raketenabwehrsystems zu beginnen. Dieses sogenannte ”Groundbased
Midcourse Defense”-System basiert auf einer erweiterten Test-
Infrastruktur mit einigen wenigen Silos für Abfangraketen in Alaska und
Kalifornien. Es bildet zugleich das Kernstück einer geplanten, umfassenderen
Abwehrarchitektur. Jedoch stehen zahlreiche Komponenten, die
für ein funktionierendes Abwehrsystem notwendig sind, darunter hochauflösende
Bodenradars und Satelliten für die Bahnverfolgung, noch nicht
bereit. Vorhandene Komponenten sowie das Gesamtsystem wurden bislang
nicht ausreichend erprobt. Daher bestehen auch ein halbes Jahr vor
Stationierungsbeginn weiterhin gravierende Zweifel an den technischen

Fähigkeiten der Raketenabwehr.
In diesem Vortrag wird eine Übersicht gegeben über den gegenwärtigen
Stand des Abwehrsystems. Es wird ferner der Versuch unternommen, dessen
technologische Perspektiven einzuschätzen, insbesondere im Hinblick
auf die zu erwartende Fähigkeiten und Grenzen.
AKA 3.3 Do 15:00 HS 118
Modellierung von Raketenreichweiten unter ABL-Einsatz —
•Björn Michaelsen — IFSH, Falkenstein 1, 22587 Hamburg
Das erfolgreiche Abfangen einer Rakete durch den Airborne Laser
AKA 4 Nukleare Proliferation I
(ABL) zerstört nicht zwangsläufig den Sprengkopf. Dieser erreicht dann
also nicht das ursprüngliche Ziel, stellt jedoch weiterhin eine Gefahr dar.
In dem Vortrag werden für ausgewählte Szenarien die Möglichkeiten und
Grenzen des ABL aufgezeigt. Entscheidend für die Konsequenzen eines
Abfangvorgangs sind dabei der Zeitpunkt der Zerstörung der Rakete
während des Aufstiegs unter Antrieb (Boostphase) und die sich daraus ergebende
Reichweite. Ein Modell zur Berechnung von Raketenreichweiten
wird zur Beschreibung von abgebrochenen Raketenaufstiegen, Raketenreichweiten
und den Konsequenzen herangezogen.
Zeit: Donnerstag 15:30–16:00 Raum: HS 118
AKA 4.1 Do 15:30 HS 118
Die Gaszentrifuge zur Urananreicherung und die Weiterverbreitung
von Kernwaffen — •Alexander Glaser — TU Darmstadt,
IANUS, Hochschulstrasse 4a, 64289 Darmstadt
Bemühungen um die Nichtverbreitung von Kernwaffen betonten seit
Ende des Kalten Krieges vor allem die Sicherung existierender Bestände
waffenfähiger Materialien sowie die Vermeidung des Umgangs mit und
der Nutzung von separiertem Plutonium oder hochangereichertem Uran
(HEU).
Bedingt durch die technologische Dynamik — und angestoßen durch
die Nuklearprogramme im Iran und in Nordkorea — rückt nun erneut die
AKA 5 Nukleare Proliferation II
Möglichkeit einer Neuproduktion von HEU in das Zentrum der Nichtverbreitungsdebatte.
Dabei muss insbesondere der Anreicherung basierend
auf der Gaszentrifugentechnologie besondere Aufmerksamkeit beigemessen
werden.
Dieser Beitrag diskutiert die wesentlichen Prinzipien der modernen
Gaszentrifuge sowie die wichtigsten proliferationsrelevanten Charakteristika
dieser Technologie. Existierende Safeguards-Standards, spezifische
Herausforderungen der effektiven Überwachung von Anreicherungsanlagen
und Möglichkeiten der Entdeckung von nicht-deklarierten Anlagen
werden in den Blick genommen.
Zeit: Donnerstag 16:30–17:00 Raum: HS 118
AKA 5.1 Do 16:30 HS 118
Der Iran auf dem Weg zur Nuklearmacht? — •Götz Neuneck
— IFSH, Falkenstein 1, D-22587 Hamburg
Die nuklearen Aktivitäten des Iran haben für weltweite Aufmerksamkeit
gesorgt. Die USA werfen der islamischen Republik vor, unter dem
Deckmantel eines zivilen Nuklearprogramms Kapazitäten zum Bau von
Nuklearwaffen aufzubauen. Die Anschuldigungen, Widersprüche und Ungereimtheiten
des iranischen Programms sind Gegenstand der Untersuchungen
durch die IAEO. Der Vortrag resümiert die Vorgeschichte,
den Stand des Nuklearprogramms, die Arbeit der IAEO und die Einhegungsmöglichkeiten
durch die internationale Staatengemeinschaft.
AKA 6 Plutonium-Elimination und Rüstungskontrolle
Zeit: Donnerstag 17:00–17:30 Raum: HS 118
AKA 6.1 Do 17:00 HS 118
Reaktivitätstkontrolle bei uranfreien Brennstoffen zur Eliminierung
von Plutonium und deren Auswirkung auf relevante Kriterien
präventiver Rüstungskontrolle — •Christoph Pistner —
IANUS, TU-Darmstadt, Hochschulstr. 4a, 64289 Darmstadt
Für einen Abbau vorliegender Plutoniumbestände werden seit einigen
Jahren auch sogenannte uranfreie Brennstoffe untersucht, bei denen Plutonium
in einer inerten Matrix wie bspw. Zirkonium eingebettet wird.
Ziel einer solchen Brennstoffentwicklung kann aus Sicht einer
präventiven Rüstungskontrolle (PRK) sein, eine möglichst hohe
Proliferationsresistenz beim Umgang mit Kernwaffenmaterialien wie
Plutonium zu erreichen. Anhand verschiedener Indikatoren kann die
erreichbare Güte solcher Brennstoffe aus Sicht einer PRK beurteilt
AKA 7 Verifikation und Detektion
werden. Hier sollen untersucht werden: der Anteil des eliminierten
Pu’s, die Konzentration sowie die Isotopenzusammensetzung des im
abgebrannten Brennstoff verbleibenden Pu’s sowie die erreichbare
Pu-Umsatzrate. Weiterhin können allgemeine Sicherheitskriterien für
eine Bewertung herangezogen werden.
Aufgrund der hohen anfänglichen Reaktivität von uranfreien Brennstoffen
im Vergleich zu herkömmlichen Uran- aber auch Uran-Plutonium-
Mischoxidbrennstoffen ist die Notwendigkeit der Nutzung sogenannter
brennbarer Neutronengifte zur Reaktivitätssteuerung absehbar. Deren
Auswirkung auf den erreichbaren Abbrand und die damit erzielbare Güte
der Brennstoffe wird für einige wesentliche potentielle Neutronengifte (B,
Gd, Eu, Er) parametrisch untersucht.
Zeit: Donnerstag 17:30–18:30 Raum: HS 118
AKA 7.1 Do 17:30 HS 118
Akustisch-seismischer Nachweis von Raketenstarts zur
Frühwarnung vor Nuklearangriff — •Jürgen Altmann —
Experimentelle Physik III, Universität Dortmund, 44221 Dortmund
Russland kann nicht mehr alle seine Frühwarnsatelliten betriebsbereit
halten und Radarstationen in neuen Staaten der früheren UdSSR nicht
mehr nutzen. Für Interkontinentalraketen könnte dieser Verlust durch
akustische oder seismische Sensoren ausgeglichen werden, die kooperativ
in der Nähe der Silos stationiert werden. Der Abgasstrahl erzeugt einige
Megawatt breitbandigen Schalls. Vergrabene Geofone oder Beschleunigungsaufnehmer
zum Nachweis der Einkopplung in den Boden bringen
173
nur geringe Behinderungen und erhöhen die Sicherheit vor Manipulation.
Schallausbreitung und -einkopplung sind kompliziert und variabel. Mit
konservativen Annahmen lassen sich Nachweisreichweiten ableiten und
Grundaussagen für die Systemauslegung gewinnen.
AKA 7.2 Do 18:00 HS 118
Wide Area Change Detection for Nuclear Verification — •Mort
Canty — Programmgruppe STE, Forschungszentrum Juelich, 52425
Juelich
The applicability to nuclear verification of statistical change detection
methods using medium resolution, commercial, multispectral satellite im-

agery is investigated. Imagery from the LANDSAT TM, SPOT, IRS and
ASTER platforms form the basis of the investigation, the typical area
covered in a single change analysis being about 1000 square km. Progress
in the implementation of automatic and user-friendly methods for image
fusion, orthorectification, radiometric correction, registration and deter-
AKA 8 Raketenproliferation
mination of decision thresholds is discussed. Case studies relating to international
treaties on nuclear disarmament and non-proliferation are
described. It is concluded that wide area change detection is most applicable
in arid or semi-arid regions, in particular those associated with
underground nuclear test sites.
Zeit: Freitag 11:00–12:00 Raum: HS 118
Hauptvortrag AKA 8.1 Fr 11:00 HS 118
Verbreitung von Fernwaffen in Entwicklungsländern — •Robert
H. Schmucker — Schmucker Technologie, Klenzestr. 14, D-80469
München
Trotz internationaler Vereinbarungen haben sich Fernwaffen in den
Krisenregionen in der jüngeren Vergangenheit nahezu krebsartig verbreitet.
Die Ursache dafür ist weniger in den wachsenden technischen
Fähigkeiten dieser Länder zu finden, sondern sie ist in erster Linie durch
Proliferation bedingt. Dabei konzentrieren sich aber die Anstrengungen
nicht auf Technologien, sondern es steht die Beschaffung von kompletten
AKA 9 Nukleare Detektion und Safeguards
Geräten oder kritischen Komponenten im Vordergrund. Diese werden
notfalls mit bescheideneren Eigenaktivitäten ergänzt. Die Erfahrungen
aus dem Irak sowie die technischen Charakteristika der in diesen Ländern
vorhandenen Fernwaffen erlauben es, die zwei Hauptakteure und Zwischenhändler
zu identifizieren. Damit kann man die Eigenleistung dieser
Länder gut abschätzen. In Verbindung mit den in diesen Ländern bearbeiteten
Massenvernichtungswaffen lässt sich somit ein Gesamtbild zeichnen,
das den Status der verschiedenen Waffenprogramme, die Hauptverbindungslinien
mit den Lieferanten und die Zukunftsaussichten beschreibt.
Zeit: Freitag 12:00–13:00 Raum: HS 118
Hauptvortrag AKA 9.1 Fr 12:00 HS 118
Internationale Maßnahmen zur Detektion von Nuklearkriminalität
— •Peter Beck — ARC Seibersdorf Research
Die Thematik Illicit Trafficking in Nuclear Materials (Nuklearkriminalität)
wurde zusehens mehr zu einem Problem. Die Datenbank der
Internationalen Atomenergiebehörde (IAEO) erfaßt derzeit mehr als 300
verifizierte Vorfälle mit radioaktiven und spaltbarem Material. Das dadurch
verursachte Gefährdungspotential erstreckt sich von möglichen Gesundheitsgefahren
für die Bevölkerung über terroristische Aktivitäten
bis zur Herstellung von Kernwaffen oder radionukleare Bomben. Ebenso
zeigt sich die illegale Entsorgung radioaktiver Strahlenquellen als ein
weiteres Problem, was in der Vergangenheit bereits zu schwerwiegenden
Unfällen mit Todesfolgen geführt hat (z.B. Goiana, Mexiko). Ver-
AKA 10 Nukleare Detektion
schiedentlich wurden bereits in einzelnen Staaten isolierte Gegenmaßnahmen
gesetzt. Die IAEO hat durch die Schaffung eines Programmes
zur Bekämpfung der Nuklearkriminalität auf diese aktuelle Problematik
reagiert und die Durchführung der Pilotstudie ITRAP (Illicit Trafficking
Radiation Assessment Program) zur praktischen Erprobung von Grenzmonitorsystemen
angeregt. Die Österreichische Regierung finanzierte dieses
Pilotprojekt und beauftragte ARC Seibersdorf Research (ARCS) mit
der Durchführung. Ziel der ITRAP - Studie war es die technischen Voraussetzung
und die Machbarkeit für ein sinnvolles Überwachungssystem
an Grenzübergängen zu erarbeiten. Die Ergebnisse liegen vor und wurden
von der IAEA als internationale Empfehlungen für die Mitgliedsstaaten
zur Verfügung gestellt.
Zeit: Freitag 14:00–14:30 Raum: HS 118
AKA 10.1 Fr 14:00 HS 118
Safeguarding, Detecting and Attributing Nuclear Material - A
review of current methodology and recent developments —
•Klaus Luetzenkirchen, Said Abousahl, Klaus Mayer, Herbert
Ottmar, Ian Ray, Piet van Belle, and Maria Wallenius
— European Commission, Joint Research Centre, Institute for Transuranium
Elements, Postf. 2340, 76125 Karlsruhe
Currently more than 600 t of Pu and some 320 000 t of uranium in
the European Union are under Euratom Safeguards. The Institute for
Transuranium Elements (ITU) has been involved since a number of years
in the analysis of nuclear material; it is part of the IAEAs network of nuclear
analytical laboratories and is the main analytical laboratory for Euratom
Safeguards. The application of such highly accurate measurement
AKA 11 Verifikation
techniques allows the inspectorates to independently verify the amounts
of nuclear material declared.
The poor levels of nuclear safeguards and physical protection in some
countries have led to illicit trafficking of nuclear material. In combating
such illicit traffic, measurement instruments are being developed for
detecting radioactive material carried by persons, goods or vehicles particularly
at border crossing stations. Whenever nuclear material is seized,
the material has to be analysed in order to identify its origin and its intended
use. This source attribution shall contribute to prevent diversion
or theft of nuclear material from the same source in the future. Up to
now, ITU has analysed 26 samples of seized nuclear material. The paper
will provide an overview on the methodologies developed for addressing
the above issues.
Zeit: Freitag 14:30–15:00 Raum: HS 118
AKA 11.1 Fr 14:30 HS 118
Klassifikation von Militärfahrzeugen unter Anwendung eines
Stationaritätstests — •Steffen Brüggert, Axel Weiss und Beate
Meffert — Institut für Informatik der Humboldt-Universtität zu
Berlin, Unter den Linden 6, 10099 Berlin
Basis für die Klassifikation sind die im Jahre 2000 in Meppen aufgezeichneten
akustischen und seismischen Signale von fünf Kettenfahrzeugen.
Die Vorbeifahrt eines Fahrzeuges wird in sich überlappende Fenster
konstanter Länge segmentiert, wobei die optimale Fensterlänge durch
174
einen Stationaritätstest ermittelt wird. Ausgehend vom Periodogramm
werden dann mittels multivariater Varianzanalyse und eines Aufbauverfahrens
die am besten trennenden Spektrallinien als elementare Merkmale
ausgewählt. Eine anschliessende Diskriminanzanalyse sorgt für eine
weitere Informationsverdichtung. Die Klassenzuordnung erfolgt dann
im Diskriminanzraum durch verschiedene Abstandsmetriken (Euklid, gewichteter
Euklid, Mahalanobis). Dazu wird jedes Segment der Vorbeifahrt
klassifiziert und die Klassenzugehörigkeit durch Mehrheitsentscheid
bestimmt.

AKA 12 Atomteststopp
Zeit: Freitag 15:00–16:30 Raum: HS 118
AKA 12.1 Fr 15:00 HS 118
Source Characterisation and Event Timing based on Xenon
Measurements for CTBT Monitoring — •Martin Kalinowski
— CTBTO PrepCom, Provisional Technical Secretariat, International
Data Center, P.O. Box 1200, A - 1400 Vienna
Xenon activity ratios carry information about the source type and
sample age that are relevant for the verification of the Comprehensive
Nuclear-Test-Ban Treaty (CTBT). This paper demonstrates that it is
not sufficient to analyse the ratio of any two xenon activities to distinguish
between reactor releases and nuclear explosions. This is because
the ranges of possible ratios from both kinds of sources overlap and do
so more and more with increasing age. A new approach is suggested that
utilizes two different isotopic activity ratios. It allows for time invariant,
i.e. decay independant analysis. The source type and the age of the
sample can be determined. This paper compares measured data with simulations
of isotopic ratios resulting from different test explosion scenarios
as they change with time. Publically available reactor release data as well
as release data on historic underground nuclear tests at Nevada are used
to validate the new approach. IMS measurements from the International
Noble Gas Experiment (INGE) are used to demonstrate the useability of
the new approach for sample screening and event timing.
AKA 12.2 Fr 15:30 HS 118
Ausbreitungsrechnungen von Krypton-85 basierend auf einem
neuen Emissionsinventar — •Katja Winger 1 , Josef Feichter 1
und Martin Kalinowski 2 — 1 Max-Planck-Institut für Meteorologie,
Hamburg — 2 IANUS, Darmstadt
Basierend auf verschiedenen Quellen wurde für die Jahre 1945 bis
2000 ein neues Emissionsinventar von Krypton-85 erstellt. Gemäß dieser
Abschätzung wurden in diesem Zeitraum 10.6 PBq 85Kr freigesetzt.
Das damit berechnete globale Inventar beträgt im Jahre 2000 4.8 PBq.
Zur Überprüfung der Quellverteilungen und -stärken wurden mit Hilfe
eines globalen Transportmodells die Verteilungen der 85Kr Mischungs-
175
verhältnisse berechnet und mit Messungen verglichen. Diskrepanzen zwischen
berechneten und beobachteten Verteilungen zeigten sich in der
Nordhemisphäre in den frühen 90-er Jahren. Eine wahrscheinliche Ursache
dieser Diskrepanz liegt in der Überschätzung der russischen Emissionen,
die möglicherweise bereits früher abgenommen haben. Ein weiterer
signifikanter Unterschied zwischen Abschätzung und Beobachtung findet
sich in der Südhemisphäre in den Jahren nach 1992. Hier gibt es offenbar
Quellen, die in unserem Inventar nicht berücksichtigt wurden. Neben
der Präsentation des Inventars und der daraus berechneten Verteilungen
soll abschließend das Potential von 85Kr als Indikator für unerlaubte
Abscheidung von Plutonium diskutiert werden.
AKA 12.3 Fr 16:00 HS 118
Messmethoden und Auswerteverfahren für die speziellen Anforderungen
der Verifikation des CTBT — •Clemens Schlosser
and Matthias Zähringer — Bundesamt für Strahlenschutz, Freiburg
Das Verifikationssystem für des Umfassende Verbot von Nuklearversuchen
(CTBT) befindet sich in der Phase des Aufbaues. Weltweit werden
312 Stationen, davon 80 mit Radionuklidmesstechnik, ausgerüstet. Der
Nachweis radioaktiver Spuren in Luft ermöglicht die Identifizierung des
nuklearen Charakters einer Explosion. Wegen seiner hohen Volatilität
und Spaltausbeute kommt einer Gruppe von vier Xenonisotopen eine
Schlüsselstellung zu. Um entsprechende Messsysteme für den Einsatz in
einem globalen Messnetz zur Einsatzreife zu bringen, findet zur Zeit ein
umfassendes Vergleichsexperiment statt. Messergebnisse der Systeme am
Standort Freiburg werden diskutiert.
Aus dem internationalen Messnetz fallen täglich hunderte
von hochauflösenden Gammaspektren und auch Gamma-Beta-
Koinzidenzspektren zur Sichtung und Auswertung an. Dies erfordert
ein hohes Maß an Standardisierung in der Instrumentierung, der Kalibrierung
und der Datenauswertung. Screeningverfahren und die Definition
von Alarmierungsschwellen müssen reproduzierbar sein und vertrauenswürdige
Ergebnisse liefern.

Hauptvorträge
CHANCENGLEICHHEIT (AKC)
Prof. Dr. Monika Bessenrodt-Weberpals
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
c/o MPI für Strömungsforschung
Haus 3
Bunsenstr. 10
37073 Göttingen
E-Mail: mob@ipp.mpg.de
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsaal HS 109)
AKC 2.1 Mo 14:00 (HS 109) Ada-Lovelace-Mentoring als innovative Methode der Bildungswerbung,
Sylvia Neuhäuser-Metternich
AKC 2.2 Mo 15:00 (HS 109) Wissenschaftskarrierewege an Hochschulen in Deutschland,
Annette Zimmer
AKC 3.1 Mo 16:30 (HS 109) Frauen in der industriellen Forschung, Helga Ebeling
AKC 3.2 Mo 17:30 (HS 109) Women in Physics : The French Experience, Evelyne Roueff
Fachsitzungen
AKC 2 Mo 14:00–16:00 HS 109 AKC 2.1–2.2
AKC 3 Mo 16:30–18:30 HS 109 AKC 3.1–3.2
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Fachsitzungen
– Hauptvorträge –
AKC 2
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 109
Hauptvortrag AKC 2.1 Mo 14:00 HS 109
Ada-Lovelace-Mentoring als innovative Methode der Bildungswerbung
— •Sylvia Neuhäuser-Metternich — FH Dortmund,
Sonnenstr. 96, 44139 Dortmund
Mit Ada-Lovelace-Mentoring – benannt nach der ersten Programmiererin
von Rechenmaschinen (1815-1852) – wird seit 1997 eine innovative
Methode der Bildungswerbung entwickelt, mit der Mädchen und junge
Frauen für eine Berufswahl in Technik und Naturwissenschaften gewonnen
und in ihrer Karriere gefördert werden. Dies gelingt sehr erfolgreich
über den Aufbau eines Mentorinnen-Netzwerkes, in dem Schülerinnen
durch Studentinnen technisch-naturwissenschaftlicher Studiengänge ermutigt
werden, ihre Interessen in der Berufswahl umzusetzen.
Ende 2001 wurde der Ada-Lovelace-Mentoring e.V. gegründet, mit
dem Ziel, die erprobten Mentoring-Strategien bundesweit durchzuführen
und die Politik des Gender-Mainstreaming an Hochschulen, in Unternehmen
und anderen Organisationen voran zu treiben. Auf diesem
Weg gilt es das Leitbild der Technik, die interne Kultur technischnaturwissenschaftlicher
Fachbereiche sowie deren didaktische Konzepte
zu verändern, um so eine gleichberechtigte Beteiligung von Frauen in
Technik und Naturwissenschaften zu fördern.
Hauptvortrag AKC 2.2 Mo 15:00 HS 109
Wissenschaftskarrierewege an Hochschulen in Deutschland —
•Annette Zimmer — Insitut für Politikwissenschaft, Universität
Münster, Platz der Weißen Rose 100, 48151 Münster
AKC 3
Die Zukunft und Reformfähigkeit der Hochschule steht derzeit ganz
oben auf der politischen Agenda. Qualitätssicherung in der Lehre,
Förderung der Innovationsfähigkeit in der Forschung und Internationalisierung
der Hochschulen sind hierbei die wichtigsten Ziele. Diese ehrgeizigen
Zielsetzungen sind jedoch nur zu erreichen, wenn die Universität als
Arbeitsplatz attraktiv bleibt und junge WissenschaftlerInnen nachhaltig
dazu einlädt, ihre berufliche Zukunft als forschende Lehrende zu gestalten.
Wie die Universität als Berufsfeld und Arbeitsplatz derzeit für Frauen
und Männer gestaltet ist, steht im Zentrum des Forschungsprojektes
” Wissenschaftskarriere“. Der Analyse der Karrierechancen von Wissenschaftlerinnen
kommt hierbei der zentrale Stellenwert zu. Mittels einer
Vollerhebung von Professorinnen und einer männlichen Vergleichsgruppe
in verschiedenen Disziplinen wurden Gründe der Berufswahl, das Anforderungsprofil
der Hochschullehrertätigkeit, das außeruniversitäre Engagement,
die Vereinbarkeitsproblematik von Beruf und Familie und die
Zufriedenheit im universitären Alltag erforscht. Die Projektergebnisse
vermitteln auf breiter Datenbasis einen Eindruck der komplexen Lebensund
Arbeitszusammenhänge von ProfessorInnen.
Zeit: Montag 16:30–18:30 Raum: HS 109
Hauptvortrag AKC 3.1 Mo 16:30 HS 109
Frauen in der industriellen Forschung — •Helga Ebeling — Europäische
Kommission, DG Research, Unit Women and Science, 1049
Brüssel, Belgien
Die EU hat sich zum Ziel gesetzt, in den nächsten Jahren die Investitionen
in Forschung und Entwicklung erheblich zu erhöhen, um im internationalen
Wettbewerb wissensbasierter Volswirtschaften eine führende
Position einnehmen zu können. Bis 2010 sollen die Forschungsinvestitionen
im europäischen Durchschnitt von derzeit 1,9 Prozent des Bruttoinlandsproduktes
auf 3 Prozent gesteigert werden. Der größte Anteil und
Zuwachs wird von der Industrie erwartet, die ihren heute erreichten Anteil
von 56 Prozent der Forschungsinvestitionen um weitere 10 Prozent
steigern soll. Dieser enorme Ausbau der Forschung in Europa wird nur
möglich sein, wenn es gelingt, ein ausreichend großes Potenzial an hochqualifizierten
Forscherinnen und Forscher in Europa zu mobilisieren.
177
Hauptvortrag AKC 3.2 Mo 17:30 HS 109
Women in Physics : The French Experience — •Evelyne Roueff
— Laboratoire de l’Univers et de ses Théories, Observatoire de Paris-
Meudon, 92195 Meudon, France
A reasonable amount of women chooses a scientific career in France.
The talk will focus on French women in academic science and engineering,
and on their education.
The status of women in scientific employment will be described thanks
to recent statistical data. The relatively favorable situation of French female
scientists is probably related to the present social structure of the
French society, in particular its child-care system, and the stable permanent
positions in academia, where people are hired in their early thirties.
Recent developments of gender studies will be mentioned in relation to
possible positive actions for promoting the position of womens in Science.

ARBEITSKREIS ENERGIE (AKE)
Prof. Dr. Martin Keilhacker
Kapellengartenstr. 11
D-81247 München
E-Mail: Martin.Keilhacker@SoftDesign.de
EINFÜHRUNG: Die Sicherstellung unserer Energieversorgung unter gleichzeitiger Wahrung der globalen Klimaschutzbelange
stellt eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar. Sie kann nur durch einen intelligenten Energiemix
gemeistert werden, der sich aus Energiesparen, ” sauberen“ fossilen Brennstoffen, inhärent sicherer Kernenergie und dem
forcierten Einsatz erneuerbarer Energien zusammensetzt und an dessen Ende eine ausgeprägte Solarenergiewirtschaft steht.
Einige dieser Energiesysteme werden im Folgenden angesprochen und hinterfragt.
Hauptvorträge
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsäle 221 (Mo und Di) und 109 (Do))
AKE 1.1 Mo 11:00 (HS 221) Weltweite Perspektiven der Kohle – Klimabedrohung oder Entwarnung?,
Eberhard Jochem
AKE 1.2 Mo 11:45 (HS 221) CO2 Capture and Storage – An Update on Ongoing European R&D ,
Tore A. Torp
AKE 2.1 Mo 14:00 (HS 221) Windenergie hilft dem Klima und belebt die Wirtschaft, Udo Paschedag
AKE 2.2 Mo 14:45 (HS 221) Die technisch-wirtschaftliche Entwicklung der Windenergie – Rückblick
auf die letzten 10 Jahre und Ausblick auf die zukünftigen Entwicklungen,
Andreas Düser
AKE 2.3 Mo 15:30 (HS 221) Netzeinspeisung aus zeitlich fluktuierenden Quellen, Helmut Alt
AKE 3.1 Di 11:00 (HS 221) Der ” European Pressurized Water Reactor“ (EPR) und sein Sicherheitskonzept,
Ulrich Krugmann
AKE 3.2 Di 11:45 (HS 221) Theoretical Understanding of Burning Thermonuclear Plasmas,
A. G. Peeters
AKE 4.1 Di 12:30 (HS 221) Methanhydrate vom Meeresboden – Illusion oder Option auf eine potentielle
Energiequelle, Gerhard Bohrmann
AKE 5.1 Do 11:00 (HS 109) Biokraftstoffe aus Algen – Photobiologische Wasserstoffproduktion und
CO2-Fixierung, Thomas Happe
AKE 5.2 Do 11:45 (HS 109) Alternative Treibstoffe zur Sicherung der Energieversorgung und der Umwelt,
Franz X. Söldner
AKE 5.3 Do 12:30 (HS 109) Energy Conversion in Fuel Cells and Processes in Nanometric Dimensions,
Ulrich Stimming
AKE 6.1 Do 14:30 (HS 109) CO2-Einsparung bei Gebäuden: Vakuumisolation für Alt- und Neubau,
Jochen Fricke, Hubert Schwab, Andreas Beck
Fachsitzungen
AKE 1 ” Saubere“ Kohle Mo 11:00–12:30 HS 221 AKE 1.1–1.2
AKE 2 Windkraft Mo 14:00–16:15 HS 221 AKE 2.1–2.3
AKE 3 Kernenergien Di 11:00–12:30 HS 221 AKE 3.1–3.2
AKE 4 Energiewirtschaft I Di 12:30–13:15 HS 221 AKE 4.1–4.1
AKE 5 Alternative Treibstoffe Do 11:00–13:15 HS 109 AKE 5.1–5.3
AKE 6 Energieeinsparung bei Gebäuden Do 14:30–16:00 HS 109 AKE 6.1–6.4
AKE 7 Energiewirtschaft II Do 16:30–17:45 HS 109 AKE 7.1–7.4
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Fachsitzungen
– Haupt-, Fach- und Kurzvorträge –
AKE 1 ” Saubere“ Kohle
Zeit: Montag 11:00–12:30 Raum: HS 221
Hauptvortrag AKE 1.1 Mo 11:00 HS 221
Weltweite Perspektiven der Kohle – Klimabedrohung oder Entwarnung?
— •Eberhard Jochem — Rat für Nachhaltige Entwicklung
— Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung (ISI),
Karlsruhe
Mit der Bereitstellung von Energie werden Werte für zukünftige Generationen
geschaffen, aber auch fossile Ressourcen mit derzeit rund 80%
am Weltenergiebedarf unwiederbringlich verbraucht und Emissionen mit
dauerhaften Auswirkungen auf Gesundheit und Klima freigesetzt. Die
Energiewirtschaft ist ein Kernbereich der Nachhaltigkeitspolitik. Am Beispiel
der Kohle hat der Rat für Nachhaltige Entwicklung der Bundesregierung
energiepolitische Leitlinien verabschiedet. Denn dieser Energieträger
steht einerseits wegen großer Verfügbarkeit, in Deutschland und
weltweit, andererseits wegen hoher Umwelt- und Klimabelastung kontinuierlich
in der Diskussion. Selbst bei den notwendigen, großen Anstrengungen,
Energie im gesamten Energienutzungssystem wesentlich effizienter
zu nutzen und regenerative Energien mehr einzusetzen, ist weltweit
von einem steigenden Einsatz der Kohle in den nächsten Jahrzehnten auszugehen.
Aber bereits die heutige Nutzung fossiler Energiequellen müsste
in den kommenden 50 Jahren so gestaltet werden, dass die derzeitigen
CO2-Emissionen weltweit halbiert werden, um die nachteiligen Wirkungen
eines Klimawandels zu begrenzen. Daher ist eine Strategie zu entwickeln,
wie dieser Energieträger Teil einer nachhaltigen Energiewirtschaft
werden kann. Eine Erhöhung der Kraftwerkseffizienz um einige Prozentpunkte
auf über 50 % wird nicht ausreichen, um den absehbar steigenden
internationalen Klimaschutzerfordernissen gerecht zu werden. Die Abscheidung
und Lagerung von CO2 kann einen möglicherweise unverzichtbaren
Beitrag zum Klimaschutz leisten. Hinsichtlich Kostenreduzierungen
bei Rückhaltung, Transport, und Lagerung und bei der Verfügbarkeit
sicherer Lager sind heute intensive Forschungsinvestitionen nötig, um die
Option von ” sauberen“ Kohlekraftwerken in 20 Jahren zu erlangen. In
einer nachhaltigen Energiewirtschaft kann die Kohle nur auf diese Weise
langfristig eine Rolle spielen. Industriestaaten wie Deutschland stehen
daher in der Pflicht, eine energietechnische Gesamtvision und eine Innovationspolitik
zu entwickeln, um diese Chance nutzen zu können.
Hauptvortrag AKE 1.2 Mo 11:45 HS 221
CO2 Capture and Storage – An Update on Ongoing European
R&D — •Tore A. Torp — Statoil Research Centre, Rotvoll, N-7005
Trondheim, Norway
AKE 2 Windkraft
At the Sleipner gas field in the North Sea, CO2 has been stripped
from the produced natural gas and injected into an overlying aquifer
since 1996. Since then, nearly 7 million tonnes of CO2 have been injected
without any significant operational problems. The Sleipner project is the
first commercial application of CO2 storage in deep saline aquifers in the
world. To monitor the injected CO2, a separate EU supported project
(Saline Aquifer CO2 Storage, SACS) was established in 1998. Since 2003
the third phase, studying the long term behaviour of CO2 at Sleipner
and making a feasibility study of four other possible European storage
sites, is ongoing.
The CO2 at Sleipner is injected into a large high permeability sand
body (between 850 and 1500m deep, occupying 2.5 x 104 km 2 ) which is
overlaid by a thick shale succession. Shales have very low permeability
and are expected to provide an effective seal to the injected CO2. As concluded
by the 6 European Geo-science Institutes involved in SACS, there
is every reason to expect the CO2 to stay there the next few thousand
years.
In the SACS project, time-lapse 3D seismic surveying has been used
successfully to monitor the CO2. As expected, the injected CO2 has migrated
upwards towards the top of the reservoir. Simulation tools to describe
the migration of the CO2 have shown that they can well replicate
the position of the CO2 and can therefore also be used to simulate its
future behavior.
In 2004 four new major EU supported RD projects will start covering
a wide range of CO2 management from new power station concepts to
storage and the basic geo-science it builds on.
The Kyoto protocol and the EU Directive on emission trading will
from 2005 put a price on CO2 emissions. At the same time the oil and
gas industry in the North Sea are coming to a development phase where
by using CO2 they can extract 5-10% more oil from fields having reached
the later stages of production. This will create a market for CO2.
The presentation will finish with an indication of the cost to get the
CO2 from heavy industry and power stations on land to the offshore oil
fields.
Zeit: Montag 14:00–16:15 Raum: HS 221
Hauptvortrag AKE 2.1 Mo 14:00 HS 221
Windenergie hilft dem Klima und belebt die Wirtschaft — •Udo
Paschedag — Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit,
Alexanderplatz 6, D-10178 Berlin
Ziele der Bundesregierung: Bis Mitte des Jahrhunderts sollen die Erneuerbaren
Energien rund die Hälfte des Energieverbrauchs decken. Die
größten Ausbaupotenziale bestehen derzeit bei der Windenergie. Aus
heutiger Sicht wird daher in den kommenden beiden Jahrzehnten der
Ausbau der Windenergie an Land und auf See den größten Beitrag zur
Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien leisten. Gemäß der Strategie
der Bundesregierung zur Windenergienutzung auf See sind auf den
aus heutiger Sicht voraussichtlich verfügbaren Flächen in Nord- und Ostsee
bis 2025 bzw. 2030 etwa 20.000 bis 25.000 MW installierter Leistung
möglich.
Klimaschutz und CO2-Vermeidung durch Windenergie: Gegenwärtig
werden durch die Windenergienutzung in Deutschland bereits rund 18,5
Mio. t CO2 pro Jahr eingespart, d.h. mehr als 2% der gesamten CO2-
180
Emissionen in Deutschland. Dies unterstreicht in beeindruckender Weise,
welche Bedeutung der weltweite Ausbau der Windenergie für den Klimaschutz
haben könnte.
Wirtschaftlicher Nutzen der Windenergie: Die deutsche Windbranche
hat im Jahr 2002 einen Umsatz von 3,5 Mrd. Euro erzielt. Die Windenergienutzung
an Land ist mittlerweile zu einem festen Standbein für
die Wirtschaftskraft in ländlichen Regionen geworden. Allein im Bereich
der Windenergie gibt es derzeit rund 40.000 Arbeitsplätze (Erneuerbare
Energien insgesamt: 130.000). Die Offshore-Windenergie bietet
darüber hinaus große Chancen für die norddeutschen Küstenregionen.
Nach Schätzungen des VDMA ist von einem Investitionsvolumen von ca.
40 Mrd. Euro und mehr als 10.000 neuen Arbeitsplätzen auszugehen.
Werden externe Kosten der verschiedenen Energieträger berücksichtigt,
so ergibt sich aus dem EEG und insbesondere durch die Windenergienutzung
ein erheblicher volkswirtschaftlicher Nutzen.
Kosten der Windenergie: Die Einspeisevergütungen für Strom aus Erneuerbaren
Energien werden über den Preis von den Stromverbrauchern
und nicht aus Steuergeldern bezahlt. Die Kosten pro Jahr und Arbeits-

platz in der Windenergiebranche liegen bei 16.000-25.200 Euro (ein Arbeitsplatz
in der Kohleindustrie kostet demgegenüber ca. 80.000 Euro).
Durch die Einspeisevergütungssätze des EEG entstehen keine unzumutbaren
Kostenbelastungen der Industrie und der Verbraucher. Für energieintensive
Unternehmen sieht das EEG zur Entlastung eine Härtefallregelung
vor. Auch die Kosten für die Stromverbraucher sind kaum spürbar.
Für die gesamte EEG-Vergütung zahlt ein durchschnittlicher 3-Personen-
Haushalt zur Zeit monatlich ca. 1 Euro. Regel- und Reserveenergie stellen
jedoch ein nicht unbedeutendes Problem und einen entsprechenden
Kostenfaktor dar. Bei einer weiteren Kostendegression der Windenergie,
neuen notwendigen Investitionen in den deutschen Kraftwerkpark (40.000
MW müssen bis zum Jahr 2020 ersetzt werden), Neuordnung der Regelzonen
und steigenden Preisen für fossile Energien ist aber mittelfristig
damit zu rechnen, dass Windenergie sich zu einer am Markt konkurrenzfähigen
Energieform entwickelt.
Hauptvortrag AKE 2.2 Mo 14:45 HS 221
Die technisch-wirtschaftliche Entwicklung der Windenergie –
Rückblick auf die letzten 10 Jahre und Ausblick auf die zukünftigen
Entwicklungen — •Andreas Düser — ENERCON GmbH,
Vertriebsbüro Ense, Oesterweg 9, D-59469 Ense
Das Stromeinspeisungsgesetz sowie dessen Nachfolger, das
Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), haben seit über 10 Jahren
gesicherte Rahmenbedingungen geschaffen, welche eine enorme
technisch-wirtschaftliche Entwicklung im Bereich der regenerativen
Energien, insbesondere der Windenergie, ermöglicht haben.
Zu Begin der deutschen Windkraftentwicklung standen Anfang der
90er Jahre kleine Windenergieanlagen mit einer installierten Leistung von
55 kW und einem Rotordurchmesser von 16 m. Heute, nach etwas über
10 Jahren Entwicklungszeit, hat sich die installierte Leistung annähernd
verhundertfacht und der Rotordurchmesser versiebenfacht.
Diese rasante Größenentwicklung hat an die Entwicklungsingenieure
große Herausforderungen gestellt:
-Neue Anlagen- und Turmkonzepte mussten entwickelt werden.
-Der Materialeinsatz (z.B. Gusswerkstoffe) mußte optimiert werden,
um die Gondelgewichte zu begrenzen.
-Grundlagenforschung war notwendig, um neue Materialien einsetzen
zu können oder die sehr hohen Lastwechselspiele technisch in den
Griff zu bekommen.
Die zukünftige Entwicklung der Windenergie-Technologie wird jedoch
AKE 3 Kernenergien
zusätzliche Schwerpunkte setzen müssen: Neben einem erhöhten Kostendruck
durch stärker sinkende Vergütungspreise spielen die Netze und
deren Aufnahmekapazität eine immer gewichtigere Rolle. Neue Konzepte
für die Einbindung von großen installierten Leistungen in die vorhandene
Netzstruktur, wie z.B. die Regelbarkeit der Windparks, netzstützende
Betriebsweisen bis hin zu Hochleistungsspeichern, welche die Spitzenerzeugung
der Windenergieanlagen abfangen und für die Netzbetreiber
abrufbar zwischenspeichern, sind in der Zukunft notwendig, um die Erfolgsgeschichte
” Windenergie“ weiterschreiben zu können.
Hauptvortrag AKE 2.3 Mo 15:30 HS 221
Netzeinspeisung aus zeitlich fluktuierenden Quellen — •Helmut
Alt — RWE Rhein-Ruhr AG, Neue Jülicher Straße 60, D-52353 Düren
Gemäß den Zielvorgaben der Bundesregierung im Entwurf eines Zweiten
Gesetzes zur Änderung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG)
soll der Anteil Erneuerbarer Energien am gesamten Energieverbrauch
bis zum Jahr 2010 mindestens verdoppelt werden. In der Begründung
wird konkret gefordert, den Anteil Erneuerbarer Energien am Stromverbrauch
bis 2010 auf 12,5% und bis zum Jahr 2020 mindestens auf
20% zu erhöhen. Da die Wasserkraft als der bisherige dominante Träger
der Stromerzeugung aus erneuerbarer Primärenergie hinsichtlich des
verfügbaren Potenzials bereits seit vielen Jahrzehnten bei uns in Deutschland
ausgeschöpft ist, kann der Zuwachs realistischer Weise nur aus dem
Ausbau der Windkraft- und Biomassenutzung kommen. Die Stromerzeugung
aus Windkraft hat mit rd. 4% in diesem Jahr den Anteil aus Wasserkraft
überholt. Die Stromerzeugung aus Sonnenenergie mittels Fotovoltaikanlagen
kann, trotz des erfolgreich abgeschlossenen 100.000 Dächer
Solarstrom-Programms, nur einen marginalen Beitrag liefern. Die Zielsetzung
(300 MW) wurde mit 350 MW (Einspeiseanteil rd. 0,06%) sogar
überschritten, so dass die zukünftige Förderung nur noch nach den angepassten
Vergütungssätzen im EEG erfolgt.
Im Vortrag wird die energiewirtschaftliche Bedeutung der fluktuierenden
Einspeisungen aus der Windkraft an Hand gemessener Tagesganglinien
analysiert und die daraus sich ergebenden Konsequenzen für den
erhöhten Bedarf an kurzfristig aktivierbarer Regelleistung und Kraftwerksreserveleistungen
dargestellt. Die sich aus der Systematik des EEG
ergebende Zusatzbelastung für die Stromkunden aller Energieversorgungsunternehmen
auf Basis eines Umlageverfahrens zur Finanzierung
der über den Wettbewerbspreis für die Stromerzeugung liegenden Mindestvergütungen
wird spezifiziert.
Zeit: Dienstag 11:00–12:30 Raum: HS 221
Hauptvortrag AKE 3.1 Di 11:00 HS 221
Der ” European Pressurized Water Reactor“ (EPR) und sein
Sicherheitskonzept — •Ulrich Krugmann — Framatome ANP
GmbH, D-91058 Erlangen
Der EPR ist eine organische Weiterentwicklung (begonnen 1989) der
über viele Jahre bewährten Baureihen ” Konvoi“ von Siemens und ” N4“
von Framatome. Heute steht Framatome ANP vor dem Bau des ersten
auf der Basis des EPR geplanten Kernkraftwerks, das am finnischen
Standort Olkiluoto errichtet werden soll (der EPR wurde vom Bauherrn
unter vier Alternativen ausgewählt).
In die Entwicklung des EPR gingen nicht nur die weltweit erprobte
Technik der beiden Basisentwürfe ein, sondern auch die Erfahrungen
aus dem langjährigen Betrieb einer großen Zahl von Kernkraftwerken,
die Expertise der Gutachter und Genehmigungsbehörden in Deutschland
und Frankreich sowie die Forschungsbeiträge der großen kerntechnischen
Forschungszentren. Was den EPR besonders auszeichnet, ist seine Sicherheitstechnik,
die hypothetische Störfälle nicht nur extrem unwahrscheinlich
macht, sondern sie auch auf die Anlage selbst begrenzt. Das
wurde möglich durch die Weiterentwicklung der schon bei herkOmmlichen
Kernkraftwerken bewährten Kombination aus naturgesetzlichen
( ” inhärenten“) Sicherheitsmerkmalen mit technischen Vorrichtungen, die
weitestgehend selbsttätig sicherheitsgerichtet wirksam werden oder durch
redundante und diversitäre Auslegung ein Ausfallen der zu gewährleistenden
Funktion unter jede praktisch relevante Wahrscheinlichkeit absenken.
Der EPR bildet das notwendige Bindeglied zwischen der heutigen Generation
von Kernkraftwerken, die in den nächsten zwei Jahrzehnten ans
Ende ihrer technischen Betriebsdauer kommen, und den noch im Experimentierstadium
oder gar nur als Ideenskizze vorliegenden zukünftigen
181
Anlagen der ” Generation IV“, die frühestens in der zweiten Hälfte des 21.
Jahrhunderts zur Verfügung stehen werden. Die mit dem EPR gewonnenen
Erfahrungen werden eine wichtige Voraussetzung für die Sicherheit
und Wirtschaftlichkeit dieser zukünftigen Kernkraftwerkstypen sein.
Hauptvortrag AKE 3.2 Di 11:45 HS 221
Theoretical Understanding of Burning Thermonuclear Plasmas
— •A. G. Peeters — Bereich Theorie, MPI für Plasmaphysik, Boltzmannstr.
2, D-85748 Garching
The physics research connected with the development of nuclear fusion
is multi-disciplinary, with elements of wave physics, kinetic theory, turbulence
and plasma wall interaction. In this talk an overview of different
areas is given with emphasis on the meaning for a reactor.
One of the areas in which theory has made progress is the influence of
kinetic effects on large scale instabilities. These include the influence of
the alpha particles which are the product of the fusion reactions as well
as self-generated plasma currents that change the magnetic field topology.
Both, unfortunately, open new channels through which the plasma
can become unstable. The meaning of these instabilities is reviewed.
One of the most challenging problems since the early days of nuclear
fusion research is the understanding of the particle and heat losses from
the plasma. These transport processes are larger than expected, and are
referred to as anomalous. For this reason reactor designs are based on empirical
scaling laws. Recent developments in the understanding of transport
processes have let to a more physics based approach. We are now
able to predict core profiles with relatively good accuracy. The problem in
predicting accurately the total stored energy is therefore shifted towards
the prediction of the edge.

AKE 4 Energiewirtschaft I
Zeit: Dienstag 12:30–13:15 Raum: HS 221
Hauptvortrag AKE 4.1 Di 12:30 HS 221
Methanhydrate vom Meeresboden – Illusion oder Option auf
eine potentielle Energiequelle — •Gerhard Bohrmann — Fachbereich
5, Universität Bremen, D-28334 Bremen
Methanhydrate gehören chemisch zur Gruppe der Gashydrate, die eine
feste Verbindung bilden, wenn Wasser und Gas bei hohem Druck und
niedrigen Temperaturen miteinander reagieren. Die sich langsam durchsetzende
Erkenntnis, dass natürliche Methanhydrate in großen Mengen
existieren, erweckte in den letzten 10 Jahren das Interesse vieler
Geowissenschaftler. Wichtige Fragestellungen dabei sind die mögliche
Nutzung als zukünftige Energieressource, die Wechselwirkung der
Methanhydrate mit dem Klima, ihre Einbindung in den Kohlenstoff-
AKE 5 Alternative Treibstoffe
kreislauf sowie ihre Bedeutung bei einer ganzen Reihe von geologischbiologisch-geochemischen
Prozessen vor allem im marinen Bereich. Diese
grundlegenden Fragen und angewandte Problemstellungen, wie z.B. die
Gründung von Förderplattformen für Öl und Erdgas in gashydratführenden
Sedimenten führte gegen Ende des 20en Jahrhunderts dazu, dass
viele Länder nationale Forschungsprogramme zur Untersuchung von Gashydratfragen
aufgelegt haben. Obwohl es bei der globalen Bilanzierung
noch Unsicherheiten gibt und andere Kohlenstoffspeicher unberücksichtigt
bleiben, wird heute allgemein von einer Größenordnung um 10.000-
12.000 Gigatonnen Kohlenstoff, der in Gashydraten gebunden ist, ausgegangen.
Dies übersteigt die Kohlenstoffmenge der zur Zeit bekannten
Vorkommen fossiler Brennstoffe bei weitem und stellt somit ein Potenzial
für die Zukunft dar.
Zeit: Donnerstag 11:00–13:15 Raum: HS 109
Hauptvortrag AKE 5.1 Do 11:00 HS 109
Biokraftstoffe aus Algen – Photobiologische Wasserstoffproduktion
und CO2-Fixierung — •Thomas Happe — Ruhr-Universität-
Bochum, Biochemie der Pflanzen, AG Photobiotechnologie, D-44780 Bochum
Molekularer Wasserstoff (H2) gilt als idealer Energieträger der Zukunft.
In Kombination mit effizienten Brennstoffzellen liefert seine Verbrennung
umweltfreundlich erzeugte Elektrizität. Bisher wird H2 aus fossilen
Energieträgern wie Erdöl gewonnen. Deren Reserven sind allerdings begrenzt,
und ihre Verwendung widerspricht dem Gedanken der regenerativen
Energiegewinnung. Eine Möglichkeit zur umweltschonenden Gewinnung
des Gases ist die biologische H2-Erzeugung durch Mikroorganismen.
Photobiologische Produktion von Wasserstoff durch Algen verspricht eine
regenerative Energiequelle aus den in der Natur am meisten vorkommenden
Reserven, nämlich Licht und Wasser, wobei Algen in der Nutzung
der Sonne als Energiespender höchst erfolgreich sind.
Unsere Arbeitsgruppe befasst sich mit der H2-Produktion durch einzellige
Grünalgen. Diese Algen haben die geringsten Nährstoffansprüche
überhaupt und wachsen im Licht auf rein anorganischem Medium. Algenzellen
der Spezies Chlamydomonas reinhardtii enthalten besondere
Enzyme, sogenannte Hydrogenasen, die molekularen H2 mit einer hohen
Effizienz bilden. Unter normalen Wachstumsbedingungen kommen diese
sauerstofflabilen Enzyme nicht zum Einsatz. Vor kurzem wurde jedoch
ein System entwickelt, das eine langfristige H2-Produktionsphase der Algen
ermöglicht. Durch einen speziellen Trick (Entzug von Schwefel) kann
man die Algen dazu bringen, große Mengen an Wasserstoffgas zu produzieren.
Das Entziehen des Nährstoffs Schwefel bewirkt eine metabolische
Anpassungsstrategie der Zellen, die in einer lichtabhängigen Produktion
von nahezu reinem H2-Gas resultiert. Bisher wurde dieses System lediglich
im Labormaßstab etabliert. Dabei konnte eine Produktionsrate von
ca. 1 Liter H2 pro Tag und 4 Liter Algenkultur erzielt werden. Durch Selektion
neuartiger Algen könnte eine Erhöhung der Rate um das 10-100
fache gelingen.
Algen produzieren aber nicht nur Wasserstoff, sondern können auch als
schnellwachsende Biomasse genutzt werden, um neuartige Kraftstoffe für
Verbrennungsmotoren zu entwickeln. Die Biomasse ” Alge“ speichert eine
große Menge Kohlenstoff aus dem CO2-Gehalt der Luft und steht somit
für die Erzeugung von flüssigen CO2-neutralen Kohlenwasserstoffen zur
Verfügung.
Hauptvortrag AKE 5.2 Do 11:45 HS 109
Alternative Treibstoffe zur Sicherung der Energieversorgung
und der Umwelt — •Franz X. Söldner — Europäische Kommission,
Rue de Mot 28, B-1040 Brüssel
Die Europäische Kommission hat in den Rahmenpapieren zur europäischen
Energie- und Verkehrspolitik ein Ziel von 20% Marktanteil für
alternative Treibstoffe zum Jahr 2020 vorgegeben. Angestrebt wird damit
Verbesserung der Sicherheit der Energieversorgung durch Öl-Substitution
und Verringerung der Treibhausgasemissionen. Bio-Treibstoffe, Erdgas
und Wasserstoff wurden als Hauptträger benannt. Deren technische, wirtschaftliche
und ökologische Entwicklungsperspektiven wurden von einer
europäischen Expertengruppe ausführlich untersucht. Ergebnisse werden
in diesem Vortrag berichtet.
Biomasse kann über neue Verfahrenstechnologien mit hoher Ausbeute
zu flüssigen Treibstoffen verarbeitet werden und könnte zu einem
Grundsockel Treibhausgas-freier Eigenversorgung aufgebaut werden.
Erdgas ermöglicht eine Diversifizierung der Energiequellen und reduzierte
Treibhausgasemissionen, mit künftig erwarteteter Technologie
16% gegenüber Benzinautos und 13% gegenüber Dieselautos. Bei breiter
Markteinführung könnte Erdgas im Transportsektor wirtschaftlich voll
konkurrenzfähig werden. Wasserstoff könnte als möglicher universeller
Energieträger alle verfügbaren, insbesondere die erneuerbaren Energiequellen,
erschließen und Treibhausgasemissionen erheblich vermindern.
Wasserstoffverbrennungsmotoren könnten die Markteinführung von
Wasserstofffahrzeugen vorantreiben. Brennstoffzellensysteme bieten
die Perspektive eines gegenüber thermischen Verbrennungsmaschinen
deutlich höheren Wirkungsgrads. Europäische Demonstrationsprojekte
sollen die wesentlichen Elemente einer Wasserstoffwirtschaft zur
Marktreife entwickeln.
Hauptvortrag AKE 5.3 Do 12:30 HS 109
Energy Conversion in Fuel Cells and Processes in Nanometric
Dimensions — •Ulrich Stimming — Department of Physics, E19:
Interfaces and Energy Conversion, Technische Universität München —
Bavarian Center for Applied Energy Research (ZAE), D-85748 Garching
Fuel cells are currently considered an important technology being able
to save primary energy and reduce emissions associated with energy conversion.
In addition, they may be ideally suited for energy conversion in a
future hydrogen based energy economy. Currently, fuel cells are developed
for stationary applications in large power plants but also for residential
power, for vehicles in road traffic and also for portable applications to
potentially replace rechargeable batteries.
There are various types of fuel cells ranging from low temperature
cells such as the Proton Exchange Membrane Cell (PEMFC) operating
between 50 and 100 ◦ C and high temperature cells such as the Solid Oxide
Fuel Cell (SOFC) with temperatures up to 1000 ◦ C. The functional
layers of electrodes and electrolyte have a typical thickness in the range
between µm and some hundred µm but are often composite materials
in themselves. A typical example is the PEMFC where the electrode is
made up of a carbon diffusion layer with carbon supported noble metal
catalysts, the latter being of nm sized particles.
It is thus important to understand electrochemical reactivity on small
particles of nanometric dimensions. This was investigated using colloidal
particles of Pt on Au(111) with respect to CO-oxidation which is important
if a carbon containing fuel is used in fuel cell operation which
has to be reformed which in turn produces CO in the feed-gas. Electrochemical
measurements and spectroscopic results suggest a pronounced
particle size dependence emphasizing the solid state physics in the energy
conversion process in nanometric dimensions. Experimental results
are, however, obscured by agglomeration of single particles leading to an
actually broad size distribution of reacting particles.
In order to better understand such an influence of particle size a novel
all-in-situ technique using a scanning tunneling microscope was developed
that allows the preparation, structural characterization and investigation
of the reactivity of a single particle. Pd-particles having a size
182

in the range of a few to some hundred nm were investigated regarding
hydrogen evolution. A pronounced effect of size was found with smaller
particles being more reactive by orders of magnitude as compared to bulk
AKE 6 Energieeinsparung bei Gebäuden
flat surfaces.
These results are discussed in terms of their relevance for fuel cell operation
and possible conclusions regarding the design of fuel cells.
Zeit: Donnerstag 14:30–16:00 Raum: HS 109
Hauptvortrag AKE 6.1 Do 14:30 HS 109
CO2-Einsparung bei Gebäuden: Vakuumisolation für Alt- und
Neubau — •Jochen Fricke, Hubert Schwab und Andreas Beck
— ZAE Bayern, Am Hubland, D-97074 Würzburg
Knapp ein Drittel des CO2-Ausstoßes in Deutschland entfällt auf
die Raumheizwärme, wozu insbesondere die ca. 23 Millionen Altbau-
Wohneinheiten mit einem spezifischen Heizenergieeinsatz von teilweise
über 300 kWh pro Quadratmeter Wohnfläche und Jahr beitragen.
Im Hinblick auf die Zunahme der CO2-Konzentration in unserer Atmosphäre
auf heute bereits 375 ppm (d.h. + 34% seit 1850) sind hier u.a.
effiziente Wärmedämm-Maßnahmen am Gebäudebestand dringend erforderlich
und sollten durch staatliche Förderung forciert werden. Das
ZAE Bayern hat in den vergangenen Jahren die Entwicklung und den
Einsatz von hocheffizienten Vakuumisolationspaneelen (VIP) betrieben.
VIPs dämmen bei vergleichbarer Dicke rund zehnmal besser als konventionelle
Dämmstoffe. VIPs bestehen aus einem hochporösen, weitgehend
inkompressiblen Kern aus Pulver, offenporigem Schaum oder Fasern, der
im Vakuum in eine vakuumdichte Hülle eingeschweißt wird. Für Bauanwendungen
erweisen sich als besonders gut geeignet Kerne aus porösem,
nanostrukturiertem SiO2-Pulver. Als Hülle dient entweder kunststoffbeschichtete
Al-Folie oder eine Al-bedampfte mehrschichtige Hochbarrierefolie.
Typisch liegt die Wärmeleitfähigkeit bei solchen VIPs bei 0,004
W.m −1 K −1 . Damit die VIPs ihre exzellente Dämmfunktion über einige
Jahrzehnte behalten, darf der Druckanstieg durch Eindiffusion von Luft
und Wasserdampf nur ca. 1mbar/Jahr betragen. Das ZAE Bayern hat
u.a. im Rahmen von HTO-Forschungsprojekten VIPs in eine Reihe von
Gebäude-Fassaden integriert: Etwa in ein denkmal-geschütztes Haus, in
ein Reihenmittelhaus und in einen Neubau mit Passiv-Haus-Dämmstandard.
Im Vortrag wird über den Aufbau, die Funktionsweise sowie die
Einsatzmöglichkeiten von VIPs referiert.
AKE 6.2 Do 15:15 HS 109
Einfluss von Feuchte auf den Wärmetransport in Vakuumisolationspaneelen
— •Christian Hartmann, Ullrich Heinemann
und Jochen Fricke — ZAE Bayern, Am Hubland, D-97074 Würzburg
Mit flachen Vakuumisolationspaneelen, die aus einem offenporigen
und damit evakuierbaren und druckbelastbaren Füllmaterial und einer
ausreichend dichten Vakuumhülle bestehen, können im Vergleich zu
herkömmlichen Wärmedämmstoffen bei gleicher Dicke um einen Faktor
5 bis 10 höhere Dämmwerte erreicht werden. Bei gleicher Dämmwirkung
l¨sst sich alternativ die Dämmstärke auf ein fünftel bis zehntel reduzieren.
Bei sehr feinporigem Material, wie pyrogener Kieselsäure, einem
SiO2-Pulver mit Poren von maximal ca. 100 nm, können für die Hülle
metallbedampfte Kunststoffhochbarrierefolien verwendet werden, welche
weitgehend gasdicht sind. Anwendung finden solche Vakuumisolationspaneele
u.a. in Kühlschränken und in den letzten Jahren vermehrt auch im
Baubereich. Leider zeigen Kunststoffhochbarrierefolien eine relativ hohe
Durchlässigkeit für Wasserdampf. Untersuchungen zeigen, dass der Einfluss
auf die Wärmeleitfähigkeit des Füllmaterials unerwartet groß ist.
Mögliche Erklärungsansätze werden diskutiert.
AKE 6.3 Do 15:30 HS 109
Modell zur Abschätzung der Funktionsdauer von Vakuumisolationspaneelen
— •Daniel Kraus, Hubert Schwab, Ullrich Heinemann
und Jochen Fricke — ZAE Bayern, Am Hubland, D-97074
Würzburg
183
Vakuumisolationspaneele (VIPs) sind insbesondere dort interessant,
wo Platz entweder nur begrenzt verfügbar oder besonders
wertvoll ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Dämmstoffen kann die
gleiche Dämmwirkung mit VIPs mit nur einem fünftel bis zehntel
der ursprünglichen Dämmstärke erreicht werden. Jedoch lässt die
Dämmwirkung mit dem Eindringen von Gasen nach.
Untersuchungen an VIPs mit einer Umhüllung aus metallisierter
Kunststoffhochbarrierefolie zeigen für die verschiedenen Bestandteile
der Luft sehr unterschiedliche Eindringverhalten. Insbesondere das
Permeationsvermögen für Wasserdampf ist um Größenordnungen höher
als das für die übrigen atmosphärischen Gase. Das Eindiffundieren von
Wasser nimmt mit zunehmender Feuchte im Paneel ab und kommt
bei Gleichheit der Partialdrücke innen und außen zum Erliegen.
Generell weisen die Permeationsraten eine starke Abhängigkeit von
der Temperatur auf. Speziell für die Anwendung im Baubereich sind
zusätzlich möglicherweise erhöhte Permeationsraten für Siegelnähte,
Kanten und Ecken zu berücksichtigen.
AKE 6.4 Do 15:45 HS 109
Raumklimatisierung mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen
— •Astrid Hublitz — ZAE Bayern, Abteilung 4 (Solarthermie
und Biomasse), Walther-Meissner-Str. 6, D-85748 Garching
Offene sorptionsgestützte Klimatisierungssysteme mit flüssigen Sorptionsmitteln
arbeiten nach folgendem Prinzip: Außenluft wird sorptiv
entfeuchtet und durch Verdunsten von Wasser gekühlt.
Die Entfeuchtung der Außenluft erfolgt z.B. mit einer konzentrierten
Salzlösung, die in einem Absorber auf gekühlten Kontaktflächen verrieselt
wird. Die Sorptionswärme wird abgeführt, so dass die Außenluft gleichzeitig
entfeuchtet und vorgekühlt wird. In einem nachfolgenden Verdunstungskühler
wird die trockene Luft befeuchtet und kühlt sich weiter ab.
Die Salzlösung wird bei der Luftentfeuchtung verdünnt. In einem luftdurchsträmten
Regenerator wird sie auf 60 bis 80 ◦ C erwärmt und dabei
wieder aufkonzentriert.
Durch getrennte Lagerung von verdünntem und konzentriertem Sorbens
kann Energie gespeichert werden. Bei Verwendung der üblichen
wässrigen Lithiumchloridlösung als Sorbens kann durch einen speziellen
intern gekühlten Absorber eine Energiespeicherdichte von bis zu 280
kWh/m 2 erreicht werden, ohne das Entfeuchtungspotenzial der konzentrierten
Lösung zu reduzieren.
Das ZAE Bayern führt zwei Demonstrationsprojekte zur Raumklimatisierung
mit flüssigen Absorbentien in offenen Systemen durch. Im ersten
wird die Luft in einem Bürogebäude in Amberg entfeuchtet. Das
Gebäude wird über thermische Bauteilaktivierung durch Brunnenwasser
gekühlt. Durch die sorptive Entfeuchtung kann eine Taupunktsunterschreitung
vermieden werden. Die Regeneration des verdünnten Sorbens
erfolgt durch Solarenergie. Im zweiten Projekt wird ein Jazzclub
in München gekühlt. In diesem Fall wird die Kühlenergie in Form von
Kaltwasser bereitgestellt. Zur Regeneration des Sorbens wird Fernwärme
eingesetzt. Der Stand beider Projekte wird berichtet.

AKE 7 Energiewirtschaft II
Zeit: Donnerstag 16:30–17:45 Raum: HS 109
Fachvortrag AKE 7.1 Do 16:30 HS 109
Auswirkungen der Stromkosten auf dezentrale KWK-Anlagen
in urbanen Versorgungsgebieten — •Stephan Richter 1,2 und
Thomas Hamacher 1,2 — 1 MPI für Plasmaphysik, D-85748 Garching
— 2 Wissenschaftszentrum Umwelt, Universität Augsburg
Das Umweltbundesamt erwartet bis 2020 einen Ersatzbedarf von 40
GW Kraftwerkskapazitäten allein in Deutschland. Zudem wurde mit dem
sog. KWK-Gesetz ein Rahmen geschaffen, um die effiziente, gekoppelte
Bereitstellung von Kraft und Wärme monetär zu fördern. Es stellt sich
die Frage, mit welchen Techniken die zukünftige Energieversorgung gesichert
werden soll. Neben Kostenbetrachtungen spielen CO2-Emissionen
dabei eine große Rolle.
Mit Hilfe der integralen Methode Urban Research Toolbox: Energy
Systems (kurz: URBS) wird der Fragestellung, welche Auswirkungen
Veränderungen der Kosten und Emissionen im deutschen
öffentlichen Kraftwerkspark auf die Wirtschaftlichkeit und das CO2-
Reduktionspotential dezentraler KWK-Technologien haben können, am
Beispiel Augsburg nachgegangen. Es wird gezeigt, dass die spezifischen
Kosten- und Emissionsfaktoren für Strom aus dem Verbundnetz entscheidenden
Einfluss auf die sozio-ökonomische und ökologische Bewertung
eines verstärkten Ausbaus dezentraler KWK-Technologien auf urbaner
Ebene zur Folge haben.
AKE 7.2 Do 17:00 HS 109
Energieverbrauch in Städten – Der Weg von physikalischen
Gebäudemodellen zu integralen Stadtmodellen — •Jochen Oelke
1 und Thomas Hamacher 2 — 1 Lehrstuhl für experimentelle Plasmaphysik,
Universität Augsburg — 2 MPI für Plasmaphysik, D-85748 Garching
Ein wichtiger Aspekt in der zukünftigen Energieversorgung wird der
stetig wachsende Bedarf insbesondere in den städtischen Agglomerationen
sein. Die Bestimmung des Energiebedarfs einer Stadt erfordert
einen großen statistischen Aufwand. Um den Endenergiebedarf von Haushalten,
Gewerbe und Industriegebäuden in einer zur Energiesystemmodellierung
hinreichend hohen zeitlichen Auflösung zu erhalten, sind
herkömmliche statistische Erhebungen unzureichend. Die Anwendung
iterativer Berechnungsverfahrens, um den Energiebedarf abzuschätzen,
bietet eine numerische Lösung dieses Problems.
Mit dem Softwaretool MOHED wird gezeigt, dass anhand der bestehenden
Gebäudetypologie einer Modell-Stadt deren durchschnittlicher
Endenergiebedarf abgeschätzt werden kann. Dabei wird der Einfluss der
Bewohner durch das Verhalten in der Benutzung des Hauses herausgestellt.
Damit kann ein Schritt getan werden, um nationale und globale
Energieszenarien in ihren Aussagen zu festigen.
AKE 7.3 Do 17:15 HS 109
Qualitätskennzeichnung von Strom – Analyse und Bewertung
möglicher Nachweisverfahren — •Nicole von Grabczewski —
Öko-Institut e.V., Elisabethenstr. 55-57, D-64283 Darmstadt
184
Ab Mitte 2004 sind Stromversorger laut der novellierten EU-
Strombinnenmarktrichtlinie verpflichtet, ihre Kunden über den ihrer
Versorgung zugrunde liegenden Energieträgermix und zugehörige
Umweltauswirkungen zu informieren.
Wie können solche mit der Erzeugung verknüpften Informationen gewonnen
und transportiert werden? Physikalisch ist das Problem des so
genannten Trackings nicht zu lösen: Einmal ins Netz eingespeister Strom
lässt sich seiner Herkunft nach nicht unterscheiden. In den USA, den
Vorreitern bezüglich der Kennzeichnung von Strom, haben sich zwei unterschiedliche
Vorgehensweisen herauskristallisiert, um dennoch zu plausiblen
Ergebnissen zu gelangen: Der Nachweis auf Basis handelbarer Zertifikate
sowie die Verfolgung von Lieferverträgen, d. h. finanziellen Transaktionen.
Dortige Erfahrungen mit beiden Systemen werden analysiert, bewertet
und deren Anwendbarkeit in Deutschland bzw. Europa untersucht. Auch
auf weitere Ausgestaltungsaspekte, die bei der Implementierung einer
Kennzeichnung von Strom Beachtung finden sollten, wird eingegangen.
AKE 7.4 Do 17:30 HS 109
Demonstrationsexperiment einer dynamische Strahlsteuerung
zur Laser-Energieübertragung — •Christian A. Schäfer 1 ,
Hans-Jochen Foth 1 , Frank Steinsiek 2 , Wolf-Peter Foth 2
und Karl-Heinz Weber 2 — 1 TU Kaiserslautern, Fachbereich Physik,
Erwin-Schrödinger Straße, D-67663 Kaiserslautern — 2 EADS-Space
Transportation, Hünefeldstr.1-5, D-28199 Bremen
Das Experiment zur Laser-Energieübertragung ist als Demonstration
für die Machbarkeit einer geregelten Strahlsteuerung auf einen mobilen
Empfänger gedacht. Als Anwendung ist eine Energieversorgung von Satelliten
oder planetaren Fahrzeugen, die dann auf große Sonnenkollektoren
verzichten könnten, vorstellbar.
Im vorliegenden Experiment benutzt man einen 5 Watt Laser zur Energieübertragung
auf ein kleines Robotik-Fahrzeug. Durch einen Suchalgorithmus
wird der Laserstrahl auf die am Fahrzeug angebrachten Photovoltaikzellen
gelenkt, damit sie Energie zur Fortbewegung bereitstellen.
Dazu wird sowohl am Sender, als auch auf dem Fahrzeug ein Regelkreis
realisiert. Während der Regelkreis am Sender dafür sorgt, dass der
Strahl dem Ziel folgt, sorgt der Regelkreis auf dem Fahrzeug dafür, dass
sich die drehbare Autrefffläche immer senkrecht zum Strahl einstellt. Ein
Wirkungsgrad von rund 30% wird von der Strahlausgangsleistung bis zur
nutzbaren elektrischen Energie auf dem Fahrzeug realisiert. Dabei liegt
die maximale, bisher realisierte Entfernung zwischen Sender und Fahrzeug
bei rund 230m.

Hauptvorträge
INFORMATION (AKI)
Dr. Detlef Görlitz
Institut für Angewandte Physik
Universität Hamburg
Jungiusstr. 11
20355 Hamburg
E-Mail: goerlitz@physnet.uni-hamburg.de
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsaal HS 109)
AKI 1.1 Di 11:00 (HS 109) Open Access: Scientific Quality Assurance by Interactive Peer Review
and Public Discussion, Ulrich Pöschl
Fachsitzungen
AKI 1 Wissenschaftliches Publizieren und ’Open Access’ Di 11:00–12:15 HS 109 AKI 1.1–1.2
AKI 2 Fachinformationssysteme und Portale Di 14:00–16:00 HS 109 AKI 2.1–2.8
Mitgliederversammlung des Fachverbands Arbeitskreis Information
Di 16:30–18:30 HS 109
Tagesordnung:
Formalia
Bericht des Sprechers
Berichte aus den Beiräten
Wahl von Sprecher(in) und Stellvertr. Sprecher(in)
Aktualisierung des Maßnahmenkatalogs
Verschiedenes
185

Fachsitzungen
– Haupt-, Fach- und Kurzvorträge –
AKI 1 Wissenschaftliches Publizieren und ’Open Access’
Zeit: Dienstag 11:00–12:15 Raum: HS 109
Hauptvortrag AKI 1.1 Di 11:00 HS 109
Open Access: Scientific Quality Assurance by Interactive Peer
Review and Public Discussion — •Ulrich Pöschl — Technical
University of Munich, Institute of Hydrochemistry, Marchioninistr. 17,
D-81377 Munich, Germany
A large fraction of scientific publications are careless, useless, or false.
The traditional ways of scientific publishing and peer review do not live
up to the needs for efficient dissemination and quality assurance of new
concepts and results in today’s rapidly developing and highly diverse
world of science.
The spectacular recent cases of scientific fraud (e.g. Schön et al., Nature,
422, 92-93, 2003; 419, 419-421, 2002; Science, 299, 31, 2003; 298,
961, 2002) are only the tip of the iceberg. Even in reputable peer-reviewed
journals with high impact factors many contributions exhibit a lack of
scientific rigor and thorough discussion.
The most promising way to improve scientific quality assurance is an
open access two-stage (or multi-stage) publication process with interactive
peer review and public discussion. This approach has been followed
successfully in the design and operation of the interactive scientific jour-
AKI 2 Fachinformationssysteme und Portale
nal Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), which is edited by a
globally distributed network of scientists and published by the European
Geosciences Union (EGU): www.atmos-chem-phys.org.
Fachvortrag AKI 1.2 Di 11:45 HS 109
Freier Zugang zu Publikationen, Sichtbarkeit und Zitierung der
eigenen Arbeiten: was kann man selbst tun? — •Eberhard R.
Hilf — Institute for Science Networking Oldenburg ISN, Ammerlaender
Heerstr. 121 26129 Oldenburg
In der Physik forschen heisst messen, rechnen und Informationen
mit Dritten austauschen. Die möglichen Konsequenzen der anstehenden
Novellierung des Urbeberrechts (UrhG: Korb 2) für die weitere Einschränkung
der Informationsbeschaffung werden dargelegt und Auswege
aus der Informationskrise geschildert: Wann darf man und was ist beim
self-archiving durch die eigene Hochschule oder Institut zu beachten?
Wie können die eigenen Arbeiten maximal weltweit nicht nur verfügbar
werden sondern auch gefunden werden und zitiert werden? Es werden
zentrale Archivierungen (ArXiv, HAL) mit verteilten Lösungen (Phys-
Net,repec) verglichen.
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: HS 109
AKI 2.1 Di 14:00 HS 109
Die Virtuelle Fachbibliothek Physik als Zugang zu physikrelevanten
Informationen: neueste Entwicklungen und Perspektiven.
— •Esther Tobschall — Technische Informationsbibliothek
und Universitätsbibliothek Hannover (TIB/UB)
Die Virtuelle Fachbibliothek Physik ist im März 2003 mit einer
ersten Version online gegangen: Neben dem Fachinformationsführer,
einer qualitätskontrollierten und kommentierten Sammlung von
Internet-Informationsressourcen, bietet die ViFaPhys einen komfortablen
Zugriff auf physikrelevante Fachliteratur. Die Einbindung von
Fachwissenschaftlerinnen und Fachwissenschaftlern bei der Entwicklung
der ViFaPhys über den Arbeitskreis Information der DPG sichert die
Berücksichtigung der Bedürfnisse der Physiker bei der Gestaltung des
Angebots.
Seit März 2003 ist die ViFaPhys kontinuierlich ausgebaut worden, über
diese Neuerungen wird im Rahmen des Vortrages berichtet: So wurden
z.B. die Inhalte des Fachinformationsführers in das interdisziplinäre
Internetportal vascoda eingebunden. Darüber hinaus ist zu diskutieren,
welche Perspektiven sich für die ViFaPhys in ihrer Funktion als
zentralem Zugang zu physikrelevanten Informationen abzeichnen.
Das Projekt ViFaPhys wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft
im Rahmen des Förderprogramms ’Elektronische Publikationen im
Literatur- und Informationsangebot wissenschaftlicher Bibliotheken’
gefördert und ist ein Angebot der TIB.
AKI 2.2 Di 14:15 HS 109
Offene, verteilte Portale und Web Services — •Thomas Severiens
— Institute for Science Networking, Oldenburg
Web Services und XML bieten eine Technik, die es ermöglicht Inhalte
und Dienste von Portalen auf einer standardisierten Basis auszutauschen.
Was fehlt, ist eine organisatorische Vernetzung, um die zahlreichen Portale
der Physik (und darüber hinaus) zu verknüpfen. Dies würde nicht
nur Doppelarbeit bei der Pflege ersparen, sondern insbesondere ganz neue
Dienste, wie frei personalisierbare Portale, auch und insbesondere mit interdiszipinärem
Schwerpunkt ermöglichen. Eine erste Idee einer solchen
organisatorischen Vernetzung wurde in der Deutschen Internet Bibliothek
(www.internetbibliothek.de) implementiert. Der Vortrag beleuchtet
näher, inwiefern dortige Ergebnisse auf die Physik übertragbar sind, in
186
wiefern die Vernetzung der Portale von Ergebnissen der Projekte ViFa-
Phys und VASCODA profitieren kann, wie und wer eine solche Vernetzung
initialisieren kann.
AKI 2.3 Di 14:30 HS 109
Fachwelt Physik — Anlaufstelle zur Informationsvermittlung
(nicht nur) für Physiker — •H.-R. Oberhage — Fachbereich
Physik, Campus Essen, Universität Duisburg-Essen
Vorgestellt wird die Fachwelt Physik www.fachwelt-physik.de, das
Einstiegsangebot des AKI der DPG zu Informationen zur Physik im
(vorwiegend) deutschsprachigen Raum. Anliegen und Bedürfnisse eines
Fachwissenschaftlers bilden bei seiner Anlage und Gestaltung das Hauptgewicht,
zu seiner Nutzung sind jedoch alle Physikinteressierten eingeladen.
Zu den vorzustellenden Gesichtspunkten Inhalte, Gestaltung, Navigation,
Sicherheit, Offenheit, Barrierefreiheit, Vorzüge und Beschränkungen
kommen neu Bemühungen zum komfortableren und direkteren Zugang
zu Informationsquellen sowie der möglichen Integration fremder Inhalte
und Zulieferung eigener Information an kooperierende Projekte.
AKI 2.4 Di 14:45 HS 109
Das Portal der KFP - Aktueller Stand — •Uwe Kahlert —
Institut f. Theor. Physik A , RWTH-Aachen
Die Konferenz der Fachbereiche Physik (KFP) hat einen zentralen Server
(www.kfp-physik.de) geschaffen, dessen Web-Angebot sich noch im
Auf- und Ausbau befindet. Eine der Aufgaben der KFP ist die zentrale
Erfassung und Aufbereitung statistischer Daten aus den Fachbereichen
Physik zum Physikstudium in Deutschland. Aufbauend hierauf sollen
weitere Daten aus den Fachbereichen (Organisation, Ansprechpartner,
Studieninformationen, Forschungsaktivitäten, etc.) dezentral erfasst und
in eine Datenbank eingepflegt werden. Aus dieser sollen Informationen
über die Fachbereiche in standardisierter Form generiert werden um so -
auch ergänzt um geeignete Suchfunktionalitäten - einen definierten Einstiegspunkt
in die ’Physik in Deutschland’ zu erhalten.
Der Stand der Umsetzung des Konzeptes wird vorgestellt.
AKI 2.5 Di 15:00 HS 109
Welt der Physik - ein Jahr nach dem Start — •Heidrun Bojahr
— DESY-HS, 22603 Hamburg

Der große Erfolg des Jahres der Physik veranlasste das BMBF und
die DPG, das wachsende Interesse an der Physik mit dem Internet-
Portal ’Welt der Physik’ weiter zu fördern. Die aktuelle Forschung
der Physik an deutschen Universitäten und Instituten wird hier allgemeinverständlich
hauptsächlich für die interessierte Öffentlichkeit aber
auch für den Physiker-Nachwuchs und für Physiker anderer Fachgebiete
präsentiert.
Neben zahlreichen Artikeln zu unterschiedlichen, physikalischen Themen
wird Besuchern des Portals www.weltderphysik.de eine große Auswahl
an weiteren Informations- und Recherchequellen angeboten. Außerdem
lädt das interaktive Portal ein, eigene Veranstaltungen überregional
bekannt zu machen und der Öffentlichkeit die eigenen Forschungsbereiche
in Artikeln vorzustellen. Dabei erfordert die stetige Entwicklung der
Forschungslandschaft einen ständigen Ausbau der dargestellten Themenbereiche
und Informationsangebote. Die Mitarbeit von namhaften Wissenschaftlern,
Fachjournalisten und vielen renommierten Forschungseinrichtungen
garantiert den hohen professionellen Standard des Portals.
Das ’Welt der Physik’ — Internetportal wurde im Rahmen der 67.
Physik-Tagung 2003 für die Öffentlichkeit freigegeben. Der Vortrag
präsentiert den Status des Portals ein Jahr nach dem Start.
AKI 2.6 Di 15:15 HS 109
Das Physikportal pro-physik.de — •Matthias Hahn — Wiley-vch,
Boschstr., Weinheim
pro-physik.de versorgt den Physiker mit aktuellen Nachrichten aus
der Physik und Technik, bietet u.a. ’den’ Stellenmarkt für Doktoranden
und PostDoc-Stellen im Bereich der Physik und ”hostet” die
Mitgliederzeitschrift der DPG - das ’Physik Journal’. Es wird über
Fortschritte bzgl. den Inhalten und der ’Findemaschine’ von prophysik.de
berichtet.
AKI 2.7 Di 15:30 HS 109
Integration von Datenquellen * Das Physikportal des FIZ Karlsruhe
— •Hans-Wilhelm Müller — Fachinformationszentrum Karlsruhe,
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
187
Das Fachinformationszentrum Karlsruhe entwickelt in Kooperation
mit dem AKI ein wissenschaftliches Fachportal, das freie Quellen und
Datenbanken unter einer einheitlichen Oberfläche suchbar macht. Kernkomponente
ist der QueryBroker, eine Suchmaschine für die parallele
Suche über Internetquellen, Preprint-Server und Datenbanken des Fachinformationszentrums.
Ein weiterer Schwerpunkt ist die Anbindung an
Volltextversorgungssysteme. Inhalte und Suchfunktionalität werden zusammen
mit dem AKI auf die Bedürfnisse des Physikers in der Forschung
abgestimmt.
AKI 2.8 Di 15:45 HS 109
Fachinformationen für den Physiker aus Literaturdatenbanken
des FIZ Technik — •Edgar Schneider — FIZ-Technik-Inform
GmbH, Ostbahnhofstr. 13, D-60314 Frankfurt
FIZ Technik bietet dem Physiker mit der INSPEC-Datenbank
eine unverzichtbare Quelle für Recherchen nach physikrelevanten
Fachinformationen weltweit. Über den Internet-Zugang werden leicht
verständliche Suchoberflächen für den Gelegenheitsnutzer und den
professionellen Rechercheur angeboten. Wer automatisch und regelmäßig
über Veröffentlichungen eines Themas per E-Mail informiert werden
möchte, kann seine Suche auch als Dauerauftrag einrichten.
In Zusammenarbeit mit der TIB Hannover wird die INSPEC-
Datenbank in das Internet-Portal Virtuelle Fachbibliothek Physik eingebunden.
Über diesen Portal-Zugang können schnell und unkompliziert
gefundene Fachartikel über das TIBORDER-System in Hannover bestellt
werden. Mitarbeiter aus Einrichtungen, die INSPEC über FIZ Technik im
Intranet anbieten, z.B. Universitäten, Fachhochschulen und Forschungseinrichtungen,
können auch in der Virtuellen Fachbibliothek Physik
diese Datenbankn auswählen ohne daß eine Identifikation über Kennung
und Passwort notwendig ist. Über einen IP-Check werden die Informationssuchenden
automatisch zur Angebotsseite der eigenen Institution
geleitet.

BIOPHOTONIK (SYBP)
Prof. Dr. Cornelia Denz
- Nichtlineare Photonik -
Institut für Angewandte Physik
Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Corrensstr. 2-4, 48149 Münster
E-Mail: denz@uni-muenster.de
Prof. Dr. G. Häusler
Lehrstuhl für Optik, Physikalisches Institut
Universität Erlangen
Staudtstr. 7 / B2, D - 91058 Erlangen
E-mail:Gerd.Haeusler@optik.uni-erlangen.de
Das Symposium ist eine gemeinsame Veranstaltung des FV Quantenoptik und Photonik sowie der Arbeitsgruppe Photonik
der DPG und der Deutschen Gesellschaft für Angewandte Optik (DGaO)
EINFÜHRUNG
Die Biophotonik beschäftigt sich mit der Wechselwirkung von Licht mit lebenden Organismen und organischem Material
und deren Anwendung in Biologie und Medizin. Gerade in jüngster Zeit gewinnt die Biophotonik zur Mikrostrukturierung
funktioneller, mechanischer, biologischer und chemischer Eigenschaften biologischer Materialien und Systeme an Bedeutung.
Diese Technologien können zum gezielten Eingreifen in biologische Vorgänge auf sub- bis suprazellulärer Ebene eingesetzt
werden und ermöglichen es erstmals, die Funktionen und Abläufe innerhalb lebender Zellen zu beobachten. Ziel ist hierbei,
Methoden zu entwickeln, die eine kontinuierliche Beobachtung der Zellfunktionen in vivo sowie kontrollierter Manipulation
erlauben. Neben der Aufklärung, Erkennung und Therapie von Krankheiten liegen vielversprechende Anwendungen der
Biophotonik auch auf den Gebieten der Biotechnologie, der Lebensmittelanalytik und im Umweltschutz.
Das Symposium soll einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung in den verschiedenen Bereichen der Biophotonik
geben, insbesondere aus den Bereichen Mikroskopie, Spektroskopie und biomedizinische Anwendungen.
Biophotonics is dedicated to the interaction of light with living organisms and tissues and its application in biology and
medicine. Recently, biophotonics has become more and more important for micro-structuring and -manipulating mechanical,
biological and chemical functions of biological materials and systems. These technologies can be exploited for definite control of
biological processes in sub- and supercellular scale and allow to observe processes and functions in living cells. Therefore,the
aim of biophotonics is to develop methods to continuously observe cell functions in vivo and manipulate cell functions.
Applications of this field are in the explanation and therapy of diseases, in biotechnology, food analysis and in environmental
sciences.
In this symposium, an introduction to actual developments in the field of biophotonics is given, the focus being on areas as
microscopy, spectroscopy and biomedical applications.
Hauptvorträge
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE
(Hörsaal HS 224)
SYBP 1.1 Do 11:00 (HS 224) Life at 10 GW/cm 2 : nonlinear optical microscopy of living tissue,
Winfried Denk
SYBP 1.2 Do 11:30 (HS 224) Lasermikromanipulation und optische Pinzette - eine vielseitige Technik
in molekularer Medizin und Zellbiologie, Karin Schütze, Andrea Sigl
SYBP 1.3 Do 12:00 (HS 224) Mikrointerferometrie in der Biophotonik, Gert von Bally
SYBP 1.4 Do 12:30 (HS 224) Optische Kohärenztomographie - Möglichkeiten und Grenzen einer
nichtinvasiven optischen in-vivo Biopsie, Reginald Birngruber
188

189

Fachsitzungen
– Hauptvorträge –
SYBP 1 Symposium Biophotonik
Zeit: Donnerstag 11:00–13:00 Raum: HS 224
Hauptvortrag SYBP 1.1 Do 11:00 HS 224
Life at 10 GW/cm 2 : nonlinear optical microscopy of living tissue
— •Winfried Denk — Department of Biomedical Optics, Max-Planck
Institute for Medical Research, 69190 Heidelberg
Optical microscopy in living tissues benefits greatly from the particular
properties of multi-photon absorption. Most useful is the confinement
of excitation to the vicinity of the focus, which provides excitation-based
optical sectioning. This allows 1) reduction of out-of-focus photodamage
and photobleaching, 2) imaging of light sensitive tissue such as the retina,
3) efficient collection of scattered fluorescence light. Additional benefits
derive from the deeper penetration of the longer-wavelength excitation
light.
Multi-photon microscopy has been used to observe neuronal computation
in dendrites in vivo and in explant preparations such as living
slices from various regions of the brain and the whole-mount retina. As
an example the computation of direction sensitivity in the retina will be
discussed.
Hauptvortrag SYBP 1.2 Do 11:30 HS 224
Lasermikromanipulation und optische Pinzette - eine vielseitige
Technik in molekularer Medizin und Zellbiologie — •Karin
Schütze und Andrea Sigl — P.A.L.M. Microlaser Technologies, Bernried,
Deutschland
Laser, die in ein Mikroskop eingekoppelt werden, verändern das rein
zur Beobachtung geeignete Gerät in ein einzigartiges Werkzeug für die
Mikromanipulation.
Die einzigartige Technik der Laser-Mikrodissektion und des ”Laser
Pressure Catapulting” (LMPC) ermöglicht ein zuverlässiges Gewinnen
von ausgewählten Zellen ohne mechanischen Kontakt und ohne die Gefahr
einer Kontamination mit unerwünschtem Probenmaterial. Es wird
ausschließlich die Kraft des fokussierten Laserstrahls benützt, um ausgewählte
Proben von einem Objektträger oder von einer lebenden Zellkultur
auszuwählen, auszuschneiden und direkt in eine geeignete Auffangvorrichtung
zu katapultieren. Diese kontaktfreie Methode garantiert
reinstes und homogenes Probenmaterial, eine Voraussetzung für aussagekräftige
genomische oder proteomische Untersuchungen. Durch die bei
dieser Technik eingesetzte Laserwellenlänge wird die biologische Information
der Bio-Moleküle, wie DNA, RNA oder Proteine nicht beeinträchtigt.
Zusätzlich ermöglicht der PALM-MicroBeam die Mikroinjektion von
Wirkstoffen oder genetischem Material in lebende Zellen, die nach diesem
Prozess mittels der LMPC einzeln entnommen werden können.
190
Hauptvortrag SYBP 1.3 Do 12:00 HS 224
Mikrointerferometrie in der Biophotonik — •Gert von Bally
— Labor für Biophysik, Universitätsklinikum Münster, 48149 Münster
Fortschritte in der Gen- und Biotechnologie haben zu einem
neuen Anwendungsgebiet der Optik geführt - der Biophotonik. Hier
werden optische Methoden zur Gewebe- und Zellfunktionsanalyse
sowie zur Zellmanipulation entwickelt und eingesetzt. Wachstumsvorgänge
wie z.B. bei der Entstehung von Tumoren äußern sich
durch Änderung der Elastizitätseigenschaften und Mikrobewegungen.
Holographisch-interferometrische Verfahren sind zur Analyse lokaler
Elastizitätsverteilungen und Mikrobewegungen nachweislich geeignet.
In Verbindung mit mikroskopischen Optiken stellen diese ’mikrointerferometrischen’
Methoden eine Basistechnologie für die Analyse,
Manipulation und Nutzung lebender Systeme auf zellulärer Ebene in
Aussicht.
Den erwiesenen Vorteilen interferometrischer (Subwellenlängen-) Genauigkeit
stehen jedoch besondere Anforderungen insbesondere bei der
Untersuchung lebender Objekte gegenüber. Diese ergeben sich u. a. aus
deren geringer mechanischer Stabilität, ungünstigen optischen Eigenschaften
(Absorption, Streuung), aus der Specklebildung durch kleine
Geräteaperturen (z.B. bei der Endoskopie) sowie aus begrenzenden Energieexpositionsmöglichkeiten
und gesetzlichen Sicherheitsbestimmungen.
Methodencharakterisierung und Einsatzfähigkeit werden am Beispiel der
Electronic Speckle Pattern Mikrointerferometrie und digitalholographischen
Mikrointerferometrie dargestellt.
Hauptvortrag SYBP 1.4 Do 12:30 HS 224
Optische Kohärenztomographie - Möglichkeiten und Grenzen
einer nichtinvasiven optischen in-vivo Biopsie — •Reginald
Birngruber — Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH
Die optische Kohärenztomographie (OCT) stellt ein neues Verfahren
zur bildgebenden Analyse von biologischem Gewebe dar.
Mit einer Auflösung im 10 µm -Bereich kann die morphologische
Struktur bis zu einer Tiefe von ca. 2 mm sichtbar gemacht
werden. Die verschiedenen Möglichkeiten der interferometrischen
Detektionstechnik werden diskutiert und anderen, tiefenauflösenden
Bildgebungsverfahren wie der konfokalen Mikroskopie oder der Zwei-
Photonen-Mikroskopie gegenübergestellt. Das medizinische Potential der
Optischen Kohärenztomographie wird anhand von OCT-Schnittbildern
des Auges und der Haut dargestellt und das weite Feld möglicher
endoskopischer Adaptionen der OCT-Technik diskutiert.

Hauptvorträge
MULTIFRAGMENTIMAGING-DYNAMIK IN VIELTEILCHENSYSTEMEN (SYDV)
PD. Dr. Robert Moshammer
Max-Planck-Institut für Kernphysik
Saupfercheckweg 1
69117 Heidelberg
Germany
E-Mail: R.Moshammer@mpi-hd.mpg.de
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsaal HS 133)
SYDV 1.1 Mo 14:00 (HS 133) Three-Dimensional Imaging of Ionization Processes, Michael Schulz
SYDV 1.2 Mo 14:30 (HS 133) Fragmentation ins Coulomb-Kontinuum, Michael Walter
SYDV 1.3 Mo 15:00 (HS 133) Doppelspaltinterferenz in langsamen dissoziativen Molekül-Atom-Stößen,
Lothar Ph. H. Schmidt, F. Afaneh, C. Wimmer, M. Trummel, K. E. Stiebing, O.
Jagutzki, H. Schmidt-Böcking, R. Dörner
SYDV 1.4 Mo 15:30 (HS 133) Core-Level Photoionization to study Atomic and Molecular Dynamics,
Allen. L. Landers
SYDV 2.1 Mo 16:30 (HS 133) Elektronendynamik in laserassistierten Ion-Atom-Stößen , Tom Kirchner
SYDV 2.2 Mo 17:00 (HS 133) Quantenoptik mit einzelnen optischen Zyklen, Gerhard G. Paulus
SYDV 2.3 Mo 17:30 (HS 133) Pump-Probe Experimente mit Attosekunden XUV Pulsen,
Markus Drescher
SYDV 2.4 Mo 18:00 (HS 133) Femtosekunden-zeitaufgelöste Untersuchung der breakdown Plasmadynamik
, Assion Andreas, Matthias Wollenhaupt, Cristian Sarpe-Tudoran, Lars Englert,
Marc Winter, Thomas Baumert
191

Fachsitzungen
– Hauptvorträge –
SYDV 1 Sitzung 1
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 133
Hauptvortrag SYDV 1.1 Mo 14:00 HS 133
Three-Dimensional Imaging of Ionization Processes —
•Michael Schulz — University of Missouri Rolla, Missouri, USA
Atomic collisions represent particularly suitable testground to study
the few-body problem, which is still one of the fundamentally important,
unsolved problems in Physics. For ionization of He by charged particle impact
kinematically complete experiments have been performed since the
pioneering work of Ehrhardt et al. [1]. It was thought that a profound
knowledge of the basic features observed in the fully differential cross
sections had emerged, at least for single ionization at large collision energies.
These conclusions are, however, almost exclusively based on studies
which were performed for restricted electron-emission geometries. Here,
we present complete measured and calculated three-dimensional images
of the fully differential electron emission patterns for single ionization by
ion impact [2]. Nearly fully differential cross sections were obtained for
double ionization. In the data we observe unexpected features which so
far were not predicted by any published theoretical model. We propose
a higher-order ionization mechanism involving the projectile * target nucleus
interaction to explain these features. Work supported by NSF and
DFG.
[1] H. Ehrhardt et al., Phys. Rev. Lett. 22, 89 (1969) [2] M. Schulz et
al., Nature 422, 48 (2003)
Hauptvortrag SYDV 1.2 Mo 14:30 HS 133
Fragmentation ins Coulomb-Kontinuum — •Michael Walter
— Jyväskylän Yliopisto, Fisiikan Laitos, Jyväskylä, Finnland
Moderne Detektortechnologien machen es möglich, vollständige Experimente
in atomaren Fragmentationsprozessen durchzuführen. Dabei werden
die Impulse aller beteiligten Teilchen gemessen. Diese Impulsverteilungen
werden mit steigender Fragmentanzahl immer komplexer und hier
ist die theoretische Beschreibung gefordert, um die wesentlichen Mechanismen
zu erkennen. Enorm hilfreich ist hierbei die Betrachtung der Symmetrieeigenschaften
des Prozesses welche die möglichen Impulsverteilungen
oft stark einschränken oder sogar zu verbotenen Geometrien, den
Auswahlregeln führt. Die Wahl geeigneter Koordinaten macht die Trennung
der geometrischen Beschränkungen von den dynamischen Mechanismen
der Fragmentation möglich, was am Beispiel der Photodoppelionisation
von Helium und molekularem Wasserstoff erläutert wird. Die dabei
gezeigten Rechnungen nutzen eine Erweiterung der bekannten BBK-
Wellenfunktion auf mehr als 3 geladene Teilchen im Kontinuum. Diese
beschreibt den hochkorrelierten Endzustand durch die Berücksichtigung
aller Zweiteilchenwechselwirkungen. Mit Hilfe einer Modifikation, welche
Dreiteilchenwechselwirkungen berücksichtigt, können Differenzen zwi-
SYDV 2 Sitzung 2
schen Rechnungen und aktuellen (e,3e) Experimenten teilweise beseitigt
und verstanden werden.
Hauptvortrag SYDV 1.3 Mo 15:00 HS 133
Doppelspaltinterferenz in langsamen dissoziativen Molekül-
Atom-Stößen — •Lothar Ph. H. Schmidt 1 , F. Afaneh 2 , C.
Wimmer 1 , M. Trummel 1 , K. E. Stiebing 1 , O. Jagutzki 1 , H.
Schmidt-Böcking 1 und R. Dörner 1 — 1 Institut für Kernphysik der
J. W. Goethe-Universität Frankfurt am Main — 2 Physics Department,
Hashemite University, Zarqa 13115, Jordan
Bei Stoßgeschwindigkeiten um 0.5 a.u. wurde der dissoziative Elektronentransfer
von Helium in ein zweiatomiges Molekülion, AB + + He
→ AB* + He + → A + B + He + kinematisch vollständig vermessen.
Dazu wurden die drei Teilchen in Koinzidenz nachgewiesen. Die Messungen
zeigen, dass die Reaktionswahrscheinlichkeit wesentlich von der
Lage der Molekülachse in Bezug zur Streuebene abhängt. Für H + 2 Projektile
wurden sehr scharfe Strukturen in den Verteilungen gefunden, die
durch Interferenzen aufgrund der Symmetrie des Moleküls zu erklären
sind. Während HD + zu recht ähnlichen Verteilungen führt, verschwinden
diese Strukturen bei HeH + Projektilen. Die Ergebnisse für Wasserstoff
können in Inverser Kinematik als Streuung des He-Targets an einem
Doppelspalt, gegeben durch die zwei Zentren des Moleküls, interpretiert
werden.
Die Messungen wurden an der Frankfurter EZR-Ionenquelle durchgeführt
und durch die Arbeiten von Wu et al. [1] motiviert. Das He +
Rückstoßion wurde mit ColTRIMS vermessen und die beide neutralen
Fragmente A und B des molekularen Projektils wurden mit guter
Zeitauflösung auf einem ortsauflösenden MCP-Detektor detektiert.
[1] W. Wu, M. H. Prior, H. Bräuning, Phys. Rev. A 57, R5 (1998)
Hauptvortrag SYDV 1.4 Mo 15:30 HS 133
Core-Level Photoionization to study Atomic and Molecular Dynamics
— •Allen. L. Landers — Auburn University, Auburn, USA
The interaction between a single photon and an atom or molecule can
trigger a number of interesting phenomena associated with photoionization
or photoexcitation of the target species. I will present a brief overview
of the recent work done by the ongoing COLTRIMS collaboration at the
Advanced Light Source at Lawrence Berkeley Laboratory. A brief discussion
of the imaging techniques employed in our measurements will
be followed by highlights of a few current results. Examples will include
dissociative two-electron transitions in hydrogen molecules, isomerization
of the acetylene/vinyladene dications, and post-collision/recapture in the
near-threshold core-photoionization of neon.
Zeit: Montag 16:30–18:30 Raum: HS 133
Hauptvortrag SYDV 2.1 Mo 16:30 HS 133
Elektronendynamik in laserassistierten Ion-Atom-Stößen —
•Tom Kirchner — Institut für Theoretische Physik, TU Clausthal,
Leibnizstraße 10, 38678 Clausthal-Zellerfeld
In jüngster Zeit ist die Frage, inwieweit sich elektronische Übergänge in
einem atomaren Stoß durch das Einwirken eines Laserfelds beeinflussen
oder gar steuern lassen, auf der Grundlage verschiedener theoretischer
Ansätze untersucht worden. Entsprechende Experimente sind sehr anspruchsvoll,
erscheinen aber mit Hilfe moderner Techniken möglich und
befinden sich bereits in der Pilotphase oder in Planung.
In diesem Beitrag werden Prototyp-Stoßsysteme wie He 2+ -H(1s) bei
relativ kleinen Projektilgeschwindigkeiten vP < 1 a.u. und Feldern der
Längenwelle λ < 500 nm betrachtet, so dass Projektil- und Laserpotential
auf vergleichbaren Zeitskalen auf die Elektronenverteilung des Tar-
192
getatoms einwirken. Das Problem wird im Rahmen der semiklassischen
Näherung beschrieben und mit Hilfe der nichtperturbativen Basis Generator
Methode gelöst.
Bei der Diskussion der Resultate wird die Betonung auf Elektronentransferprozessen
liegen, die in langsamen Stößen dominieren. Hier
zeigt sich, dass die Dynamik der Elektronen durch das Laserfeld signifikant
verändert wird. Während Elektronentransfer in sehr langsamen
Stößen deutlich verstärkt wird, entscheidet bei etwas größeren Geschwindigkeiten
die genaue Synchronisation zwischen Projektil- und Laserfeld
darüber, ob es zu einer Stärkung oder Schwächung kommt. Diese Ergebnisse
und ihre Implikationen für die geplanten Experimente sollen im
Detail erläutert werden.

Hauptvortrag SYDV 2.2 Mo 17:00 HS 133
Quantenoptik mit einzelnen optischen Zyklen — •Gerhard G.
Paulus — Dept. of Physics, Texas A&M University, College Station,
TX 77843, USA — Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität
München, 85748 Garching — Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
85748 Garching
Die moderne Ultrakurzzeit-Lasertechnologie hat zur Erzeugung von
Femtosekunden-Laserpulsen geführt, die innerhalb ihrer Halbwertsbreite
aus weniger als zwei optischen Zyklen (“Einzelzyklen-Pulse”) bestehen.
Dadurch wird der Verlauf des elektrischen Feldes solcher Laserpulse von
der Phase (“absolute Phase”) der Trägerwelle bezüglich des Maximums
der Einhüllenden abhängig. Kenntnis und Kontrolle der absoluten Phase
sind daher von entscheidender Bedeutung für die vielversprechenden
Anwendungen von Einzelzyklen-Pulsen in verschiedenen Feldern naturwissenscahftlicher
Forschung.
Dieser Beitrag behandelt aktuelle Photoionisationsexperimente mit phasenkontrollierten
Einzelzyklenpulsen. Es konnte bereits gezeigt werden,
dass diese zur Messung und Stabilisierung der “absoluten” Phase verwendet
werden können und darüber hinaus eine neue Methode zur kohärenten
Kontrolle atomarer und molekularer Prozesse darstellen. Hier soll u.a.
gezeigt werde, wie aus den Photoelektronenspektren Informationen über
den Ablauf der Photoionisation mit Attosekunden-Genauigkeit gewonnen
werden können.
Hauptvortrag SYDV 2.3 Mo 17:30 HS 133
Pump-Probe Experimente mit Attosekunden XUV Pulsen —
•Markus Drescher — Universität Bielefeld
Eine seit Kurzem zur Verf*gung stehende Lichtquelle für
Attosekunden-Pulse ionisierender Strahlung eröffnet die Möglichkeit
zum zeitauflösenden Studium extrem schnell ablaufender Vielteilchen-
Wechselwirkungen im Inneren der Atomh*lle. Die Dynamik des Auger-
Zerfall als Beispiel für die Relaxation eines hochangeregten Systems
wurde bislang im Energiebereich studiert. Ein direktes zeitliches Ver-
193
folgen der Relaxation eines Lochzustands erfordert eine Variation des
pump-probe Konzepts, das üblicherweise einen Zwischenzustand mit
einem pump-Puls präpariert, dessen Population oder energetische Entwicklung
dann verzögert durch einen probe-Puls abgefragt wird. Hier
wird am Beispiel des Krypton MNN Auger-Zerfalls eine Methode vorgestellt,
die stattdessen die Form des auslaufenden Wellenpakets mit
Hilfe eines synchronisierten Laserfeldes abtastet und so unmittelbar die
zeitliche Entwicklung der Lochrelaxation abbildet.
Hauptvortrag SYDV 2.4 Mo 18:00 HS 133
Femtosekunden-zeitaufgelöste Untersuchung der breakdown
Plasmadynamik — •Assion Andreas, Matthias Wollenhaupt,
Cristian Sarpe-Tudoran, Lars Englert, Marc Winter und
Thomas Baumert — Fachbereich Naturwissenschaften, Universität
Kassel, Institut für Physik
Femtosekunden laser-induzierte Plasmen wurden in den letzten Jahren
aufgrund ihrer Bedeutung in der Lasermaterialbearbeitung und der
laser-induzierten breakdown Spektroskopie zunehmend untersucht. Für
transparente Medien und ultrakurze Laserpulse im sichtbaren und infraroten
Spektralbereich wird durch Multiphotonen-Ionisation und Stoss-
Ionisation ein Elektronenplasma erzeugt. Ähnliche Ionisationsmechansimen
sowie die Erzeugung eines laser-induzierten Nanoplasmas, werden
auch für die Beschreibung der Wechselwirkung ultrakurzer intensiver
Laserpulse an freien Clustern diskutiert. Wir untersuchen die Plasmadynamik
in Wasser mit Hilfe der zeitaufgelösten Reflektionsspektroskopie.
Wir erhalten sowohl spektral als auch räumlich aufgelöste Daten.
In Abhängigkeit der Laserintensität beobachten wir eine komplexe ultrakurze
Plasmadynamik. Darüber hinaus wird eine weiter andauernde
Stoss-Ionisation auch nach dem ultrakurzen Laserpuls beobachtet. Unter
Verwendung des Drude-Modells und der Berücksichtigung der Mehrfachreflektion
(Luft-Plasma-Wasser) können Plasmaparameter wie Elektronendichte
und axiale Ausdehnung ermittelt werden. Basierend auf diesen
Daten wird der Elektronenenergietransfer auf Wasser-Ionen und Moleküle
diskutiert.

NONEQUILIBRIUM DYNAMICS OF BIOMOLECULES (SYND)
Prof. Dr. Gerhard Stock
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main
Marie-Curie-Str. 11
60439 Frankfurt am Main
E-Mail: stock@theochem.uni-frankfurt.de
Das Credo der Biochemie “Struktur → Funktion” sowie das Auftreten von Gleichgewichtsfluktuationen in Biomolekülen ist
allgemein anerkannt. Weniger bekannt ist aber die Rolle von Nichtgleichgewichtsdynamik, wie sie beispielsweise in
Faltungsprozessen oder photoinduzierten Reaktionen auftreten kann. Ziel des Symposiums ist daher zu zeigen, dass es neue,
für den Physiker interessante Dynamik in Biomolekülen gibt und dass seit kurzem wohldefinierte und geeignete
experimentelle und theoretische Methoden zur Verfügung stehen, diese Dynamik zu studieren.
Hauptvorträge
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE UND FACHSITZUNGEN
(Hörsaal HS 332)
SYND 1.1 Do 14:00 (HS 332) Theory and Design of Multidimensional IR Pulse Experiments,
Christoph Scheurer
SYND 1.2 Do 14:30 (HS 332) Investigating Ultrafast Peptide Dynamics by 2D-IR Spectroscopy,
Peter Hamm, Jens Bredenbeck, Jan Helbing
SYND 1.3 Do 15:00 (HS 332) Simulation of conformational dynamics and energy transfer in peptides,
Yuguang Mu, Phuong Nguyen, Gerhard Stock
SYND 1.4 Do 15:30 (HS 332) Ultrafast Conformational Dynamics in Cyclic Peptides, Josef Wachtveitl
SYND 2.1 Do 16:30 (HS 332) TDDFT/MM Simulations of Photoactive Proteins, Ursula Roethlisberger
SYND 2.2 Do 17:00 (HS 332) Helix-Coil Dynamics of Short Peptides, Feng Gai
SYND 2.3 Do 17:30 (HS 332) Single Molecule Mechanics of Proteins, Matthias Rief
SYND 2.4 Do 18:00 (HS 332) Molecular dynamics simulation of single molecule force probe experiments,
Helmut Grubmüller
194

Fachsitzungen
– Hauptvorträge –
SYND 1 Sitzung 1
Zeit: Donnerstag 14:00–16:00 Raum: HS 332
Hauptvortrag SYND 1.1 Do 14:00 HS 332
Theory and Design of Multidimensional IR Pulse Experiments
— •Christoph Scheurer — Lehrstuhl für
Theoretische Chemie, TU München, 85748 Garching
Femtosecond visible and infrared (IR) multiple-pulse techniques
based on the control and manipulation of multiple
quantum coherences provide new tools to probe the structure
and dynamics of complex molecular assemblies. The control
over time delays in a pulse sequence yields multidimensional
spectra with increased resolution and information content
as compared to 1-D experiments. Structural and dynamical
information is contained in the position, shape, and temporal
evolution of cross and diagonal peaks that are due to
anharmonicities in the underlying system Hamiltonian and
its coupling to the environment. Ultrafast laser pulses thus
allow to obtain picosecond snapshot pictures of the molecular
structure along dynamic trajectories. These experiments
are theoretically best described in the framework of the density
matrix formalism. In the weak-field limit a multiplepulse
experiment can be conveniently represented by a set
of double-sided Feynman diagrams. The design of multidimensional
vibrational spectroscopies can draw upon analogy
with liquid or solid state nuclear magnetic resonance (NMR)
spectroscopy which are well established for studying structure
and dynamics of complex systems on slower timescales.
Hauptvortrag SYND 1.2 Do 14:30 HS 332
Investigating Ultrafast Peptide Dynamics by 2D-IR
Spectroscopy — •Peter Hamm, Jens Bredenbeck,
and Jan Helbing — Universität Zürich, Physikalisch
Chemeisches Institut, Winterthurerstr. 190, 8075 Zürich,
Schweiz
Recent work has shown that two-dimensional infrared (2D-
IR) spectroscopy might be a valuable experimental complement
to existing tools to study conformation of small peptides
in the solution phase. 2D-IR spectroscopy allows one
to measure the couplings between certain vibrational modes,
which are related to the relative orientation of the peptide
units, and hence allows one to extract structural information.
Great progress has been achieved recently in resolving the
structure, structural distribution and structural fluctuations
of a small peptide, trialanine. The most promising potential
of 2D-IR spectroscopy is its intrinsic high time resolution (1
ps), which freezes in all motions of a peptide backbone. On
the one hand, this allows one to resolve rapidly exchanging
conformations of an equilibrium ensemble of peptides. On the
other hand, one can monitor how a non-equilibrium ensem-
195
ble evolves in time with 1 ps time resolution. The emerging
possibilities of 2D-IR spectroscopy will be discussed.
Hauptvortrag SYND 1.3 Do 15:00 HS 332
Simulation of conformational dynamics and energy
transfer in peptides — •Yuguang Mu, Phuong
Nguyen, and Gerhard Stock — Institut für Physikalische
und Theoretische Chemie,J. W. Goethe-Universität,
Marie-Curie-Str. 11, D-60439 Frankfurt
Recent multidimensional vibrational experiments have provided
a wealth of new information on peptides and proteins.
To study the correlations between spectra and peptide
dynamics and to obtain a microscopic understanding
of the phenomena, molecular dynamics (MD) simulations of
various small peptides in aqueous solution have been performed.
From these simulations, time-dependent correlation
functions reflecting vibrational dephasing, energy transfer
and energy relaxation are computed and compared to experiment.
Furthermore, nonequilibrium MD simulations of
laser-induced peptide dynamics are presented and analyzed.
The validity and accuracy of nowadays available MD models
and methods are discussed.
Hauptvortrag SYND 1.4 Do 15:30 HS 332
Ultrafast Conformational Dynamics in Cyclic Peptides
— •Josef Wachtveitl — Goethe-Universität
Frankfurt, Institut für Physikalische und Theoretische
Chemie, Marie-Curie-Straße 11, 60439 Frankfurt am Main
Structural changes of peptides containing a modified
azobenzene dye(AMPB) are studied with ultrafast spectroscopy.
AMPB peptides represent a new class of molecules
where the photoisomerizable dye azobenzene is linked to the
peptide moiety via a flexible methylene spacer. The ultrafast
reactions in the femtosecond to nanosecond time domain
are investigated for the optical switch AMPB, a linear and
cyclic octapeptide and a bicyclic octapeptide containing an
additional disulfide bridge. These molecules with increasing
conformational constraints, are studied for the cis to trans
and the trans to cis photoreactions. For the cis to trans reaction
the isomerization of the chromophore occurs fast in
the 1 ps range, while it is slower (10 ps range) in the trans
to cis reaction. In all peptides the structural changes of the
chromophore lead to modifications in the peptide structure
in the 10 ps to 1 ns time range. The results indicate that the
chromophore AMPB acts simultaneously as a fast molecular
switch and as a sensor for initial conformational dynamics in
the peptide.

SYND 2 Sitzung 2
Zeit: Donnerstag 16:30–18:30 Raum: HS 332
Hauptvortrag SYND 2.1 Do 16:30 HS 332
TDDFT/MM Simulations of Photoactive Proteins —
•Ursula Roethlisberger — Institute of Molecular and
Biological Chemistry, EPFL, 1015 Lausanne, Switzerland
We use a hierarchical mixed quantum mechanical/ molecular
mechanical (QM/MM) simulations to study photoreactions
in biological systems. In this approach, the photoactive
component is treated at the level of gradient-corrected timedependent
density functional theory (TDDFT) whereas the
surrounding biomolecule and the solvent is described via an
empirical force field. We will present results related to the
photoisomerization in bovine rhodopsin and photoactive yellow
protein.
Hauptvortrag SYND 2.2 Do 17:00 HS 332
Helix-Coil Dynamics of Short Peptides — •Feng Gai
— Department of Chemistry, University of Pennsylvanian,
PA 19104, USA
Although the helix-coil transition represents the simplest
scenario in protein folding, the details of its mechanism are
not fully understood. Using laser induced temperature jump
infrared method, we have studied the helix-coil transition of
a series of monomeric peptides. Our results indicate that indeed
the dynamics of the helix-coil transition are complex
and depend on many factors, such as the initial and final
temperature, the capping group, sequence, as well as chain
length. Details of these studies will be discussed.
Hauptvortrag SYND 2.3 Do 17:30 HS 332
Single Molecule Mechanics of Proteins — •Matthias
Rief — Lehrstuhl fuer Biophysik E22, Physikdepartment
der TU Muenchen, 85748 Garching
The mechanical properties of cytoskeletal proteins and
molecular motors are important for their function in vivo.
However, this information has become accessible only recently
through the invention of single molecule techniques
like atomic force microscopy (AFM). We have used AFM
196
based force spectroscopy to investigate the mechanical response
of the coiled-coil domains of myosin II and the actin
cross-linking protein Ddfilamin. We find that the myosin
coiled-coil is a highly elastic protein structure that undergoes
an unfolding/refolding transition at 25 pN. Unlike all
other proteins investigated so far this transition occurs in
equilibrium. These measurements show that a coiled-cloil is
able to produce forces during folding. Ddfilamin is an actin
crosslinking protein from dictyostelium discoideum. Using
single molecule unfolding experiments we show that one of
the immunoglobulin domains of this protein unfolds at low
forces via a stable intermediate. We have used amino-acid
inserts into the loops of this domain to map the structure of
this intermediate. We show evidence that the intermediate is
also populated during folding of this domain which increases
the refolding rates drastically. Low unfolding forces together
with fast refolding kinetics suggest an in-vivo role for this
domain as a reversibly extensible element under mechanical
strain.
Hauptvortrag SYND 2.4 Do 18:00 HS 332
Molecular dynamics simulation of single molecule
force probe experiments — •Helmut Grubmüller
— Theoretical and Computational Biophysics Department,
Max-Planck-Institute for Biophysical Chemistry, Am Fassberg
11, 37077 G¨ttingen, GERMANY
Computer simulations of the atomistic dynamics induced
by force probe experiments like atomic force microscopy or
optical tweezers can provide a microscopic picture of these
processes. Typically, however, the experimental and simulation
time scales differ by orders of magnitude. Therefore, in
order to enable comparison with measured forces, computed
forces have to be rescaled to the much slower experimental
time scale. To this aim, we present a non-equilibrium statistical
mechanis approach and apply it to force probe simulation
on biomolecules.

UNGEWÖHNLICHE ATOME UND IONEN (SYUA)
Prof. Dr. H.-Jürgen Kluge
Gesellschaft für Schwerionenforschung
Planckstr. 1
64291 Darmstadt
E-Mail: J.Kluge@GSI.de
Dr. Jochen Walz
Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Hans-Kopfermann-Str. 1
85748 Garching
E-Mail: Jochen.Walz@mpq.mpg.de
Im Februar 2003 entschied die Bundesregierung, die von der Gesellschaft für Schwerionenforschung/Darmstadt (GSI) vorgeschlagene
und vom Wissenschaftsrat empfohlene ” Future GSI Heavy Ion and Antiproton Facility“ zu realisieren. Damit
erhält die Atomphysik mit gespeicherten und gekühlten Antiprotonen bzw. hochgeladenen (stabilen oder radioaktiven) Ionen
hervorragende Forschungsmöglichkeiten. Im Symposium soll die geplante Anlage und das Physikpotential vorgestellt und
diskutiert werden.
Hauptvorträge
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE
(Hörsaal HS 133)
SYUA 1.1 Mo 11:00 (HS 133) Atomphysik mit hochgeladenen Ionen und Antiprotonen, Gerhard Soff
SYUA 1.2 Mo 11:30 (HS 133) FLAIR - Die zukünftige GSI-Anlage für Experimente an Antiprotonen
und hochgeladenen Ionen bei niedrigen Energien, Wolfgang Quint
SYUA 1.3 Mo 12:00 (HS 133) Atomphysikalische Experimente mit hochgeladenen Ionen an dem
zukünftigen Beschleunigerzentrum der GSI, Reinhold Schuch
SYUA 1.4 Mo 12:30 (HS 133) Atomphysikalische Experimente mit Antiprotonen an der GSI-
Zukunftsanlage, Eberhard Widmann
197

Fachsitzungen
– Hauptvorträge –
SYUA 1 Ungewöhnliche Atome und Ionen
Zeit: Montag 11:00–13:00 Raum: HS 133
Hauptvortrag SYUA 1.1 Mo 11:00 HS 133
Atomphysik mit hochgeladenen Ionen und Antiprotonen
— •Gerhard Soff — Institut für Theoretische
Physik, TU Dresden
Die neuen Beschleunigeranlagen zusammen mit HITRAP
und PHELIX erlauben Tests fundamentaler Wechselwirkungen
in Experimenten mit hochgeladenen Ionen und Antiprotonen.
Hochgeladene Ionen in Fallen stellen die stärksten, experimentell
zugänglichen elektrischen und magnetischen Felder
zur Verfügung. Vergleiche zwischen aktuellen Ergebnissen
aus ab initio QED-Rechnungen und spektroskopischen
Daten zur Lamb-Verschiebung, zum g-Faktor gebundener
Elektronen und zur Hyperfeinstrukturaufspaltung in Wenig-
Elektronensystemen erlauben sensitive Tests der QED in
starken Feldern sowie das Studium von relativistischen Korrelationseffekten.
Hochpräzisionspektroskopie an hochgeladenen
Ionen ermöglicht eine von kernphysikalischen Experimenten
unabhängige Deduktion nuklearer Parameter sowie
fundamentaler Konstanten, etwa von Kernmomenten und -
radien, der Elektronenmasse oder der Feinstrukturkonstanten.
Berechnungen zu Kernstruktureffekten bestimmen die
prinzipiellen Grenzen für Tests der QED und geben umgekehrt
Aufschluss über die intrinsische Kernstruktur und -
dynamik. In Verbindung mit starken Laserfeldern lassen sich
darüberhinaus dynamische Wechselwirkungseffekte zwischen
Ionen und dem Dirac-Vakuum untersuchen. Die Konsequenzen
einer nicht-kommutativen QED oder anderer, eine Brechung
der PCT-Invarianz vorhersagenden Theorien lassen
sich in Spektren hochgeladener Ionen oder durch Vergleiche
im Wasserstoff- und Antiwasserstoffsystem überprüfen.
Hauptvortrag SYUA 1.2 Mo 11:30 HS 133
FLAIR - Die zukünftige GSI-Anlage für Experimente
an Antiprotonen und hochgeladenen Ionen bei niedrigen
Energien — •Wolfgang Quint — GSI, Planckstr.
1, 64291 Darmstadt
Bei der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI)
Darmstadt ist eine internationale Beschleunigeranlage
der nächsten Generation in Planung (www.gsi.de). Das
Herzstück der geplanten Anlage sind zwei Ringbeschleuniger
mit einem Umfang von 1100 Metern, die Ionenstrahlen mit
bisher unerreichter Intensität sowie mit höheren Energien liefern
werden. Dadurch lassen sich intensive Sekundärstrahlen
- zum Beispiel exotische Atomkerne oder Antiprotonen - für
die Experimente bereitstellen. Diese Sekundärstrahlen werden
in einem System von weiteren Speicherringen akkumuliert
und gekühlt und können für Experimente bei verschiedenen
Energien zur Verfügung gestellt werden. Die Anlage
FLAIR - Facility for Low-energy Antiproton and Ion Research
- ist ein zentrales Element der Niederenergieexperimente
an Antiprotonen und schweren Ionen. Die wesentlichen Kom-
198
ponenten der FLAIR-Anlage sind i) ein Experimentier-Cave
für Untersuchungen der Wechselwirkung von Ionenstrahlen
mit Materie, ii) der Speicherring LSR (Low-energy Storage
Ring) für die Abbremsung von Antiprotonen- und Ionenstrahlen
in den sub-MeV-Energiebereich, iii) die Fallenanlage
HITRAP zur weiteren Abbremsung und Speicherung
von Antiprotonen und Ionen, und iv) der Speicherring USR
(Ultra-low energy Storage Ring) zur Untersuchung von Stoßprozessen
mit Antiprotonen und Ionen.
Hauptvortrag SYUA 1.3 Mo 12:00 HS 133
Atomphysikalische Experimente mit hochgeladenen
Ionen an dem zukünftigen Beschleunigerzentrum der
GSI — •Reinhold Schuch — Universität Stockholm
Die zukünftige Beschleuniger- und Speicherringanlage der
GSI eröffnet vielfältige Möglichkeiten, die Physik sehr starker
elektromagnetischer Felder mittels hochgeladener Ionen zu
untersuchen. Als Beispiele hierzu werden Experimente diskutiert,
die zum einen die extrem kurzen und starken Feldpulse
(< Attosekunde) ausnutzen und zum anderen die Untersuchung
quantenelektrodynamischer Effekte (QED) in schweren
wasserstoffähnlichen Uranionen zum Ziel haben. In den
Feldpulsen wird die kritische Feldstärke für Paarerzeugung
um Grössenordnungen überschritten, womit nicht-lineare Effekte
wesentlich an Bedeutung gewinnen und starke Abweichungen
von störungstheoretischen Behandlungen erwartet
werden. Diese sollten in den Paarerzeugungsraten und Photonenspektren
sichtbar sein. ”COLTRIMS” Methoden sind
besonders geeignet, um die Impulse aller Teilchen bzw. Fragmente
genau zu vermessen, die bei der Wechselwirkung intensiver
Feldpulse mit Atomen oder Molekülen entstehen.
Zudem soll eine Experimentidee diskutiert werden, die zum
Ziel hat, die relativistische Doppler-Frequenzverschiebung
bei γ = 30 für eine hochpräzise Laserspektroskopie von weichen
Röntgenübergängen auszunutzen. Zum Studium von
Kerneigenschaften (Hyperfeinstruktur, Kernradius) eignen
sich hingegen Resonanzen, die in Stössen der gespeicherten,
hochgeladenen Ionen mit Elektronen auftreten.
Hauptvortrag SYUA 1.4 Mo 12:30 HS 133
Atomphysikalische Experimente mit Antiprotonen
an der GSI-Zukunftsanlage — •Eberhard Widmann
— Department of Physics, University of Tokyo
Die geplante Niederenergieantiprotonenanlage an der GSI-
Zukunftsanlage (FLAIR, Facility for Low-energy Antiproton
and Ion Research) wird gekühlte Antiprotonenstrahlen
in zwei Speicherringen im Energiebereich von 30 MeV bis 20
keV erzeugen, einschließlich der Verfügbarkeit kontinuierlich
extrahierter Strahlen. Damit werden eine Vielzahl atomphysikalischer
Experimente möglich. Die niedrigen Strahlenergien
ergeben eine wesentliche Erhöhung der Zahl der in Ionen-

fallen eingefangenen Antiprotonen und damit eine Erhöhung
der Produktionsrate von Antiwasserstoff, was systematische
Messungen (Präzisionsspektroskopie von in Neutralatomfallen
eingefangenem Antiwasserstoff zum Studium der CPT-
Symmetrie, Untersuchung der Gravitationseigenschaften von
Antimaterie) erlaubt. Mit den gekühlten Strahlen lassen sich
selbst in Gasen niedriger Dichte Stopverteilungen unterhalb
vom mm 3 erzielen, womit eine Erhöhung der Genauigkeit bei
der Spektroskopie von z. B. antiprotonischem Helium durch
199
die Benützung von cw-Lasern möglich wird. Mit internen
Targets in den Speicherringen eröffnen sich völlig neue Perspektiven
in der Untersuchung der korrelierten Dynamik in
Materie-Antimaterie Stoßvorgängen (Ionisation, Energieverlust)
im Subfemtosekundenbereich. Des Weiteren ermöglicht
die gleichzeitige Verfügbarkeit kurzlebiger radioaktiver Isotope
die Untersuchung deren Kernperipherie (Stichwort Neutronenhalo)
mittels der bei der Kaskade in antiprotonischen
Atomen entstehenden Röntgenstrahlen.

NEUE ERKENNTNISSE ÜBER DIE BIOPHYSIKALISCHEN WIRKUNGEN NIEDRIGER
STRAHLENDOSEN (SYWS)
Prof. Dr. Martin Keilhacker
Kapellengartenstr. 11
D-81247 München
E-Mail: Martin.Keilhacker@SoftDesign.de
Prof. Dr. Herwig G. Paretzke
GSF-Institut für Strahlenschutz
D-85764 Neuherberge
E-Mail: paretzke@gsf.de
EINFÜHRUNG: Das Symposium behandelt in sieben Vorträgen grundlegende und angewandte Aspekte der Strahlenwirkungen
niedriger Dosen ionisierender Strahlung auf Menschen, Tiere und Pflanzen. Der erste Vortrag beschäftigt sich mit
der optisch beobachteten DNS-Doppelstrangbruchreparatur in einzelnen Zellen als Funktion der Zahl der primär induzierten
Brüche. Die nächsten drei Vorträge befassen sich mit Strahlenrisikoanalysen von epidemiologischen Datensätzen, nämlich
denen der Atombombenüberlebenden von Hiroshima und Nagasaki, von Schilddrüsenkrebsopfern des Reaktorunfalls von
Tschernobyl und von Menschen, die beruflich in Flugzeugen starker Höhenstrahlung ausgesetzt sind. In den nächsten beiden
Vorträgen werden biophysikalische Analysen vorgestellt, die Abschätzungen der Strahlenwirkung auf die allgemeine Bevölkerung
durch das ubiquitäre natürlich radioaktive Edelgas Radon und durch diagnostische Röntgenstrahlen betreffen. Der letzte
Vortrag gibt einen Überblick über unsere Kenntnisse von den Wirkungen ionisierender Strahlung auf Pflanzen und Tiere,
einem Thema, das in den letzten Jahren große forschungspolitische Bedeutung gewonnen hat. Abschließend wird dann in
einer allgemeinen Diskussion Gelegenheit gegeben, die vortragenden Experten auch zu über diese Themen hinausgehenden
Problemen der Wirkungen ionisierender Strahlen zu befragen.
Hauptvorträge
ÜBERSICHT DER HAUPTVORTRÄGE
(Hörsal HS 129)
SYWS 1.1 Di 14:00 (HS 129) Induktion und Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen nach niedrigen
Strahlendosen, Markus Löbrich, Nicole Rief, Martin Kühne, Michael Uder, Kai
Rothkamm
SYWS 1.2 Di 14:30 (HS 129) Berücksichtigung der Strahlenqualität bei der Strahlenrisikoanalyse der
Atombombenüberlebenden von Hiroshima und Nagasaki , W. Rühm, A.
M. Kellerer, N. Walsh
SYWS 1.3 Di 15:00 (HS 129) Schilddrüsenkrebs nach dem Tschernobyl-Unfall, Peter Jacob
SYWS 1.4 Di 15:30 (HS 129) Epidemiologische Studien über Strahlenwirkungen kosmischer Strahlung,
Maria Blettner
SYWS 2.1 Di 16:30 (HS 129) Biophysikalische Modelle für das Lungenkrebsrisiko durch Radon,
W.F. Heidenreich, H.G. Paretzke
SYWS 2.2 Di 17:00 (HS 129) Strahlenexposition und Strahlenrisiko in der medizinsichen Diagnostik,
Dieter Regulla, Gunnar Brix
SYWS 2.3 Di 17:30 (HS 129) Wirkungen niedriger Strahlendosen auf Pflanzen und Tiere,
Herwig G. Paretzke, Gerhard Pröhl
200

Fachsitzungen
– Hauptvorträge –
SYWS 1 Neue Erkenntnisse über die biophysikalischen Wirkungen niedriger
Strahlendosen (SYWS)
Zeit: Dienstag 14:00–16:00 Raum: HS 129
Hauptvortrag SYWS 1.1 Di 14:00 HS 129 Hauptvortrag SYWS 1.3 Di 15:00 HS 129
Induktion und Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen Schilddrüsenkrebs nach dem Tschernobyl-Unfall —
nach niedrigen Strahlendosen — •Markus Löbrich, •Peter Jacob — GSF-Institut für Strahlenschutz, D-
Nicole Rief, Martin Kühne, Michael Uder und 85764 Neuherberg
Kai Rothkamm — Universität des Saarlandes, D-66421 In den im Jahre 1986 durch den Tschernobylunfall
Homburg/Saar
höher kontaminierten Gebieten Weißrusslands, Russlands
Ionisierende Strahlung erzeugt ein breites Spektrum an und der Ukraine hat sich die Schilddrüsenkrebsinzidenz
Erbgutschäden, wobei dem DNA-Doppelstrangbruch (DSB) seit 1990 stark erhöht. Basierend auf ca. 200 000 im
eine besondere Bedeutung für die strahleninduzierte Krebs- Zeitraum Mai/Juni 1986 durchgeführten Messungen der
entstehung zukommt. Seit kurzem ist es mit Hilfe eines im- 131I-Aktivität in der menschlichen Schilddrüse wurden die
munfluoreszenzmikroskopischen Verfahrens möglich, einzel- durch den Unfall bedingten Schilddrüsendosen rekonstruiert.
ne DSBs nach Einwirkung niedriger Strahlendosen nachzu- Für die Geburtsjahrgänge 1968 bis 1985 ist die Erhöhung
weisen. Dazu findet ein Antikörper Verwendung, der spezi- der Schilddrüsenkrebsinzidenz eindeutig mit der Schildfisch
an geschädigtes Chromatin bindet und nach Bestrahdrüsendosis korreliert. Im Zeitraum 1986 bis 2001 wurden
lung punktförmige Fluoreszenzsignale erkennen lässt. Wir unter diesen Geburtsjahrgängen 1063 Schilddrüsenkrebsfälle
konnten zeigen, dass das Auftreten und Verschwinden die- in Weißrussland und 1769 Fälle in der Ukraine gemeldet.
ser Signale mit der Induktion und Reparatur von DSBs Eine Analyse der Fall- und Dosisdaten für die 35 einzelnen
übereinstimmt. Es zeigte sich, dass die Zahl der induzierten Oblasts (Regierungsbezirke) und größeren Städten ergab,
Brüche für einen Bereich zwischen 1 mGy und 100 Gy linear dass sich die spontane Schilddrüsenkrebsinzidenz aufgrund
mit der Dosis ansteigt und selbst bei niedrigsten Strahlendo- des verbesserten Meldeverhaltens durch die Einführung spesen
sehr präzise bestimmt werden kann, so dass mit diesem zieller Tschernobylregister und aufgrund der höheren Nach-
Verfahren erstmalig ein zuverlässiges Werkzeug zur biologiweisrate durch die Einführung von Ultraschalluntersuchunschen
Strahlendosimetrie für Dosen, wie sie in der radiologigen und durch das allgemeine Bewusstsein eines höheren
schen Diagnostik und bei beruflich Strahlenexponierten auf- Schilddrüsenkrebsrisikos um einen Faktor 1,5-3,0 erhöht hat.
treten, zur Verfügung steht.
Basierend auf dieser Analyse wurde abgeschätzt, dass ca.
zwei Drittel aller Fälle in Weißrussland und ein Drittel aller
Fälle in der Ukraine direkt der Strahlenwirkung zuzuschreiben
sind.
Eine Analyse des Schilddrüsenkrebsrisikos in den 1120 Orten
Weißrusslands und der Ukraine, in denen mehr als 10
Messungen der 131I-Aktivität in der menschlichen Schilddrüse
durchgeführt wurden, ergab, dass das zusätzliche absolute
Risiko unter Männern (Frauen) 2 (3) Fälle je 10 000
Personenjahre und Gy beträgt. Das Risiko steigt mit der Zeit
nach der Exposition. Die Ergebnisse stimmen innerhalb der
Unsicherheitsgrenzen mit Ergebnissen überein, die in früheren
Studien des Schilddrüsenkrebsrisikos nach externen Expositionen
von Kindern beobachtet wurden.
Hauptvortrag SYWS 1.2 Di 14:30 HS 129
Berücksichtigung der Strahlenqualität bei der Strahlenrisikoanalyse
der Atombombenüberlebenden von
Hiroshima und Nagasaki — •W. Rühm, A. M. Kellerer
und N. Walsh — Strahlenbiologisches Institut der
Ludwigs-Maximilians-Universität, München
Die Atombombenüberlebenden von Hiroshima und Nagasaki
waren sowohl locker ionisierender Gammastrahlung
als auch dicht ionisierender Neutronenstrahlung ausgesetzt.
Kürzlich konnten die im Dosimetriesystem DS86 angenommenen
Neutronendosen durch die Messung von neutroneninduzierten
Radioisotopen in Proben aus Hiroshima (63Ni in
Kupfer und 36Cl in Granit) bestätigt und Vermutungen, die
Neutronendosen seien beträchtlich unterschätzt worden, widerlegt
werden. Daraus zu schließen, der Beitrag der Neutronen
zu den strahleninduzierten gesundheitlichen Spätfolgen
sei gering - eine Annahme, die auch den aktuellsten Risikoschätzungen
zu Grunde liegt - ist jedoch verfrüht. Es wird
hier gezeigt, dass im Einklang mit der Bewertung der relativen
biologischen Wirksamkeit von Neutronen durch die
ICRP die Neutronenstrahlung insbesondere für oberflächennahe
Organe einen beträchtlichen, bisher nicht ausreichend
berücksichtigten Beitrag zu den beobachteten strahleninduzierten
Spätfolgen liefert.
201
Hauptvortrag SYWS 1.4 Di 15:30 HS 129
Epidemiologische Studien über Strahlenwirkungen
kosmischer Strahlung — •Maria Blettner — Institut
für Medizinische Biometrie, Epidemiologie und Informatik,
Johannes-Gutenberg-Universität, Mainz
Airline pilots and flight engineers are exposed to ionizing
radiation of cosmic origin and other occupational and lifestyle
factors which may influence their health status and mortality.
In a cohort study in nine European countries we studied
the mortality of this occupational group. Cockpit crew
cohorts were identified and followed-up in Denmark, Finland,

Germany, Great Britain, Greece, Iceland, Italy, Norway and
Sweden, including a total of 28 000 persons. Observed and
expected deaths for the period 1960-1997 were compared based
on national mortality rates. Exposure to ionizing radiation
was assessed in most but not all countries using a Job-
Exposure Matrix, taking into account flight hours and flight
schedules of the pilots. The influence of period and duration
of employment was analyzed in stratified and Poisson
regression analyses.
Mean annual doses were in the range of 2mSv to 5mSv
and cumulative lifetime doses for individuals did not exceed
80mSv. During the past decades a continuous increase of the
10-year moving averages of dose per block hour was found:
0.15µSv (1950), 1.91µSv (1970), 2.19µSv (1990). The annual
mean for 1997 was 2.96µSv per block hour. The study comprised
547 564 person-years at risk, and 2244 deaths were
recorded in male cockpit crew (Standardized mortality ratio
[SMR]=0.64, 95% confidence interval (95%CI) 0.61-0.67).
Overall cancer mortality was decreased (SMR = 0.68; 95%CI
0.63-0.74). We found an increased mortality from malignant
melanoma (SMR=1.78, 95%CI 1.15-2.67) and a reduced mortality
from lung cancer (SMR=0.53, 95%CI 0.44-0.62). No
consistent association between employment period or duration
and cancer mortality was observed. Neither external
and internal comparisons showed any substantially increased
risks for cancer mortality due to ionizing radiation. However,
the number of deaths for specific types of cancer was
low and the confidence intervals of the risk estimates were
rather wide.
Our study shows that cockpit crew have a low overall mortality.
The results are consistent with previous reports of an
increased risk of malignant melanoma in airline pilots. Occupational
risk factors apart from aircraft accidents appear to
be of limited influence with regard to the mortality of cockpit
crew in Europe.
SYWS 2 Neue Erkenntnisse über die biophysikalischen Wirkungen niedriger
Strahlendosen (SYWS)
Zeit: Dienstag 16:30–18:00 Raum: HS 129
Hauptvortrag SYWS 2.1 Di 16:30 HS 129
Biophysikalische Modelle für das Lungenkrebsrisiko
durch Radon — •W.F. Heidenreich und H.G. Paretzke
— GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit,
Institut für Strahlenschutz, D-85764 Neuherberg
Das natürlich in der Umwelt vorkommende Edelgas Radon
und seine Folgeprodukte treten in Deutschland in
Innenräumen mit einer Konzentration von im Mittel 50
Bq/m 3 auf. Nach epidemiologischen Schätzungen (linear,
ohne Schwellwert) werden dadurch einige tausend Lungenkrebsfälle
pro Jahr verursacht. Damit ist Radon das
größte Strahlenschutzproblem nicht nur in Deutschland. Die
Schätzungen basieren zum einen auf Fall-Kontroll Studien an
der epidemiologischen Nachweisgrenze, zum anderen auf Extrapolation
von Beobachtungen bei vergleichsweise hoch und
kurz exponierten Bergarbeitern. Wir entwickeln biophysikalische
Modelle für strahlenbezogene Krebsentstehung mit dem
Ziel, die Unsicherheiten solcher Schätzungen zu verringern.
Dabei wird angenommen, daß Strahlung durch Induktion von
Mutationen auf die Initiation, und durch Zelltötung auf die
Promotion des Lungenkrebses wirkt. Modellparameter werden
durch Vergleich mit epidemiologischen Daten gewonnen.
Hauptvortrag SYWS 2.2 Di 17:00 HS 129
Strahlenexposition und Strahlenrisiko in der medizinsichen
Diagnostik — •Dieter Regulla 1 und
Gunnar Brix 2 — 1 GSF-Forschungszentrum für Umwelt
und Gesundheit, Institut für Strahlenschutz, Neuherberg —
2 Bundesamt für Strahlenschutz, Institut für Strahlenhygiene,
Neuherberg
Die regelmässigen Ermittlungen der Patientenexposition
in der Strahlendiagnostik durch das Bundesamt für
Strahlenschutz (BfS) besitzen einen hohen Stellenwert bei
der Standortbestimmung der radiologischen Qualitäts- und
Sicherheitskultur sowie der Nutzen-Risiko-Optimierung in
202
Deutschland. Für das Berichtsjahr 1997 wurde eine mittlere
effektive Dosis von 2±0.5 mSv pro Kopf der Bevölkerung
durch Röntgenuntersuchungen ermittelt; diesem Dosiswert
liegen ca. 136 Millionen Röntgenuntersuchungen zugrunde,
entsprechend einer Frequenz von 1,7 Untersuchungen jährlich
pro Kopf der Bevölkerung. Korrespondierend dazu liegt die
Exposition durch die Nuklearmedizin bei etwa 0,15 mSv effektiver
Dosis pro Kopf der Bevölkerung; die Zahl der nuklearmedizinischen
Untersuchungen liegt bei ca. 4 Millionen,
entsprechend einer Frequenz von ca. 0,05 Untersuchungen
jährlich pro Kopf der Bevölkerung. Einflussparameter bei der
Expositionsermittlung, die Verwendung der risikorelevanten
Effektivdosis und das Fehlen eines internationalen Konzepts
zur Bestimmung der Patientenexposition werden kritisch diskutiert.
Hauptvortrag SYWS 2.3 Di 17:30 HS 129
Wirkungen niedriger Strahlendosen auf Pflanzen und
Tiere — •Herwig G. Paretzke und Gerhard Pröhl
— GSF-Institut für Strahlenschutz, D-85758 Neuherberg
Seit einiger Zeit wird von der Wissenschaft, der Öffentlichkeit,
der Politik und den Medien genauer hinterfragt, ob die
Umwelt (Pflanzen und Tiere) gegen die Einwirkung ionisierender
Strahlung wirklich - wie von den ICRP-Empfehlungen
26 und 60 behauptet - hinreichend geschützt wird, wenn der
Mensch in ihr hinreichend geschützt wird. Während beim
Menschen der Schutz hauptsächlich das einzelne Individuum
und der hier wichtigste biologische Endpunkt die Induktion
von somatischen Spätschäden und genetischen Defekten betrifft,
werden für den Strahlenschutz von Fauna und Flora
hauptsächlich ganze Populationen/Ökosysteme und dort die
Reproduktion als kritische Endpunkte betrachtet. Im Vortrag
werden der gegenwärtige Kenntnisstand der Forschung
über Strahlenwirkungen auf Pflanzen und Tiere sowie die
wichtigsten internationalen Forschungsprojekte und Regelungsaktivitäten
vorgestellt.

ATRAP-Kollaboration
N.S. Bowden 1 , D. Comeau 2 , G. Gabrielse 1 , D. Grzonka 3 , T.W.
Hänsch 4,5 , M. Herrmann 4 , E.A. Hessels 2 , W. Oelert 3 , P. Oxley
1 , H. Pittner 4 , G. Schepers 3 , T. Sefzick 3 , A. Speck 1 , C.H.
Storry 1 , J.N. Tan 1 und J. Walz 4
1 Department of Physics, Harvard University, Cambridge, MA 02138
2 York University, Department of Physics and Astronomy, Toronto, Ontario
Kollaborationen
203
M3J 1P3, Canada
3Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich GmbH, 52425 Jülich, Germany
4Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Strasse 1, 85748
Garching, Germany
5Ludwig-Maximilians-Universität München, Schellingstrasse4/III, 80799
München, Germany

Aartsma, Thijs J. ............MO 20.2
Abdul-Redah, Tyno .............A 5.1
Abgrall, M. ................... Q 50.1
Abousahl, Said .............AKA 10.1
Achtzehn, Tobias ............ UP 22.4
Ackemann, Thorsten ....Q 9.6, Q 24.8
Adaniya, H. ................... A 9.31
Adler, Florian ......... Q 26.2, Q 26.6
Afaneh, F. .......... A 9.8, SYDV 1.3
Afchine, Armin .............. UP 18.5
Afilal, Said ....................Q 46.1
Agarwal, Girish. S. ... Q 23.4, Q 52.10
Aguilar, A. ............ A 9.23, A 9.30
Ahufinger, Veronica ........... Q 18.3
Aichele, Thomas ............... Q 7.4
Alber, Gernot .Q 7.3, Q 13.4, Q 18.8,
Q 22.9, Q 22.16
Albiez, Michael ...... Q 18.4, Q 21.14
Alcaraz, Christian ............ MO 9.9
Allard, O. .....................Q 32.2
Alnaser, A. ................ MO 12.19
Alonso, Joseba ..A 3.3, A 10.1, A 10.3
Alt, Helmut ................. AKE 2.3
Alt, Wolfgang .Q 6.2, Q 11.2, Q 22.1,
Q 38.8
Altevogt, S. ......MO 12.25, MO 18.5
Altevogt, Simon M. ........ MO 17.21
Althausen, Dietrich .......... UP 21.7
Altmann, Jürgen ............ AKA 7.1
Altmeyer, Alexander ... Q 12.1, Q 12.2
Alvarez, Cristina .............. Q 17.6
Alwardt, Christian ........... AKA 3.1
Amekudzi, Leonard .......... UP 12.9
Amthor, K.-U. ............... Q 20.11
Amthor, Kay-Uwe ............. Q 10.7
Amthor, Thomas ..... A 15.28, Q 27.3
An, Qingrui ................. MO 10.1
Anders, Angelika ....... Q 8.4, UP 7.7
Andersen, Ulrik ...Q 22.12, Q 36.1,
Q 45.7
Andersen, Ulrik L. . Q 16.4, Q 22.10,
Q 22.11, Q 22.13
Andersson, Mauritz ....Q 21.5, Q 44.2
Andersson, Pontus ............MS 9.3
Andreas, Assion ............SYDV 2.4
Andrei, Horia-Sorin ....MO 17.17,
MO 19.2
Andreo, P .................... ST 6.2
Andrianarijaona, V. ....MO 12.25,
MO 18.5
Andrianarijaona, Vola ...... MO 17.21
Anglos, Demetrios .............Q 20.9
Anker, Thomas ...... Q 18.4, Q 21.14
Annor, Thompson ............UP 15.1
Antonini, Piergiorgio .......... Q 52.2
Apostolopoulos, Vasileios ...... Q 52.4
Appel, Jürgen ......... Q 40.7, Q 45.6
ARIUNBOLD, Gombojav O. .. Q 52.10
Arjmandi, S. .................. Q 47.8
Arlt, Jan .............Q 21.13, Q 28.1
Arndt, M. .................... MS 7.2
Arndt, Markus ........MS 1.3, Q 17.7
Arnold, Cord ..................Q 46.5
Arnold, Steve ................. UP 2.4
Arnold, W. ................ MO 12.19
Arora, Poonam ................Q 14.7
Ashfold, Michael N. R. ....... MO 9.8
Asmis, Knut R. ............. MO 20.1
Aspelmeyer, Markus ............ Q 7.5
Assion, Andreas A X, MO 15.1, Q 10.1,
Q 20.15, Q 20.17, Q 31.12, Q 46.6
Astrakharchik, Grigori ........ A 15.27
Atatüre, Mete .................Q 45.2
Atilgan, E. ................... MO 8.4
ATRAP - Kollaboration ........A 17.8
Audebert, P. .......... Q 10.6, Q 10.6
Audi, G. ............. MS 6.3, MS 7.9
Audretsch, Jürgen ..............Q 7.8
Aumiler, Damir ................A 13.6
Auzinsh, M. ............... MO 17.13
Baars, Holger ................UP 21.7
Babitchev, Sergei ............. Q 45.6
Bacher, Michael ...............Q 52.9
Bachert, Peter ................ ST 2.4
Back, Oliver ................... Q 9.2
Backe, H. .....................A 9.29
Bär, Sebastian ........ Q 24.3, Q 24.4
Bäuerle, Achim ............... UP 2.2
Baeuerle, Erich ....... UP 7.3, UP 7.4
Baev, Valeri ..... Q 4.7, Q 9.2, Q 32.6
Bagnato, V. S. ................Q 38.1
Bakarezos, Makis ..............Q 20.9
Baker, Alexander ..............UP 1.1
Balaj, O. Petru .......MS 8.3, MS 9.1
Balle, Salvador ................. Q 9.6
Balteanu, Iulia ....... MS 8.3, MS 9.1
Baltuska, A. .................. Q 42.4
Ban, Ticijana ................. A 13.6
Bange, Sebastian .............Q 32.10
Bar-Joseph, Israel ..A 15.23, Q 21.5,
Q 44.2
Baranov, Mikhail ....... A 3.4, Q 21.4
BARGHEER, MATIAS .......MO 12.7
Barimah, Eric Kumi ..........UP 12.5
Barna, Imre F. ................. A 3.2
Barrett, M. ................... Q 13.1
Bartel, Sebastian ..............Q 43.7
Bartenstein, Markus ... Q 12.1, Q 12.2
Bastos de Jesus, Vitor Luis .... A 18.2
Basum, Golo von ..............Q 32.7
Batär, Alexander .............. Q 27.2
Bauch, Andreas ............... Q 33.4
Bauer, Christoph ..............Q 19.7
Bauer, Dieter ................. A 16.3
Bauer, Jörg ..................Q 38.19
Baum, Peter MO 21.3, Q 26.3, Q 26.6,
Q 26.8, Q 49.3
Baumert, Thomas ... A X, A 18.7,
MO 12.6, MO 15.1, MO 21.4,
Q 10.1, Q 20.15, Q 20.16, Q 20.17,
Q 31.12, Q 46.6, Q 49.4, SYDV 2.4
Baumgarten, Gerd ........... UP 21.4
Beauchamp, Jonathan ....... UP 16.2
Becher, Christoph . Q 36.14, Q 39.5,
Q 40.4, Q 41.4, Q 52.9
Beck, Andreas ...............AKE 6.1
Beck, D. .....MS 6.2, MS 6.3, MS 7.9
Beck, Oliver ..................MO 5.7
Beck, Peter ................. AKA 9.1
Becker, A. .................... A 15.1
Becker, Andreas ................A 3.2
Becker, Christoph ............. Q 44.3
Becker, Franck ................ A 13.5
Becker, Th. ...................Q 11.6
Becker, Thomas ...............Q 41.6
Becker, U. .......... MO 9.2, MO 9.3
Becker, Uwe A 11.4, A 11.7, MO 19.6,
MS 5.3
Becker, W. ....................A 16.5
Becker, Wilhelm .....MO 6.4, MO 6.7
Beckert, Karl ..................A 9.10
Behler, Jörg ..................MO 6.5
Behrendt, Andreas ............ UP 3.7
Behrendt, Raymond ......... MO 15.8
Beier, Thomas ................ A 17.4
Beierle, Steffen ............... UP 4.3
Beige, Almut ..................Q 45.3
Beirle, Steffen ....... UP 4.2, UP 12.4
Beiser, Svea ..................A 15.14
Belic, M. ..................... Q 24.5
Belic, Milivoj ..................Q 24.6
Belkacem, A. ..........A 9.26, A 9.31
Beller, Peter .................. A 9.10
Belzig, Wolfgang ..............Q 51.4
Bene, G. ............ UP 7.1, UP 16.1
Benhelm, Jan Q 39.1, Q 39.4, Q 40.4,
Q 48.2
Benis, E. .................. MO 12.19
Benis, E. P. ................... A 9.27
Benner, Alexander N. ........ Q 38.18
Benson, Oliver MO 18.2, Q 7.4, Q 15.3
Benson, Olliver ...............MO 2.5
Berakdar, Jamal ...A 7.4, A 15.11,
A 15.12, A 15.13
Berg, G. P. .................. A 15.32
Berger, U. ...................UP 21.4
Berghöfer, Thomas ............ST 7.8
Bergmann, K. ..MO 1.1, MO 17.13,
MO 17.14
Bergmann, Klaas ..... A 15.29, Q 22.7
Bergmann, Ulf ................MS 8.1
Bergner, Andreas MO 17.24, MO 17.25
Bergquist, James C. ...........Q 48.1
Bergström, Ingmar ............MS 6.4
Berndt, Katja M. .......... MO 17.19
Bernhardt, Thorsten ......... UP 22.3
Bernhardt, Thorsten M. ........ MS V
Bert, Christoph ........ST 7.1, ST 7.2
Bertram, Boehrer ............. UP 7.5
Best, T. .............. Q 12.5, Q 12.6
Bethlem, Hendrick L. A 17.7, MO 2.3,
MO 17.3
Betz, Markus ................. Q 42.3
Beuc, Robert ..................A 13.6
Beutter, Matthias ............. Q 26.6
Beyer, Martin ........ MS 8.3, MS 9.1
Beyer, Martin K. ............. MO 5.2
Bezuglov, N. N. .MO 1.1, MO 17.13,
MO 17.14
Bhardwaj, V. R. ...............A 15.1
Biegert, Jens ...........Q 5.3, Q 42.8
Bielefeld, Tom .............. AKA 3.2
Bienert, Marc Q 36.7, Q 38.13, Q 47.1
Binder, Alexander .............. Q 4.2
Binhammer, Thomas .......... Q 20.8
Binnewies, Tomas ............. Q 32.4
Birch, James M. .............. MS 5.1
Birkl, G. ...................... Q 27.4
Birkl, Gerhard Q 13.2, Q 17.3, Q 17.4,
Q 38.10
Birkner, Richard ................Q 9.7
Birngruber, Reginald ....... SYBP 1.4
Bisht, Prem B. ...............MO 4.2
Bisling, Peter .................MS 5.4
204
Bitschnau, Jörg ............... Q 26.4
Bittmann, Birgit A. ........... Q 46.3
Bize, S. .......................Q 50.1
Bize, Sebastian ................A 10.2
Bizjak, Tanja ........MO 4.2, MO 4.4
Björkhage, Michael ........... MS 6.4
Bjurshagen, Stefan ............. Q 4.8
Blatt, Rainer . PV I, Q 11.8, Q 36.14,
Q 39.1, Q 39.4, Q 39.5, Q 40.4,
Q 41.4, Q 41.5, Q 48.2, Q 52.9
Blaum, K. . MS 6.1, MS 6.3, MS 7.8,
MS 7.9
Blaum, Klaus MS 1.2, MS 2.3, MS 6.4,
PV XIV
Bleil, Stefan ................. Q 20.18
Blettner, Maria ............ SYWS 1.4
Blinov, Alexander .............MS 3.2
Bloch, I. ...... Q 12.5, Q 12.6, Q 51.6
Bloch, Immanuel ..............Q 52.6
Block, M. ............MS 6.1, MS 6.2
Blondel, Christophe ............A 11.6
Blume, Doerte ............... A 15.27
Bobbenkamp, Rolf .......... MO 18.3
Bock, Michael .........ST 1.2, ST 2.6
Bock, R. ........................A XI
Boedecker, Geesche ........... Q 34.1
Böhm, Hannes ................. Q 7.5
Böhm, Michael ........Q 16.5, Q 20.2
Böhm, S. ................A 1.2, A 1.4
Böhm, Sebastian ...... A 9.10, A 9.18
Boeker, Peter ................UP 13.3
Börner, Sandra ................Q 19.7
Bösch, Hartmut ...............UP 3.1
Boesl, Ulrich ..MO 17.9, MO 17.10,
MS 7.4, MS 9.2
Bohling, Christian .. Q 19.1, Q 32.8,
UP 9.3, UP 13.4
Bohn, Birger ..................UP 9.1
Bohrmann, Gerhard ..........AKE 4.1
Bojahr, Heidrun .............. AKI 2.5
Bolkart, Christian ............. Q 40.6
Bollen, G. ............MS 6.3, MS 7.9
Bondybey, Valdimir E. ........ MS 9.1
Bondybey, Vladimir ........... MS 8.3
Bondybey, Vladimir E. ........MO 3.8
Bongartz, Jens ................Q 43.4
Bongs, Kai . Q 19.6, Q 21.3, Q 28.5,
Q 44.3, Q 52.5
Borawski, Hartmut .......... MO 17.2
Borneis, S. ......................A XI
Borneis, Stefan .................A 5.5
Bornschlegl, Alexander ........ MS 7.4
Borodi, Gheorghe MO 12.26, MO 18.4
Borrmann, Stephan UP 6.2, UP 13.1,
UP 18.4, UP 19.1, UP 21.2,
UP 21.3, UP 22.1
Bosch, Fritz ...................A 9.10
Bossmeyer, Jens ............. UP 20.3
Bostedt, Christoph ............. A 7.5
Boudon, V. ................. MO 20.5
Boulyga, Sergei F. ............ MS 2.1
Bourennane, Mohamed Q 7.7, Q 39.2,
Q 39.3
Boutin, David .................A 13.5
Bovensmann, Heinrich ... UP 12.1,
UP 12.9
Boyle, Mark .................MO 19.7
Bozek, J. D. .................. A 9.23
Bracher, Astrid ..... UP 12.1, UP 12.5
Bradeanu, Ioana ............ MO 19.3
Bräuning, H. ..................A 9.22
Brajdic, Mihael ........Q 21.5, Q 44.2
Brambrink, E. ... A XI, Q 10.6, Q 10.6
Brand, H. .......................A XI
Brand, Joachim ................ A 3.1
Brandau, C. ....................A 1.4
Brandau, Carsten ........A VI, A 9.10
Brandner, Birgit .............. MS 6.4
Brandt, Rolf .................. UP 1.3
Branschaedel, Markus ...... MO 12.14
Brauers, Theo ........ UP 9.1, UP 9.2
Braun, Markus .. MO 6.1, MO 12.1,
MO 12.2, MO 15.6, MO 15.7,
MO 21.2, Q 49.2
Braune, M. ..........MO 9.2, MO 9.3
Bray, I. ................A 9.25, A 11.5
Bredenbeck, Jens .......... SYND 1.2
Brehm, Markus .............. Q 31.10
Bremer, Holger .............. UP 17.7
Bresch, Harald ................MS 2.2
Bretin, Vincent ................Q 18.2
Brewer, Alan ..................UP 2.1
Brezger, Björn ........ Q 17.7, Q 36.6
Briegel, H.-J. ...................Q 2.4
Briegel, Hans Juergen .......... Q 2.3
Briggs, John ............A 1.1, A 9.20
Briggs, John S. .....A 11.2, MO 12.22
Britton, J. .................... Q 13.1
Brix, Gunnar ...............SYWS 2.2
Brixner, T. ....................Q 42.5
Brixner, Tobias . MO 12.6, MO 21.4,
Q 49.4
Brocard, Emmanuel ..........UP 12.6
Brockkamp, J. ................ Q 20.4
Brogl, Sandra .................Q 43.1
Bruck, Mathis ..................Q 5.3
Bruder, Christoph ..... Q 21.8, Q 51.4
Brück, Kim ....MS 1.2, MS 2.3, Q 4.1
Brüggert, Steffen ...........AKA 11.1
Bruehl, Frank Ruediger ...... MO 13.1
Bruemmer, Mathias ......... MO 20.1
Bründerman, Erik .......... MO 17.25
Bründermann, E. ...........MO 17.26
Bründermann, Erik .........MO 17.24
Bruns, Marco ... UP 3.5, UP 17.4,
UP 20.7
Bruss, Dagmar ................Q 22.2
Brutschy, Bernd ... MO 10.6, MO 15.3
Bruß, Dagmar ..........Q 2.2, Q 39.3
Bréchignac, Catherine .......... PV V
Bschorr, Thorsten .............. Q 2.6
Bschorr, Thorsten C. ........... Q 2.5
Bublitz, Jens ................ UP 13.4
Buchleitner, Andreas .A 16.6, Q 17.1,
Q 17.2, Q 23.8, Q 36.4, Q 47.2,
Q 47.3
Buchwitz, Michael ........... UP 12.7
Buckup, Tiago ...... MO 7.7, MO 7.8
Buda, R. ..................... MS 2.4
Bücheler, Steffen .............A 15.35
Bühler, Stefan ............... UP 12.6
Bünermann, O. . MO 14.4, MO 14.5,
MO 17.5, Q 27.6
Bürger, S. ....................MS 2.4
Büscher, Wolfgang ...UP 6.1, UP 13.2
Buggle, Christian ..............Q 52.8
Buhmann, Stefan Yoshi ........Q 41.1
Buhr, H. .........MO 12.25, MO 18.5
Buhr, Henrik ...............MO 17.21
Bulat, Muhammer ............ MS 8.1
Bunkowski, Alexander ......... Q 48.7
Burgdoerfer, J. ......... Q 5.2, Q 42.7
Burgdörfer, Joachim ............Q 5.6
Burkacky, Ondrej ..............MO III
Burmeister, F. ................MO 6.6
Burmeister, Oliver .............Q 48.7
Burmester, Philipp B. W. ....... Q 4.5
Burrows, J. P. ................ UP 4.6
Burrows, John .. UP 12.8, UP 17.2,
UP 17.5, UP 20.7
Burrows, John P. ..UP 3.5, UP 12.1,
UP 12.3, UP 12.5, UP 12.7,
UP 12.9, UP 12.10, UP 17.4
Buschmann, Nicole ....UP 2.4, UP 5.3
Bushaw, Bruce ........ A 9.28, A 12.5
Bushaw, Bruce A. ............. A 12.6
Bushev, Pavel .........Q 11.8, Q 41.5
Bussmann, Michael ............A 17.1
Butter, Jacqueline Y. P. ....... Q 40.2
Bußmann, Birgit ............. MO 6.1
C.-Dreismann, C. Aris .......... A 5.1
Cacciapuoti, Luigi ............. A 10.2
Caird, J. ........................A XI
Caires, A. R.L. ................ Q 38.1
Calarco, Tommaso ............ Q 37.1
Cammas, Jean-Pierre ..........UP 3.4
Campbell, Colin ...............Q 33.6
Campbell, E. M. ................ A XI
Canty, Mort .................AKA 7.2
Casel, Oliver ................... Q 3.1
Cassou, Kevin .................. A 5.5
Cennini, Giovanni ..Q 21.12, Q 32.5,
Q 44.1
Cerullo, Giulio .................Q 52.4
Chaibi, Walid ................. A 11.6
Chamizo Calvo, Elena .........MS 4.4
Champenois, Caroline ........ Q 38.16
Charalambidis, D. .............. Q 5.1
Chaudhri, Anwar .............. ST 7.7
Chelkowski, Simon ............ Q 15.6
Chen, George ................. ST 3.1
Chen, Hongwei ................UP 1.3
Cheverini, J. .................. Q 13.1
Chichkov, Boris ............... Q 10.1
Chichkov, Boris N. ............ Q 31.3
Chin, Cheng ...Q 12.1, Q 12.2, Q 12.4
Chipperfield, Martyn .......... UP 2.4
Christandl, Matthias ...........Q 23.7
Christen, Wolfgang ........... MS 8.1
Christian, Ratzer ............. MO 3.5
Chu, Steven .. PV XX, Q 33.1, Q 50.4
Chwalla, Michael .. Q 39.1, Q 39.4,
Q 40.4, Q 48.2
Cirac, Ignacio .A 3.4, Q 23.3, Q 52.6,
Q 52.11
Cisneros, C. ........... A 9.23, A 9.30
Clairon, A. ....................Q 50.1
Clairon, Andre ................ A 10.2
Cocke, C. L. ....... A 9.27, MO 12.19
Cocke, L. ............. A 9.25, A 11.5
Coffee, Keith R. .............. MS 5.1
COHERENT ....................FB 1
Cole, K. ...................... A 9.26
Cole, Kyra .................... A 9.31

Conrad, Horst .................A 17.7
Corbalán, Ramon ..............Q 17.4
Cordes, Jörn .................. Q 43.7
Corkum, P. B. .................A 15.1
Courcoux, Nathalie .......... UP 12.6
Courteille, Philippe W. Q 6.4, Q 11.1,
Q 31.14
Cramer, M. ............ Q 2.1, Q 28.2
Crasser, Oliver ................ Q 47.7
Cremer, Thomas .............. ST 4.1
Crespo Lopez-Urrutia, J. R. ....A 13.2
Croot, Peter .................. UP 1.1
Curtius, Joachim . UP 13.1, UP 18.4,
UP 21.2
Curty, Marcos ..................Q 7.2
Cvecek, Kristian ...Q 35.2, Q 35.3,
Q 35.4
Cvejanovic, S. ................MO 9.3
Cvejanović, Slobodan ........MO 19.6
Czasch, A. .. A 9.6, A 9.11, A 9.24,
MO 12.20
Czeranowsky, Christoph .Q 9.2, Q 19.2
Czerwieniec, Gregg A. .........MS 5.1
Dahl, Jens Peder ..... Q 23.5, Q 36.11
Dahl, Ludwig ..................A 17.4
Dalibard, Jean ................ Q 18.2
Dammalapati, U. .............A 15.32
Dammalapati, Umakanth ..... A 15.24
Danared, H˚akan ...............A 9.18
Dangendorf, Volker ............ST 5.3
Danzmann, Karsten ..Q 4.4, Q 14.3,
Q 14.4, Q 14.5, Q 14.6, Q 15.6,
Q 19.4, Q 33.7, Q 33.8, Q 40.5,
Q 48.6, Q 48.7, Q 48.8
Dax, Andreas ..........A 9.28, A 12.6
de Castro, A. R. B. ............A 18.1
de Castro, A. R.B. ..............A 7.5
de Jesus, Vitor L. B. .A 15.6, A 18.3,
A 18.4
de La Noë, Jérôme ............UP 2.4
de Mirandes, Estafania ........ Q 52.7
de Mirandes, Estefania ........ Q 28.4
De Ruette, N. ...............MO 18.5
de S. Menezes, Leonardo ...... Q 15.3
de Vivie-Riedle, Regina ... MO IV,
MO 12.4, MO 21.8, Q 13.3, Q 49.8
De Waele, Vincent ........... MO 7.3
Debus, J. ..................... ST 7.5
Decker, Silvio ..............MO 17.20
Degenhard, Andreas ...........ST 2.1
Degenhardt, Carsten .Q 27.1, Q 32.3,
Q 33.5, Q 50.2
Degreif, Kai ................. UP 15.2
Deh, Benjamin Q 6.4, Q 11.1, Q 31.14
Deitmar, Hendrik ..............Q 43.2
dela Torre, Ruby ..... Q 11.7, Q 38.15
Delahaye, P. . MS 6.3, MS 7.8, MS 7.9
Delande, Dominique ...........Q 47.4
Delhuille, Rémi ................Q 39.7
Della Pietra, Leonardo .Q 21.5, Q 44.2
Delsart, Christian ..............A 11.6
Demekhin, Philip V. ..........A 15.10
Demekhin, Phillip .......... MO 17.12
Dendooven, P. ............... A 15.32
Denk, Ebehard ............... MS 3.1
Denk, Eberhard ...............MS 2.5
Denk, Winfried .............SYBP 1.1
Denz, C. ......................Q 24.5
Denz, Cornelia ........ Q 24.6, Q 43.2
Dermois, O. ..................A 15.32
Desyatnikov, A. S. ............ Q 24.5
Dewald, Sebastian .............Q 20.7
Dholakia, K. .................. Q 47.8
Diederich, Th. .......A 15.3, MO 17.6
Diegel, E. ....................MO 3.6
Diehl, A. ......................A 9.22
Diekmann, Bernd . UP 6.1, UP 13.2,
UP 13.3
Dieter, Peters .................UP 3.9
Dietl, C. .................... MO 15.4
Dietz, Enrico ..........Q 16.1, Q 16.2
Dietz, Melanie ................ ST 2.7
Dietzek, Benjamin .... MO 12.12,
MO 12.13
Dietzel, Steffen ............... ST 4.1
Diller, Rolf ..................MO 10.5
Dimitrovski, Darko ............ A 11.2
Dimler, Frank ................Q 31.11
Dimopoulou, Christina .........A 13.2
Ding, Adalbert .............MO 12.17
Dinter, Ralf ...................Q 21.3
Dinter, Tilman ................UP 4.6
Diosi, Lajos .................... Q 7.8
Distelrath, Volker MO 17.9, MO 17.10,
MS 9.2
Dix, Barbara .................UP 20.4
Djekic, Slobodan A 3.3, A 10.1, A 10.3
Döbeli, Max . MS 4.2, MS 4.3, MS 4.5
Döppner, T. ...................A 15.3
Döppner, Tilo ........... A 7.1, A 7.2
Doerner, R. .. A 9.6, A 9.8, A 9.11,
A 9.24, A 9.25, A 9.26, A 9.27,
A 9.31, A 11.5, A 15.1, MO 12.19,
MO 12.20, MS 7.1, SYDV 1.3
Dörner, Reinhard ....A 9.4, A 9.5,
MO 15.3
Dörring, Jochen ...............Q 52.3
Dokupil, S. ................... PV XII
Dolinska, Aska ................ Q 36.1
Dollinger, Günther ............ ST 4.1
Dombi, P. .................... Q 42.7
Donner, Tobias ................Q 21.2
Dopfer, Otto .....MO 17.17, MO 19.2
Dorn, A. ...................... A 13.2
Dorn, Alexander A 9.1, A 15.5, A 15.31
Dorn, Hans-Peter ............. UP 9.2
Dorn, Ralf .................... Q 33.9
Dose, Volker .................. MS III
Dotsenko, Igor Q 6.2, Q 11.2, Q 22.1,
Q 38.8
Douillet, Albane ..............Q 38.12
Drag, Cyril ....................A 11.6
Drake, Gordan W. F. .......... A 9.28
Drake, Gordon W. F. .......... A 12.6
Drakoudis, Alexandros ......... A 17.5
Dreher, Matthias ..............Q 26.9
Dreischuh, A. ................ A 15.18
Dreißig, J. ..................... Q 2.1
Drenkelforth, Sascha . Q 21.13, Q 28.1
Drescher, M. ...................Q 5.2
Drescher, Markus .......... SYDV 2.3
Dretzke, A. ................... A 9.29
Drewnick, Frank ....UP 13.1, UP 21.3
Drexel, Herwig ........ A 18.6, Q 42.6
Drexler, Guido ................ ST 4.1
Dreyer, Jens ................ MO 10.3
Droppelmann, G. ............MO 14.4
Duer, Wolfgang ................ Q 2.3
Dürr, Martin ......... A 15.5, A 15.31
Dürr, Regina .. MO 12.2, MO 21.2,
Q 49.2
Dürr, Stephan .................Q 12.3
Düser, Andreas ..............AKE 2.2
Duft, Denis MS 5.2, UP 22.2, UP 22.3,
UP 22.4
Dultz, W. .....................Q 47.8
Ebberink, G. ................. A 15.32
Ebberink, Gerald ............. A 15.24
Ebeling, Helga ...............AKC 3.1
Eberhardt, K. ................. A 9.29
Eberhardt, Klaus ..... MS 7.5, MS 7.6
Eberhardt, W. ................MO 6.6
Ebert, Volker ................ UP 22.5
Echner, Gernot ................ST 4.4
ECHO, intercomparison team ..UP 2.3
Eckardt, André ........Q 28.8, Q 38.4
Eckert, Hann-Jörg .............Q 40.8
Eckert, Kai ............Q 17.4, Q 22.2
Eckle, P. .....................Q 38.14
Egger, Joseph ............... UP 10.2
Eggert, Michael ............... Q 33.6
Ehlert, Stefan .................Q 24.3
Ehresmann, A. ........ A 15.7, A 15.8
Ehresmann, Arno A 15.10, MO 17.11,
MO 17.12
Ehret, Gerhard ................UP 2.1
Ehrler, Oli T. .............. MO 17.19
Eibl, Manfred ................. Q 39.3
Eichberger, Rainer ... MO 4.6, MO 4.7
Eichenseer, Mario ............. Q 48.3
Eichler, H. J. ..................Q 14.2
Eichler, Hans J. Q 16.1, Q 16.2, Q 16.3
Eichler, Hans Joachim .. Q 4.2, Q 40.8
Eichler, Hans-Joachim . Q 8.2, Q 8.3,
Q 16.6
Eichler, Robert ................. A 5.6
Eichmann, Kai-Uwe UP 5.2, UP 12.1,
UP 12.7
Eichmann, Ulli .........A 16.1, A 17.2
Eidmann, Klaus ............... Q 10.5
Eiermann, Bernd ..... Q 18.4, Q 21.14
Eisert, J. Q 2.1, Q 2.4, Q 25.6, Q 28.2
Eisfeld, Alexander ..........MO 12.22
Eisler, Hans ...................Q 24.2
Eisler, Hans -Juergen ..........Q 40.1
Ekers, A. .... MO 1.1, MO 17.13,
MO 17.14
Elghobashi, Nadia ... MO 21.6, Q 49.6
Ell, Richard ................... Q 20.8
ELS GmbH ..................... FB 2
Elsässer, Thilo ..........Q 6.3, Q 38.9
Elsässer, Thomas ............MO 10.3
Elsässer, Wolfgang ............. Q 9.7
Elsholz, F. .................... Q 14.2
Emde , Claudia .............. UP 12.6
Emmons, E. ...................A 9.23
Emmons, E. D. ................A 9.30
Enders, Axel ..................MS 8.2
Enejder, Annika ............... MO III
Engel, Volker . MO 12.10, MO 12.11,
MO 12.21, MO 15.2
Engelbart, Dirk .............. UP 11.2
Engeser, Bastian .............. Q 51.1
Enghardt, Wolfgang ... ST 3.2, ST 4.2
205
Engleman, Rolf ................A 12.1
Engler, Joachim ...............ST 7.8
Englert, Lars ....... Q 46.6, SYDV 2.4
Entzian, Günter ...............UP 3.9
Erdmann, marco . MO 12.21, MO 15.2
Eremina, E ...................A 15.17
Eremina, Ekaterina ........... A 15.18
Ergler, Thorsten ...............A 18.2
Erhard, Michael ... Q 19.6, Q 28.5,
Q 44.3, Q 52.5
Eritt, Markus .................MS 7.3
Ern, Manfred ................. UP 5.4
Ernst, Wolfgang E ...........MO 13.1
Ernsting, Ingo .................Q 52.2
Ernstorfer, Ralph .... MO 4.6, MO 4.7
Ertmer, W. ........... Q 27.4, Q 37.2
Ertmer, Wolfgang .. Q 13.2, Q 17.3,
Q 17.4, Q 21.13, Q 28.1, Q 38.10,
Q 38.12, Q 46.5
Eschner, Jürgen .. Q 11.8, Q 36.14,
Q 41.5
Esselborn, Michael ............ Q 19.7
Esslinger, Tilman .. Q 21.1, Q 44.4,
Q 51.8
Ettner, Matthias ............. UP 19.1
Even, U. ...................... A 11.1
Evers, J. ...................... A 16.7
Evers, Jörg ................... Q 25.5
Everts, Hans-Ulrich ............. A 3.4
Ewald, Friederike .. Q 10.7, Q 20.1,
Q 20.10
Ewald, Guido ..........A 9.28, A 12.6
Fabian, Marcus ...... UP 7.6, UP 14.1
Fabčič, Tomaˇz ................. A 1.6
Fahr, Martin .................Q 31.13
Fainstein, P. .................. A 13.2
Falke, St. ............. Q 32.2, Q 36.2
Farahani, Javad ............... Q 40.1
Fattori, Marco ................ Q 37.3
Fehrer, Frank ............... MO 17.7
Fehrmann, Henning .............A 3.4
Feichter, Josef ............. AKA 12.2
Feinberg, B. ...........A 9.26, A 9.31
Felber, Silke .........MO 4.6, MO 4.7
Feldmann, Jochen .............Q 43.1
Fendel, Peter ...................Q 8.1
Fennel, Thomas ................ A 7.1
Fergenson, David P. ...........MS 5.1
Ferger, Thomas ................ A 9.1
Ferlaino, Francesca .... Q 28.4, Q 52.7
Fernholz, Thomas ..... Q 22.5, Q 39.8
Fettouhi, Andrè ............... A 13.5
Feuerstein, Bernold . A 15.6, A 18.3,
A 18.4
Fiedler, J. ................... UP 21.4
Fiedler, Sven E. .............. MO 3.7
Fielicke, Andre ...............MS VIII
Fielicke, André ............... MO 6.5
Fierz, Beat ...................MO 7.5
Fietkau, Sixten .............. UP 17.2
Fifield, Keith ................. MS 4.4
Figger, Hartmut ..............A 15.19
Figl, C. ....................... A 13.3
Figl, Cristina .................. A 13.4
Figueira de Morisson Faria, C. A 16.4,
A 16.5
Filip, Radim .................. Q 45.7
Filipenko, Oksana ............. ST 6.2
Fink, Christian ................ ST 1.2
Finsterbusch, Klaus ........... Q 31.5
Fischer, Bernd .. MO II, MO 17.27,
MO 17.28
Fischer, D. ....................A 13.2
Fischer, Daniel ................. A 9.1
Fischer , Herbert ..............UP 5.1
Fischer, Ingo ....MO 9.5, MO 9.9,
MO 19.5
Fischer, M. ................... Q 50.1
Fischer, Marc ................. Q 33.3
Fishman, Shmuel ...... A 17.3, Q 17.2
Fix, Andreas ..................UP 2.1
Flachenecker, Günter ........ MO 12.3
Fleischhauer, M .. A 15.25, A 15.34,
Q 22.8, Q 23.1
Fleischhauer, Michael A 15.29, Q 15.4,
Q 18.5, Q 23.2, Q 51.7
Flentje, Harald ................UP 2.1
Flesch, Roman ......MO 19.3, MS 2.2
Fölling, S. .................... Q 12.6
Fölling, Simon ....... A 15.28, Q 52.6
Förster, Eckart ...............Q 20.12
Förster, Eckhardt ............. Q 10.3
Fogle, Mike ................... A 9.18
Fomichev, Sergei V. .......... MO 6.7
Fominykh, Natasha ...........A 15.11
Fortágh, József ........Q 21.7, Q 51.5
Fotakis, Costas ................Q 20.9
Foth, Dr. Hans-Jochen ........ Q 46.3
Foth, Hans-Jochen .......... AKE 7.4
Foth, Wolf-Peter ............ AKE 7.4
Foucar, L. ................. MO 12.19
Foucar, Lutz .................. A 9.27
Fox, Brigitte ..................MS 8.3
Fox-Beyer, Brigitte ............MS 9.1
Frank, Matthias .......MS 5.1, Q 36.3
Franke-Arnold, Sonja ..........Q 36.8
Frankenberg, Christian ........ UP 4.3
Frankowski, Marcin ...........MO 3.8
Franzen, Alexander ............Q 15.6
Franzke, Bernhard .............A 9.10
Franzl, Thomas ............... Q 43.1
Fray, Sebastian ........Q 17.6, Q 32.5
Fredrich, Susanne T. ........... Q 4.5
Frese, Daniel .................Q 21.11
Freudenthaler, Volker ........ UP 18.3
Frey, Susanne ................. Q 43.4
Freyberger, Matthias ..Q 2.5, Q 2.6,
Q 36.9
Fricke, B. ..................... A 9.13
Fricke, H. ......... MO 19.4, MO 20.7
Fricke, Jochen .. AKE 6.1, AKE 6.2,
AKE 6.3
Friederichs, Petra ............. UP 7.2
Friedl, Anna .................. ST 4.1
Friedl-Vallon, Felix ............ UP 5.4
Friedrich, Bretislav ........... MO 2.2
Friedrich, Harald ............... A 5.2
Friedrich, Jochen ...........MO 17.19
Fries, Elke ...................UP 22.1
Friess, Udo .................. UP 20.3
Frieß, Udo ...................UP 20.4
Fritioff, Karin .................MS 9.3
Fritioff, Tomas ................MS 6.4
Fritsch, Thomas ..............MO 2.1
Fritzsche, S. ...........A 9.13, A 9.29
Fritzsche, Stephan ..A 9.14, A 9.15,
A 10.5, A 12.4, A 15.9, MO 12.27,
MO 17.16, Q 22.15
Fröhlich, Ulf ................. MO 2.1
Frohmann, Sven .......Q 16.1, Q 16.2
Früke, Rolf .....................Q 5.4
Fuchs, Harry ................... Q 3.1
Fuchs, J. ..............Q 10.6, Q 10.6
Fuchs, Jürgen .................Q 21.3
Fülöp, Jozef .................. Q 41.6
Funke, Bernd ................. UP 5.1
Fushitani, Mizuho . MO 12.7, MO 12.9
Fuß, Werner ................ MO 15.5
Gad, Gad ............... Q 8.2, Q 8.3
Gäggeler, Heinz ...............MS 3.2
Gaertner, Peter ............ MO 12.14
Gaertner, Sascha ...... Q 39.2, Q 39.3
Gai, Feng ..................SYND 2.2
Gaigalas, G. ...................A 9.13
Galoppini, Elena ..............MO 4.7
Galster, Ulrich ................MO 9.6
Galve, Fernando .A 3.3, A 10.1, A 10.3
Galy, Jean ........... Q 10.7, Q 20.10
Ganteför, Gerd ...... MO 6.2, MO 6.3
Garbe, Christoph ..............UP 1.4
Garcia, Antonio ....... Q 14.4, Q 14.6
Garcia de Abajo, F. J. ......... Q 42.5
Garcia Fernandez, R. .... MO 1.1,
MO 17.13, MO 17.14
Garcia Fernandez, Ruth ........Q 22.7
Garcia Marin, Antonio Francisco
Q 14.3, Q 14.5
Gard, Eric E. ................. MS 5.1
Garl, Thomas ................. Q 44.3
Gasenzer, Thomas .............Q 12.7
Gati, Rudolf ..Q 18.4, Q 21.14, Q 28.7
Gaul, E. ........................ A XI
Gaul, Erhard ................... A 5.5
Gauthier, J. C. ........ Q 10.6, Q 10.6
Gebhardt, C. R. ............MO 17.22
Gebhardt, Christoph .........MO 17.8
Geckeis, H. ................... MS 2.4
Geckeler, Carsten ..Q 21.12, Q 32.5,
Q 44.1
Geiser, Peter ..................Q 32.8
Geissel, Hans ..................A 13.5
Geithner, W. ....................A XI
Geithner, Wolfgang .............A 5.5
Gensch, Iulia ........ UP 3.3, UP 18.5
GEO600 Team, das ............Q 48.5
GEO600-team, das ............ Q 48.8
George, S. ....................MS 7.8
Georgescu, Ionut .............. A 15.2
Geppert, Christopher MS 1.2, MS 2.3,
MS 2.5, Q 4.1
Geppert, Dorothee MO 12.4, MO 21.8,
Q 49.8
Gerber, G. .................. MO 15.4
Gerber, Gustav . MO 12.6, MO 21.4,
MO 21.7, Q 3.3, Q 3.5, Q 3.7,
Q 20.13, Q 31.4, Q 31.11, Q 49.4,
Q 49.7
Gerhards, M. ......MO 19.4, MO 20.7
Gerhardt, Peter .............. MO 6.2
Gericke, Karl-Heinz ....MO 12.18,
MO 17.23, Q 14.1
Gerlach, A. ........MO 19.4, MO 20.7
Gerlich, D. ..................MO 18.6
Gerlich, Dieter .MO 12.26, MO 17.20,

MO 18.4, MS 5.3
Geyer, Tihamér ................A 17.6
Gharaibeh, M. .................A 9.23
Gharaibeh, M. F. ..............A 9.30
ghosh, Robin ...............MO 12.14
Giel, Dominik ................. Q 43.4
Gierens, Klaus ............... UP 18.1
Giesemann, Carsten ..........UP 22.5
Giessen, Harald .........Q 8.5, Q 24.1
Gil-López, Sergio ..............UP 5.1
Gilch, Peter ... MO 7.5, MO 10.1,
MO 10.2, MO 10.4, MO 12.15,
MO 15.7
Gimpel, Hartmut .............. Q 20.6
Giorgini, Stefano ............. A 15.27
Glas, Peter ....................Q 26.1
Glaser, Alexander ............AKA 4.1
Glatthor, Norbert ............. UP 5.1
Glöckl, Oliver ....Q 16.4, Q 22.10,
Q 22.13, Q 36.1
Glöckl, Olivier .................Q 45.7
Glöß, Alexia ............... MO 17.18
Glosík, J. ................... MO 18.6
Glugla, Markus .............MO 17.15
Gluzicka, Agnieszka ....A 9.28, A 12.6
Godehusen, Kai ............... A 11.3
Göbel, Marti n ................ Q 36.5
Göbel, Martin .................Q 25.2
Gödecke, Niels ............. MO 12.18
Göklü, Ertan ..................Q 52.2
Görlitz, Axel . Q 27.2, Q 27.5, Q 38.20
Görtler, A. ................... MS 1.1
Goette, S. ...................... A XI
Götz, Jens Robin ....... A 1.1, A 9.20
Götzinger, Stephan .. MO 18.2, Q 15.3
Golchert, Sven ........UP 2.4, UP 5.3
Goldstein, R. ..................A 13.3
Goldstein, Ralf ................ A 13.4
Goll, Erich .................MO 12.23
Gonzalo, Jose ................. Q 24.3
González, Leticia .... MO 21.6, Q 49.6
Gorbatsevich, Alex ............ Q 34.2
Gorenflo, Stefan ...............Q 26.4
Goulielmakis, E. ......A 15.17, Q 42.4
Grabmer, Wolfgang .. UP 3.6, UP 16.2
Grabowski, Axel .....Q 38.18, Q 38.19
Grabowski, Udo ...............UP 5.1
Graefe, Oksana ....A X, MO 12.6,
MO 15.1, MO 21.4, Q 20.17, Q 49.4
Graefe, Stefanie ............MO 12.11
Graf, Christina ................MS 5.3
Graf, Hansjörg ................ ST 2.5
Grajcar, Michal ...MS 4.2, MS 4.3,
MS 4.5
Gramber, Wolfgang .......... UP 17.3
Granger, Brian ............... A 15.27
Grasbon, J. F. ................ Q 26.7
Graus, Martin ... UP 3.6, UP 11.1,
UP 17.3
Gregor, Schmitt ...............UP 6.1
Greiner, M. ... Q 12.5, Q 12.6, Q 51.6
Gremaud, Benoit ..............Q 47.4
Grieser, M. .....................A 1.4
Griesmaier, Axel ......Q 27.5, Q 38.20
Grill, Verena .......... A 18.6, Q 42.6
Grimm, Michael .............. MS 5.3
Grimm, Rudi ..................Q 51.1
Grimm, Rudolf Q 12.1, Q 12.2, Q 12.4,
Q 28.6
Grimpe, A. ....................A 13.3
Grimpe, André ................ A 13.4
Grisenti, R. ........ A 9.24, MO 12.20
Gritsai, Yuri ..................Q 20.12
Gröger, Stephan ...............Q 33.2
Groenenboom, Gerrit ......... MO 3.4
Grözinger, Sven Oliver .ST 7.1, ST 7.2
Grosche, Gesine ............... Q 33.6
Gross, Allan .................. UP 2.4
Grosse, Nicolai ................ Q 15.6
Grosser, J. .................... A 13.3
Grosser, Joachim .............. A 13.4
Grossmann, Frank ...............MS I
Grotemeyer, Jürgen .............MS II
Groth, Sönke A 15.23, Q 21.5, Q 22.5,
Q 39.8, Q 44.2
Grothe, Oliver .................Q 43.2
Große. Westhoff, Edgar ........Q 24.8
Grubmüller, Helmut ........ SYND 2.4
Gruebele, M. ...............MO 17.26
Grün, Norbert ...A 1.3, A 9.10, A 16.2
Grünert, J. ....................Q 50.1
Grzegorski, Michael ........... UP 4.3
Guarneri, Italo ................ Q 17.2
Gubbini, Elena ................ A 16.1
Gühne, Otfried . Q 2.2, Q 23.6, Q 39.3
Gühr, Markus ...MO 7.1, MO 12.7,
MO 12.9
Guenaut, C. .................. MS 7.9
Günther, Andreas ......Q 21.7, Q 51.5
Günther, Sebastian ............ Q 21.2
Gürtler, P. ..............A 7.5, A 18.1
Gulde, Stephan ............... Q 39.5
Gulyás, Laszlo ..................A 9.2
Gundlach, Lars ...... MO 4.6, MO 4.7
Gunzert-Marx, Konstanze ......ST 7.6
Guthöhrlein, Günter H. ........ A 12.1
Guzman Cervantes, Felipe ..... Q 14.3
Guzman, Felipe ....... Q 14.4, Q 14.6
Guénaut, C. .................. MS 6.3
Gwinner, G. ......A 1.4, A 9.9, A 12.2
Haag, Lars ....................Q 46.6
Haarlammert, Thorben ........ Q 20.5
Haas, M. ..................... A 16.7
Haas, Martin ..................Q 33.3
Haas, Michael ............... Q 21.11
Haas, Torsten ................UP 13.3
Haase, Albrecht ....... Q 22.5, Q 39.8
Habel, Ralf .....................A 1.7
Haberer, Thomas ......ST 7.1, ST 7.2
Habs, D. ..............Q 10.6, Q 10.6
Habs, Dietrich .................A 17.1
Hackermüller, Lucia ........... Q 17.7
Hadzibabic, Zoran .............Q 18.2
Häf fner, Hartmut .............Q 48.2
Häffner, Hartmut .. Q 39.1, Q 39.4,
Q 39.5, Q 40.4, Q 52.9
Haefner, C. ..................... A XI
Haefner, Constantin ............ A 5.5
Hänisch, Christof ..............Q 31.7
Hänsch, T. W. Q 12.5, Q 12.6, Q 50.1,
Q 51.6
Hänsch, Theodor W. A 15.19, A 17.8,
Q 8.1, Q 17.6, Q 21.6, Q 33.3,
Q 39.6, Q 39.7, Q 52.6
Hänsel, Wolfgang .. Q 39.1, Q 39.4,
Q 39.5, Q 40.4, Q 48.2, Q 52.9
Häring, Ivo .....................A 3.1
Haerle, Helmut ............... UP 5.3
Häseler, Rolf ..........UP 9.1, UP 9.2
Hage, Boris ................... Q 15.6
Hagedorn, M. ................. Q 10.2
Hagel, Gaëtan ............... Q 38.16
Hagen, Jan ..................UP 22.3
Hagmann, S. ..................A 13.2
Hagmann, Siegbert ...........A 15.21
Hahn, Matthias .............. AKI 2.6
Hahn, T. ....................... A XI
Haire, R. G. ...................A 9.29
Hak, Claudia ........ UP 2.2, UP 20.7
Halasia, Magdalini ........... UP 20.4
Halasia, Magdalini-Anastasiia .UP 20.3
Halfmann, T. ................. A 11.1
Halfmann, Thomas .... Q 31.1, Q 31.2
Haller, Elmar ..........Q 21.5, Q 44.2
Hallscheidt, Peter ............. ST 1.2
Halmer, Daniel ........Q 32.7, Q 43.6
Hamacher, Thomas AKE 7.1, AKE 7.2
Hamacher, Tim ..............UP 13.3
Hamm, Peter .............. SYND 1.2
Hammerer, Klemens ...........Q 23.3
Hamza, M. .................. UP 21.9
Hannstein, Volker ............. Q 15.2
Hansel, Armin ... UP 3.6, UP 11.1,
UP 16.2, UP 17.3
Hansen, Dirk ..................Q 38.3
Hansen, Klavs ................ MS VII
Hanstorp, Dag ................MS 9.3
Happe, Thomas ............. AKE 5.1
Harakeh, M. N. .............. A 15.32
Hardesty, Michael ............. UP 2.1
Harman, Zoltan ............... A 9.10
Harman, Zoltán ................ A 1.3
Harms, Jan ................... Q 48.6
Hartl, A. .................... UP 20.5
Hartl, Andreas ......UP 20.6, UP 20.7
Hartmann, Christian ......... AKE 6.2
Hartmann, G ..................ST 6.2
Hartmann, G. H. .............. ST 7.5
Hartmann, Günter .............ST 7.8
Hartmann, Guenther .......... ST 4.4
Hartmann, T. ................ A 15.33
Hashimoto, Hideki ............MO 7.7
Hatsagortsyan, Karen Z. ....... A 15.4
Hattass, M. ........... A 9.11, A 9.24
Hattaß, M. .....................A 9.6
Hatzl, Stefan ...................A 5.3
Haubrich, Dietmar ..Q 11.7, Q 17.5,
Q 38.15
Haug, Florian ........ Q 38.13, Q 47.1
Hauptner, Andreas ............ ST 4.1
Hauri, Christoph ............... Q 5.3
Hauri, Christoph P. ............Q 42.8
Havenith, M. .............. MO 17.26
Havenith, Martina MO 14.1, MO 17.4,
MO 17.25
Havenith-Newen, Martina ...MO 17.24
Haverkamp, Nils .............. Q 42.2
Hayasaka, Kazuhiro ........... Q 41.3
Hecht, Bert . Q 24.2, Q 40.1, Q 40.2,
Q 40.3
Heck, Andreas ...............UP 20.3
Heckel, Andreas ............. UP 17.5
Hecker, Andreas ........... MO 17.25
Hecker Denschlag, Johannes . Q 12.1,
206
Q 12.2, Q 28.6
Heeg, Peter ...................ST 5.2
Heersink, Joel .................Q 36.1
Heese, Birgit ................ UP 18.3
Hegelich, M. .......... Q 10.6, Q 10.6
Hegerfeldt, G. C. ..............Q 17.8
Hegerfeldt, Gerhard C. Q 15.2, Q 25.7,
Q 25.8, Q 36.10
Heid, Matthias ...............Q 22.14
Heidemann, Rolf ..... Q 28.7, Q 38.18
Heidenreich, W. F. .........SYWS 2.1
Hein, M. .......................Q 2.4
Hein, Marc .....................Q 2.3
Heinecke, Elke ... MO 17.15, MO 20.4
Heinemann, Dirk ............. MO 5.7
Heinemann, Ullrich .AKE 6.2, AKE 6.3
Heinz, Björn ................. MO 7.7
Heinz, Manfred ............... Q 22.7
Heinzel, Gerhard ...Q 14.3, Q 14.4,
Q 14.5, Q 14.6, Q 33.8
Heisterkamp, Alexander ........Q 46.5
Heizmann, Ulrike ............ UP 11.1
Helbing, Florian ................ Q 5.3
Helbing, Jan ...............SYND 1.2
Hellerer, Thomas ..............MO III
Hellmig, Ortwin ................ Q 4.7
Hellwig, Michael .............. Q 28.6
Helm, H. ......... A 15.20, MO 17.28
Helm, Hanspeter .. MO 9.6, MO 17.27
Helmcke, Juergen .. Q 32.3, Q 32.4,
Q 50.2
Hemmerich, Andreas . Q 6.3, Q 38.3,
Q 38.9
Hendl, Gerhard ................Q 12.1
Henkel, Carsten ....... Q 34.1, Q 37.1
Hennig, Carsten .............. MO 8.3
Henniger, Jürgen ..............ST 4.2
Henning, Fehrmann ........... Q 21.4
Henning, Th. .................MO 3.6
Henningsen, Jes ...............Q 33.6
Hennrich, M. .Q 22.6, Q 36.13, Q 45.1
Henrich, Birgit ................. Q 8.1
Henriksen, Niels E. .........MO 12.10
Hense, Andreas ............... UP 3.2
Henseler, Silke ......UP 13.1, UP 21.3
Hensler, Sven ........ Q 27.5, Q 38.20
Hentges, R. ......... MO 9.2, MO 9.3
Hentges, Rainer ............... A 11.7
Hepp, Klaus .................. PV VII
Herber, Andreas ............. UP 18.2
Herbig, Jens .................. Q 12.4
Herek, Jennifer L. ............ MO 7.8
Herfort, Jens ...................Q 3.4
Herfurth, F. MS 6.1, MS 6.3, MS 7.8,
MS 7.9
Hergenhahn, U. ... MO 9.2, MO 12.20
Hering, Peter Q 32.7, Q 43.4, Q 43.5,
Q 43.6, Q 46.1
Herlert, Alexander .....MS IX, MS 7.3
Hermann, Gudrun ..........MO 12.12
Hermann, K. .................MO 5.4
Herrmann, Maximilian ......... A 17.8
Herschbach, N. ............... Q 27.4
Hertel, I. V. .................MO 19.7
Hertel, Ingolf Volker .......... MO 4.1
Hertlein, M. ........... A 9.26, A 9.31
Hese, Achim ...MO 3.7, MO 17.15,
MO 20.4
Heuberger, H. ................ UP 8.2
Heuck, H. M. ................... A XI
Heue, Klaus-Peter . UP 3.5, UP 17.4,
UP 20.7
Heuer, Axel ........... Q 31.6, Q 31.7
Heugen, U. ................ MO 17.26
Heumann, E. ...................Q 4.6
Heumann, Ernst ......... Q 9.3, Q 9.8
Heurs, Michele ................. Q 4.4
Heygster, Georg ...UP 4.5, UP 5.5,
UP 5.6
Heyne, Karsten ..............MO 10.3
HIDEN Analytical ...............FB 3
High Q. Laser ...................FB 4
Hijlkema, M. ..................Q 11.5
Hilbert, Michael ..............MO 7.6
Hild, Stefan ...................Q 48.8
Hilf, Eberhard R. ............. AKI 1.2
Hinds, Edward A. ............. Q 51.3
Hinze, Ulf .................... Q 10.1
Hippler, M. ................. MO 20.5
Hock, Christian ....... Q 22.5, Q 39.8
Hock, Nele . UP 6.2, UP 13.1, UP 21.3
Höfer, Sven .................... Q 9.4
Hoehr, C. .....................A 13.2
Höhr, Cornelia ........A 15.5, A 15.31
Hoekstra, R. ................. A 15.32
Höpfner, Michael ............. UP 5.1
Hörandel, Jörg R. ............. ST 7.8
Hörhold, Hans-Heinrich .........Q 9.1
Hörner, Thomas .......Q 25.2, Q 36.5
Hofer, Adrian ............... MO 14.6
Hofferberth, Sebastian .Q 21.5, Q 44.2
Hoffmann, Bettina ........... UP 12.9
Hoffmann, D. H.H. ..............A XI
Hoffmann, Lars ............... UP 5.4
Hoffmann, M. ..............MO 17.28
Hoffmann, Matthias .MO II, MO 17.27
Hoffmann, O. ................. A 13.3
Hoffmann, Olaf ............... A 13.4
Hoffmann, Thorsten ...........UP 1.3
Hofmann, Angelika .. MO 21.8, Q 49.8
Hofmann, Clemens .......... MO 20.2
Hofmann, Rüdiger .............ST 7.8
Hofzumahaus, Andreas ...UP 17.1,
UP 20.2
Hofzumauhaus, Andreas .......UP 9.2
Hoheisel, Gerald .............MO 20.4
Hohla, A. .................... MS 1.1
Holl, Gerhard ................ UP 13.4
Holland, Frank ...UP 9.2, UP 17.1,
UP 20.2
Hollberg, Leo ......... Q 32.1, Q 48.4
Hollwedel, Jens ....... UP 4.3, UP 4.7
Holthaus, Martin ...... Q 15.1, Q 28.8
Holzer, Wolfgang ...............Q 9.1
Holzke, Christoph ............. UP 2.3
Holzwarth, R. .................Q 50.1
Holzwarth, Ronald ............ Q 33.3
Hommelhoff, Peter .... Q 21.6, Q 39.6
Hong, Gang .................. UP 5.6
Hoog, Ines ...................UP 22.1
Horak, Florian .................A 17.1
Horak, Peter .......... Q 22.5, Q 39.8
Horbatsch, Marko .......A 9.3, A 9.21
Horn, Christian ....A X, MO 12.6,
MO 21.4, Q 49.4
Horn, Joanne M. ..............MS 5.1
Horn, R. ...................... A 9.29
Hornberger, Klaus .............Q 17.7
Hornung, Thomas ...MO IV, MO 20.6
Horstjann, Markus ............ Q 43.5
Hositrad Deutschland ........... FB 5
Hotop, H. .....................A 11.1
Houshangpour, Arash ........ UP 12.6
Houssin, Marie ...............Q 38.16
Huber, G. ...A 9.9, A 12.2, A 12.3,
MS 2.4, Q 4.6
Huber, Gerhard ...MS 7.5, MS 7.6,
Q 45.5
Huber, Günter . Q 4.5, Q 9.3, Q 9.8,
Q 19.2, Q 24.3, Q 24.4
Huber, Kurt ...................A 9.17
Huber, Ruppert ............... Q 26.6
Hublitz, Astrid .............. AKE 6.4
Hünkemeier, Jörg ............. Q 32.6
Hüve, Jana ................... Q 20.5
Huisken, F. .................. MO 3.6
Huisman, L. ..................A 15.32
Huke, Philipp ................. Q 19.4
Hulpke, Florian ................Q 22.3
Humphreys, David ............ Q 33.6
Hunger, Katja ................ MS 3.3
Hunsmann, Stefan ... Q 18.4, Q 21.14
Huse, Nils .................. MO 10.3
Huss, Arno .....................A 5.3
Huyer, Joachim ............... Q 40.8
Hyllus, Philipp ..........Q 2.2, Q 39.3
Ibrahim, Heide .............. MO 12.9
Ievlev, Dmitrij N. ............. MS 8.2
Ileri, Bilge .................... Q 19.2
Iliew, Rumen ..................Q 26.1
Illuminati, F. ..................Q 28.2
Imamo¯glu, Atac ...............Q 45.2
Immler, Franz ...UP 11.2, UP 18.2,
UP 21.5
Inguscio, Massimo .....Q 28.4, Q 52.7
InnoLight GmbH ................FB 6
Ioffe, Ilya N. ............... MO 17.19
Itano, W. M. ..................Q 13.1
Itano, Wayne M. .............. Q 48.1
Ivanenko, Mikhail ............. Q 46.1
Ivanov, Denis ................ Q 38.11
Iwase, Hiroshi ......... ST 6.1, ST 7.6
Jacob, Peter ...............SYWS 1.3
Jacobi, Hans-Werner ......... UP 15.1
Jacobi, Jörg ... A 9.10, A 9.16, A 9.19
Jacobs, Ulf Henning ............ Q 9.8
Jäger, Helmut .................A 12.1
Jähne, Bernd ........ UP 1.4, UP 15.2
Jäkel, O ...................... ST 6.2
Jäkel, Oliver .................. ST 5.2
Jaeschke, Wolfgang .......... UP 22.1
Jagutzki, O. .. A 9.6, A 9.8, A 9.11,
A 9.25, A 11.5, A 15.1, MO 12.19,
MO 12.20, SYDV 1.3
Jagutzki, Ottmar ........ A 9.4, A 9.5
Jahnke, T. .. A 9.6, A 9.11, A 9.24,
A 9.25, A 11.5, MO 12.19,
MO 12.20, MS 7.1
Jahnke, Till .................MO 15.3
Jakubowski, Norbert .......... UP 1.3
Jalaosha, Valentine .......... UP 12.3
Jalowy, T. .................... A 9.11
James, Daniel F. V. ........... Q 39.1
Jander, Philip .................Q 24.6

Janowicz, Maciej ..............Q 15.1
Jansen, A. .................. MO 20.7
Janssen, Christof ....MO 18.7, UP 9.4
Jaritz, Notburga ...............A 12.1
Javarkova, D. ................... A XI
Jechow, Andreas .............. Q 9.5
Jennewein, Thomas ............ Q 7.5
Jentsch, C. ................... Q 37.2
Jentschura, U. D. ............. A 16.7
Jentschura, Ulrich D. ..........Q 33.3
Jepsen, Peter .............. MO 17.27
Jepsen, Peter Uhd ............. MO II
Jertz, Roland .................MS 7.3
Jeschke, Alexander .......... MO 12.3
Jiang, Shuo .................MO 13.1
Jiang, Yuhai .................. A 11.7
Jobin Yvon GmbH .............. FB 7
Jochem, Eberhard ........... AKE 1.1
Jochim, Selim .........Q 12.1, Q 12.2
Jöchl, Peter ........... A 18.6, Q 42.6
Johansson, Sandra ............. Q 4.8
Johnen, Franz-Josef ...........UP 9.1
Jones, Josephine A. .......... MO 9.8
Jost, J. ....................... Q 13.1
Jung, Christian .................Q 9.7
Jung, Sebastian .............. A 15.26
Jungen, Martin ...............MO 9.7
Junglen, T. . MO 17.1, Q 27.8, Q 38.5
Jungmann, K. ................A 15.32
Jungmann, Klaus .............A 15.24
Jurisch, Alexander ..............A 5.2
Jønch-Sørensen, Helge ........ UP 2.4
Kabachnik, Nikolay ...........A 15.13
Kachelriess, Marc ............. ST 1.1
Kaenders, Wilhelm ............ Q 19.5
Kärcher, Bernd .............. UP 10.1
Kärtner, Franz X. ............. Q 24.1
Kästel, Jürgen ................ Q 15.4
Käsz, M. .................. MO 12.20
Kahlert, Uwe .................AKI 2.4
Kaim, Ute .................... Q 46.2
Kaindl, G. ....................MO 5.4
Kaindl, Günter ................ A 11.7
Kaiser, David .......UP 11.2, UP 21.5
Kaiser, Joachim ................ Q 9.7
Kaiser, Johannes .............UP 12.1
Kajari, Endre ................ Q 21.10
Kalashnikov, Mikhail .......... Q 10.4
Kaledin, A. L. ................MO 8.4
Kaleschke, Lars ............... UP 4.5
Kalinin, Anton .............. MO 19.1
Kalinowski, Martin .... AKA 12.1,
AKA 12.2
Kaluza, Malte .................Q 10.5
Kaminski, P. ................. A 15.20
Kaminskii, Alexander ........... Q 8.2
Kamke, W. .................. A 15.20
Kammer, S. . A 9.24, A 9.25, A 11.5,
A 15.1, A 15.7, A 15.8
Kammer, Sven . A 15.10, MO 17.11,
MO 17.12
Kang, Hyungdong ............. MS III
Kaposta, Eva Cristina ....... MO 20.1
Kappe, Philip ......... Q 4.3, Q 32.10
Kappes, Manfred M. ....... MO 17.19
Karger, C. P. ..................ST 7.5
Karger, Christian ..............ST 5.2
Karnthaler, H. P. ............. MS 7.2
Karotke, Senta ................Q 40.3
Karpiuk, Jerzy .......MO 4.4, MO 4.5
Karpuk, S. ............. A 9.9, A 12.2
Karpuk, Sergej ....... MS 7.5, MS 7.6
Kasahun, Fesseha ............. Q 31.9
Kastening, Boris .............. Q 18.6
Kastrup, Hans ................ Q 47.5
Kaufmann, O. ..MO 1.1, MO 17.13,
MO 17.14
Keeffe, K. O ................. A 15.17
Keilmann, Fritz .............. Q 31.10
Keim, Matthias ............... A 9.21
Keitel, C. H. ......... A 15.16, A 16.7
Keitel, Christoph H. .A 15.4, A 15.14,
A 15.15, Q 25.5, Q 33.3
Keller, Matthias ...............Q 41.3
Keller, Ursula .......... Q 5.3, Q 42.8
Kellerbauer, A. ...MS 6.1, MS 6.3,
MS 7.9
Kellerer, A. M. ............ SYWS 1.2
Kellmann, Sylvia .............. UP 5.1
Kemna, A. ....................UP 7.1
Kentsch, Ulrich ................. MS I
Kern, H. ...................... A 9.22
Kern, Klaus .................. MS 8.2
Kern, Oliver .................. Q 13.4
Kessler, Thomas ....... MS 1.2, Q 4.1
Keuntje, Maike ............... UP 7.7
Khalique, Aeysha ..............Q 22.9
Kheifets, A. ........... A 9.25, A 11.5
Khokar, Fahim ................UP 4.3
Khorsandi, Ali .................Q 19.1
Khudaverdyan, Mkrtych Q 6.2, Q 11.2,
Q 22.1, Q 38.8
Kidun, Oleg ..................A 15.11
Kiefer, Michael ............... UP 5.1
Kiefer, Wolfgang MO 12.12, MO 12.13
Kiefhaber, Thomas ........... MO 7.5
Kiemle, Christoph .............UP 2.1
Kiesel, Nikolai .................Q 39.2
Kieslich, S. .............. A 1.2, A 1.4
Kieslich, Stefan ............... A 9.10
Kiess, Andreas ............... A 15.19
Kiewiet, H. H. ............... A 15.32
Kiljunen, Toni .....MO 12.8, MO 12.9
Killi, Alexander ... Q 20.6, Q 26.4,
Q 26.5, Q 52.3
Kim, Young Dok .....MO 6.2, MO 6.3
Kipfer, Rolf ...................UP 7.3
Kiraz, Alper ...................Q 45.2
Kirchner, Reinhard .....A 9.28, A 12.6
Kirchner, Tom . A 9.2, A 9.3, A 9.21,
A 13.1, SYDV 2.1
Kirchner, Ulf ..................UP 6.2
Kirsch, Marcel ................ Q 46.4
Kirschner, J. .................. A 9.11
Kittelmann, Olaf .............. Q 46.4
Kiyan, Igor ...................A 15.14
Klaiber, M. ................... A 16.7
Klaiber, Michael ..............A 15.14
Klappauf, Bruce .......Q 22.5, Q 39.8
Klar, Thomas A. .............. Q 43.1
Klasing, Manfred ..............Q 46.1
Klavins, J. ....MO 1.1, MO 17.13,
MO 17.14
Kleber, Manfred ...............Q 25.1
Kleffmann, Jörg .... UP 17.1, UP 20.2
Klein, Jens ....................Q 31.2
Kleinboehl, Armin ........... UP 17.7
Kleindienst, Axel ..............UP 2.4
Kleinermanns, Karl ........... PV XIX
Kleinert, Hagen ............... Q 18.7
Kleinpoppen, Hans ............. A XII
Klemp, Dieter ............... UP 20.8
Klempt, Carsten ...............Q 28.1
Klemt, Eckehard ...... UP 8.3, UP 8.4
Klemz, Guido ................. Q 10.8
Kley, Ernst-Bernhard .......... Q 24.7
Kley, ernst-Eberhard ............Q 9.1
Klinner, Julian ......... Q 6.3, Q 38.9
Klisnick, Annie ................. A 5.5
Kloeter, Bernard .............. Q 11.7
Klöter, Bernhard ............. Q 38.15
Kluge, H.-J. . A XI, MS 2.3, MS 6.1,
MS 6.2, MS 6.3, MS 7.8, MS 7.9
Kluge, H.-Jürgen ...A 9.28, A 12.6,
A 17.4, MS 1.2
Klumpp, S. ............A 15.7, A 15.8
Klumpp, Stephan A 15.10, MO 17.11,
MO 17.12
Knab, V. .................... UP 20.5
Knapp, A. ................. MO 12.20
Knapp, Alexandra ..... A 9.25, A 11.5
Kniggendorf, Ann-Kathrin .......Q 8.4
Knight, Peter L. ...............Q 51.3
Knöbel, Ronja .................A 13.5
Knöckel, H. ........... Q 32.2, Q 36.2
Knöckel, Horst ................ Q 36.3
Knöll, Ludwig .................Q 41.1
Knoop, Martina ..............Q 38.16
Knopp, H. ..................... A 1.4
Knopp, Holger .A 9.10, A 9.16, A 9.19
Koch, Ralf ..................... Q 4.8
Köble, Theo .................AKA 2.2
Köhl, Michael . Q 21.1, Q 44.4, Q 51.8
Köhler, Jürgen .............. MO 20.2
Köller, M. ...........MO 21.1, Q 49.1
Koerber, Timo ................ A 10.4
Kokkelmans, Servaas .......... A 10.2
Kolachevsky, N. ............... Q 50.1
Kolachevsky, Nikolai ...........Q 33.3
Kolb, Dietmar ...MO 5.5, MO 5.6,
MO 5.7
Kolb, T. ...................... A 9.29
Kolczewski, C. ............... MO 5.4
Kollath, Corinna .............. Q 28.3
Koller, Florian ..MO 10.1, MO 10.2,
MO 12.15
Kollmus, H. ...................A 13.2
Kolovsky, Andrey R. ...Q 17.1, Q 36.4
Kompa, K.-L. ..............MO 17.22
Kondov, Ivan .................MO 8.2
Konrad, Thomas ............... Q 7.8
Konradi, Jakow ............. MO 12.3
Kopf, Daniel .. Q 26.4, Q 26.5, Q 52.3
Kopf, Ilona ................ MO 17.24
Korbicz, Jarek ................ Q 22.3
Korica, S. ....................MO 9.3
Korica, Sanja ........A 11.4, MO 19.6
Korn, Alexander ...............Q 16.4
Korn, Georg ...................Q 46.4
Korneev, Philip A. .............A 18.5
Korneev, Philipp A. ...........MO 6.4
Kornelis, Wouter ............... Q 5.3
Kornfeld, G. .................. MS 1.1
Kornilov, Oleg .............. MO 19.1
207
Korolkov, Mikhail V. ..........MO 3.2
Korolkova, Natalia .. Q 22.10, Q 22.12
Korsch, H. J. ..........A 1.5, A 15.33
Kosmidis, Konstantin ........MO 15.5
Kotovski, Nikita .............. MS 7.5
Kottke, Markus .............. Q 21.13
Kouker, Wolfgang ............UP 11.3
Koval, Peter ...........A 9.14, A 15.9
Kowarik, Stefan ............... Q 43.1
Kozhuharov, Christophor ...A 9.10,
A 17.4
Kozlov, Victor V. ..............Q 36.9
Kozma, Ida Z. ................ Q 26.3
Krämer, Martina .....UP 3.3, UP 18.5
Kraemer, Michael ..... ST 5.2, ST 5.3
Kraemer, Tobias .............. Q 12.4
Kraft, Gerhard ........ ST 7.1, ST 7.2
Kraft, S. ......................Q 38.2
Kraft, Sebastian .......Q 21.7, Q 51.5
Kraft, Stephan ................Q 27.7
Kramer, Hansgerd ........... UP 21.1
Kramer, Karl ..................A 9.17
Kramer, Tobias ............... Q 25.1
Krampert, Gerhard MO 12.6, MO 21.4,
MO 21.7, Q 31.11, Q 49.4, Q 49.7
Krankowsky, Dieter ..MO 18.7, UP 9.4
Kratz, J. V. .................. MS 2.4
Kraus, Daniel ............... AKE 6.3
Krause, Carsten ... MO 14.1, MO 17.4
Krausz, F. ..A 15.17, Q 5.2, Q 42.4,
Q 42.7
Krausz, Ferenc ........ A 18.6, Q 42.6
Krebs, Ronald ..................Q 8.4
Kreckel, H. ...MO 12.25, MO 18.5,
MO 18.6
Kreckel, Holger ............ MO 17.21
Kreidi, K. ..................MO 12.20
Kreim, S. ..................... Q 51.6
Krenz, Annika ............... Q 20.14
Kretschmann, Dennis ...........Q 7.9
Kretschmer, Bernd ............. PV X
Kretschmer, Wolfgang MS 3.3, MS 4.1
Kreuter, Axel ................. Q 41.4
Kreutzmann, Helge ............Q 17.3
Kreuzwieser, Juergen .........UP 11.1
Krishnamachari, Vishnu Vardhan
Q 43.2
Kroboth, Sven ................ Q 27.2
Kröger, Sophie ................ A 11.6
Krohn, Sven ............... MO 17.21
Kronjäger, Jochen ..Q 19.6, Q 28.5,
Q 44.3, Q 52.5
Krücken, Reiner ...............ST 4.1
Krüger, Ole .................... Q 2.8
Krüger, Peter A 15.23, Q 21.5, Q 44.2
Krug, Marc .................. Q 20.16
Krugmann , Ulrich ...........AKE 3.1
Kruse, Dietmar Q 6.4, Q 11.1, Q 31.14
Kubik, Peter W. .............. MS 4.2
Kudera, Stefan ...............MO 6.1
Kühl, Sven . UP 4.3, UP 12.2, UP 12.4
Kuehl, T. ....................... A XI
Kuehl, Thomas A 5.5, A 9.28, A 10.5,
A 12.4, A 12.6
Kuehn, Sebastian .............MO 7.6
Kühne, Martin .............SYWS 1.1
Kühnemann, Frank . Q 31.8, Q 43.6,
Q 46.7
Kuellmann, Harry ............ UP 17.7
Kümmel, Peter ................Q 16.3
Kümmel, Stephan ............ MO 5.1
Kümpel, Hans-Joachim ... UP 7.6,
UP 14.1
Kuenzi, Klaus ....... UP 2.4, UP 17.7
Küpper, Jochen ...A 17.7, MO 2.3,
MO 17.3
Kürten, Andreas ............. UP 21.2
Kürzinger, Konrad .............Q 43.1
Kugeler, Kurt ..................PV IV
Kugeler, O ...................MO 9.2
Kuhl, Jürgen ..................Q 24.1
Kuhn, A. ..Q 11.5, Q 22.6, Q 36.13,
Q 45.1
Kuhn, Thomas ...............UP 12.6
Kuhr, Stefan . Q 6.2, Q 11.2, Q 22.1,
Q 38.8
Kullie, Ossama ...... MO 5.5, MO 5.6
Kunikeev, S. D. .............. MO 8.4
Kunz, Christian .....UP 20.6, UP 20.7
Kunz, P. ...................... A 12.3
Kunzer, S. ...................... A XI
Kunzi, Klaus ..................UP 5.6
Kurcewicz, Jan ................A 13.5
Kurtsiefer, Christian ..Q 7.1, Q 11.3,
Q 15.5, Q 39.2, Q 39.3, Q 45.5
Kurz, Marvin ..................Q 19.5
Kus, Marek ................... Q 23.8
Kutne, Peter ................. MO 7.6
Kutschera, Walter ..............PV III
Kuttippurath, Jayanarayanan . UP 17.7
Kutzner, J. MO 21.1, Q 10.2, Q 20.4,
Q 49.1
Kutzner, Jörg .................. Q 5.4
Kuvatov, Mashrab ........... UP 12.6
Kwapien, Tomasz ............. A 17.2
Laarmann, T. ...........A 7.5, A 18.1
Laarmann, Tim ............. MO 19.7
Laasch, W. ............. A 7.5, A 18.1
Laczko, Gabor ................ ST 5.3
Ladriere, Natalie .............. Q 43.4
Ladstaetter- Weissenmayer, Annette
UP 17.2
Ladstaetter-Weissenmayer, Annette
UP 12.3
Lämmerzahl, Claus ........... MO 2.1
Läpple, T. ...................UP 20.5
Laepple, Thomas ............ UP 20.7
Lagutin, B. M. ................ A 15.7
Lagutin, Boris M. ............ A 15.10
Laimgruber, Stefan MO 10.4, MO 15.7
Lamb, Frederick K. ..........AKA 1.1
Lambda Physik ................. FB 8
Lambropoulos, Peter .......... Q 25.4
Lammegger , Roland ............A 5.3
Lammich, L. ..... MO 12.25, MO 18.5
Lammich, Lutz .............MO 17.21
Lamporesi, Giacomo ...........Q 37.3
Lancaster, Gavin .............. Q 41.4
Lancaster, Gavin P. T. .........Q 39.5
Landers, A. ................... A 9.27
Landers, A. L. ......... A 9.25, A 11.5
Landers, Allen. L. .......... SYDV 1.4
Landgraf, Steffen ............... MS I
Lang, Alex ....................Q 52.3
Lange, Birgit ..................Q 41.3
Lange, J. ..................... Q 38.2
Lange, Jörg ...................Q 27.7
Lange, M. ................. MO 12.25
Lange, Wolfgang .............. Q 41.3
Lange, Wulfhard .............. Q 24.8
Langer, B. .... A V, MO 9.3, MO 19.8
Langer, Björn ................. Q 52.1
Langer, Burkhard ... MO 19.6, MS 5.3
Langer, C. .................... Q 13.1
Langevin, Dominique ......... PV VIII
Laporta, Paolo ................ Q 52.4
Larios, E. .................. MO 17.26
LaRoche, Julie ................UP 1.1
Lassesson, Andreas ........... MS 7.3
Lau, Julia .....................Q 39.2
Laubereau, Alfred ............. Q 42.3
Lauenstein, Jörg ........... MO 17.23
Laurell, Fredrik .................Q 4.8
Laurent, P. ................... Q 50.1
Lauth, W. .....................A 9.29
Laversenne, Laetitia ........... Q 52.4
Lazarev, Vitali ........MS 3.2, MS 3.4
Lebrilla, Carlito B. ............ MS 5.1
Lechner, M. ................. UP 21.9
Lederer, Max ..Q 26.4, Q 26.5, Q 52.3
Lederer, Sven .................. A 5.4
Lee, Bong-Jun ................MS 5.4
Lee, Wei-Der ........ UP 3.5, UP 20.7
Legero, T. ............ Q 22.6, Q 45.1
Lehn, Rudolf .................. PV XI
Lehnig, Rudolf .... MO 14.2, MO 14.3
Leibfried, D. .................. Q 13.1
Leike, Ines ...................UP 17.6
Lein, M. ..................... MO 5.8
Lein, Manfred ..................Q 5.5
Leisner, Thomas ..MS 5.2, UP 22.2,
UP 22.3, UP 22.4
Leitenstorfer, Alfred . Q 26.2, Q 26.6,
Q 42.3
Lemell, C. .................... Q 42.7
Lemke, Oliver ................UP 12.6
Lemonde, P. .................. Q 50.1
Lengler, Cornelia .............. Q 32.9
Lengwenus, Andre ....Q 13.2, Q 38.10
Lenski, Christian ........... MO 12.17
Lenski, Michael ............ MO 12.17
Lenzner, Matthias .............Q 46.4
Leonhardt, Volker ............. Q 33.7
Lesanovsky, Igor ..............A 15.30
Lessmann, Birgit .............. ST 2.1
Lestinsky, M. ...................A 1.2
Letourneau, Alain .............MS 3.4
Letzig, Tobias ................MO 4.6
Leuchs, Gerd Q 16.4, Q 22.10, Q 22.11,
Q 22.12, Q 22.13, Q 33.9, Q 35.2,
Q 35.3, Q 35.4, Q 36.1, Q 45.7
Leung, Vanessa .............. Q 21.11
Lewenstein, M. ................A 16.4
Lewenstein, Maciej .. Q 2.2, Q 17.3,
Q 17.4, Q 18.3, Q 21.4, Q 22.2,
Q 22.3, Q 23.6, Q 39.3
Lewenstein, Maciek .............A 3.4
Lewerenz, Marius ............... MO I
Lezius, M. ........... A 15.17, Q 42.4
Lezius, Matthias .......A 18.6, Q 42.6
Li, L. ........................ MO 3.3
Liebert, Wolfgang ........... AKA 2.1
Liese, Dirk .A X, MO 12.6, MO 15.1,
MO 21.4, Q 20.17, Q 49.4

Liesfeld, B. .................. Q 20.11
Liesfeld, Ben ..................Q 10.7
Lim, Yuan Liang .............. Q 45.3
Linden, Andrea ............... UP 5.1
Lindholdt, Malik ........Q 6.3, Q 38.9
Lindinger, Albrecht MO 21.5, Q 49.5,
UP 22.3
Lindinger, Christian ........... UP 3.6
Lindner, F. ...........A 15.17, Q 26.7
Lindner, Fabrizio .............. Q 42.4
Lippert, Helmut .............. MO 4.1
Lipphardt, B. ................. Q 50.3
Lipphardt, Burghard .Q 32.3, Q 33.5,
Q 50.2
Lischke, T. ...................MO 9.2
Lischke, Toralf ................MS 5.3
Lisdat, Christian .. A 15.26, Q 27.1,
Q 32.3, Q 36.3, Q 50.2
Lison, Frank .................. Q 19.5
Lisowski, Caroline ............ Q 38.16
Liss, Peter S. ................. UP 1.2
Litvinov, Yuri ................. A 13.5
Liu, C. ........................A 9.24
Liu, Lon-chang ........ A 10.5, A 12.4
Liu, N.-N. ....................MO 2.4
Liu, X. ....... A 15.18, A 16.4, A 16.5
Liu, Xiaojun ................. A 15.17
Livingstone, David Malcolm ... UP 7.3
Loëte, M. ...................MO 20.5
Lochbrunner, Stefan .MO V, MO 4.2,
MO 4.3, MO 4.4, MO 4.5, MO 7.2,
MO 21.3, Q 26.3, Q 26.8, Q 49.3
Lochte, Karin .................UP 1.1
Löbrich, Markus ........... SYWS 1.1
Löffler, Daniel ............. MO 17.19
Löhndorf, M. ................. PV XII
Loesch, H. J. .................MO 2.4
Loesch, Hansjürgen ..........MO 18.3
Löw, Robert .................. Q 28.7
Loewen, M. ...................Q 11.9
Lohmüller, Theo ............ MO 15.2
Long, Romain .................Q 39.7
Lorenz, Stefan ... Q 16.4, Q 22.10,
Q 22.12, Q 22.13, Q 36.1, Q 45.7
Lotter, Andreas ............... UP 3.1
Lougovski, Pavel ...... Q 23.4, Q 47.7
Louyer, Yann ................ Q 36.12
Lubatschowski, Holger Q 8.4, Q 46.2,
Q 46.5
Luca, Alfonz ..... MO 12.26, MO 18.4
Lucht, Sebastian MO 17.11, MO 17.12
Ludwig, Thorsten ..............A 10.7
Lübcke, Andrea ............... Q 10.3
Lübken, F.-J. ................ UP 21.4
Lück, Harald .. Q 33.7, Q 48.5, Q 48.8
Lüdde, Hans Jürgen .....A 9.3, A 9.21
Lütkenhaus, Norbert ..Q 7.2, Q 7.6,
Q 22.14, Q 45.4
Luetzenkirchen, Klaus ...... AKA 10.1
Lunney, D. ........... MS 6.3, MS 7.9
Lupulescu, Cosmin .. MO 21.5, Q 49.5
Lustfeld, H. ......... UP 7.1, UP 16.1
Lutz, Eric .....................Q 25.3
Lvovsky, Alexander I. Q 36.6, Q 40.7,
Q 45.6
López-Puertas, Manuel ........UP 5.1
Machann, Jürgen ..............ST 2.3
Mack, Holger . Q 25.3, Q 36.9, Q 47.7
Macovei, Mihai ............... Q 25.5
Madden, Norm W. ............MS 5.1
Maddi, J. ............. A 9.26, A 9.31
Madison, Don .................. A 9.1
Madronero, Javier ............. A 16.6
Madzunkov, Stojan ............A 9.18
Magill, Joseph ....... Q 10.7, Q 20.10
Mahalu, Diana ............... A 15.23
Maier, Karlheinz ............. Q 20.18
Main, J. ..................... MO 8.4
Main, Jörg ......A 1.6, A 1.7, A 15.35
Maksimenka, Raman ....... MO 12.12
Maksimovic, I. ................ Q 50.1
Malinowski, Nikola ............MS 8.2
Malkmus, Stefan ............ MO 15.7
Malkmus, Stephan MO 12.1, MO 12.2,
MO 21.2, Q 49.2
Mancini, M. W. ............... Q 38.1
Mandel, O. ....Q 12.5, Q 12.6, Q 51.6
Mandel, Olaf ..................Q 52.6
Mann, Guido ...................Q 8.3
Mann, R. ..............A 9.12, A 13.2
Manz, Jörn ......... MO 21.6, Q 49.6
Marburger, S. ................ MO 9.2
Marcassa, L. G. ............... Q 38.1
Marcel, Böhm ................MO 3.5
Marchi, Gabriele .............. Q 41.6
Margarethe, Tibke ............ UP 7.5
Marion, H. ....................Q 50.1
Marion, Harold ................A 10.2
Mark, Michael ................ Q 12.4
Marquardt, Christoph .Q 16.4, Q 22.13
Marquardt, Florian ............ Q 21.8
Marquetand, Philipp ....... MO 12.10
Marte, Andreas ............... Q 12.3
Martin, Margerita ............ A 15.21
Martin, Olivier ................ Q 24.2
Martinez, Franklin ............ MS 7.3
Martinez, Todd J. ........... MO 12.5
Martins, M. .................. MO 5.4
Martins, Michael .............. A 11.3
Martirosian, Petros ............ST 2.5
Marx, G. ..................... MS 6.2
Marx, Gerrit .......... MS IX, MS 7.3
Masalas, Marius ...............Q 23.2
Maser, Rolf ..................UP 18.5
Materny, Arnulf .. MO 12.3, MO 12.10
Matos-Abiague, Alex ......... A 15.12
Matulevich, Yuri ................A 5.4
Matylitsky, Victor ........... MO 10.6
Matylitsky, Victor V. ........ MO 15.3
Mauersberger, Konrad .........UP 9.4
Maul, Christof .. MO 12.18, MO 17.23
Maul, Jochen ........ MS 7.5, MS 7.6
Maunz, P. .. Q 6.1, Q 11.4, Q 38.6,
Q 38.7
Maurer, Christian ............ Q 36.14
Maurer, H. ..........MO 21.1, Q 49.1
Mayer, Bernhard .............UP 21.6
Mayer, Klaus ...............AKA 10.1
Mayorov, Fedor ...... Q 31.12, Q 46.6
Mazzei, Andrea ............... Q 15.3
McLaughlin, B. M. .... A 9.23, A 9.30
Mebrahtu, Alem ...............Q 31.9
Mechonics AG .................. FB 9
Meckel, M. ....................A 15.1
Medeke, Thomas ............ UP 17.2
Meerts, Leo ..................MO 3.4
Meffert, Beate ............. AKA 11.1
Mehlstäubler, Tanja E. ....... Q 38.12
Meijer, Gerard ... A 17.7, MO 2.3,
MO 6.5, MO 17.3, MO 20.1,
MS VIII
Meijer, Jan ................... Q 15.5
Meinhardt, Merve .............. Q 8.4
Meissner, Markus ......Q 35.2, Q 35.4
Meister, Stefan ................Q 16.6
Meiwes-Broer, K.-H. .A 15.3, MO 17.6
Meiwes-Broer, Karl-Heinz A 7.1, A 7.2
Meißner, Markus .............. Q 35.3
Mengistu Tsidu, Gizaw ........ UP 5.1
Menzel, R. ................... MO 3.3
Menzel, Ralf ...MO 18.1, MO 20.3,
Q 1.2, Q 3.2, Q 3.4, Q 4.3, Q 9.5,
Q 31.6, Q 31.7, Q 32.10, Q 43.3
Merkel, Wolfgang ..... Q 36.7, Q 36.9
Merli, Andrea ....... MO 21.5, Q 49.5
Merz, T. ........................A XI
Meschede, Dieter ...Q 6.2, Q 11.2,
Q 11.7, Q 17.5, Q 21.11, Q 22.1,
Q 36.12, Q 38.8, Q 38.15
Messnarz, Dieter .............. A 12.1
Metikas, Georgios ............. Q 18.8
Mettendorf, K.-U. ............UP 20.5
Mettendorf, Kai-Uwe UP 2.2, UP 20.6,
UP 20.7
Metzelthin, Anja .. MO 14.1, MO 17.4
Mewes, C. ............ Q 22.8, Q 23.1
Meyer, D. H. .................MO 2.4
Meyer, Jerome ...............UP 12.9
Meyer, Jörg Dieter ............MS 7.7
Meyer, Tim ................... Q 22.2
Meyer-Arnek, Julian ...........UP 5.3
Meyer-ter-Vehn, J. .............. A IV
Meyer-ter-Vehn, Jürgen ... Q 10.5,
Q 20.14
Michaelsen, Björn ........... AKA 3.3
Michel, Hartmut ............ MO 20.2
Mickat, S. .............A 15.7, A 15.8
Mickat, Sascha ....A 15.10, MO 17.12
MICOS ........................FB 10
Mihelcic, Djuro ..... UP 17.1, UP 20.1
Mikosch, J. ................. MO 18.6
Mikosch, Jochen ........... MO 12.16
Mills, Mathew ................ UP 1.1
Milz, Mathias .................UP 5.1
Miniatura, Christian ........... Q 47.4
Mintert, Florian ............... Q 23.8
Miroshnychenko, Yevhen ... Q 6.2,
Q 11.2, Q 22.1, Q 38.8
Mitra, Subir ........ UP 19.1, UP 22.1
Mitschke, Fedor Q 3.6, Q 16.5, Q 20.2,
Q 20.3, Q 35.1
Mittermaier, Bernhard ....... UP 20.8
Mocken, G. ................... A 16.7
Mocken, Guido R. .... A 15.4, A 15.15
Modugno, Giovanni ....Q 28.4, Q 52.7
Möhwald, H. .................MO 3.3
Möller, T. .............. A 7.5, A 18.1
Mölmer, Klaus ................ Q 23.3
Mönig, Klaus ................. Q 10.8
Mönster, Mathias ............. Q 26.1
Mohr, Janis ...................Q 38.3
Mohring, Bernd ..............Q 38.13
Mokler, Paul H. ............... A 9.10
Mompart, Jordi ............... Q 17.4
208
Morar, Bianca ............... UP 13.4
Morgenstern, R. ..............A 15.32
Morgner, Uwe Q 20.6, Q 20.7, Q 20.8,
Q 26.4, Q 26.5, Q 52.3
Morigi, Giovanna .. A 17.3, Q 36.7,
Q 36.8, Q 38.13, Q 41.7
Moritz, Henning .......Q 21.1, Q 44.4
Moroder, Luis ...............MO 15.8
Moroshkin, Peter ............MO 14.6
Moseley, Christopher ............A 3.5
Moshammer, R. ..A I, A 13.2, A 15.18
Moshammer, Robert . A 9.1, A 15.6,
A 18.3, A 18.4
Mosler, Brygida ............... ST 2.7
Mosshammer, Robert ..........A 18.2
Mossmann, S. ......... A 1.5, A 15.33
Motzkus, Marcus . MO 7.7, MO 7.8,
MO 20.6, Q 8.5
Mourachko, Igor .......Q 25.2, Q 36.5
Mu, Yuguang .............. SYND 1.3
Mucke, Melanie ............. MO 18.1
Mudrich, M. ...MO 14.5, MO 17.5,
Q 27.6, Q 38.2
Mudrich, Marcel .............. Q 27.7
Mühlberger, F. ............... MS 1.1
Müller, A. A 1.2, A 1.4, A 9.23, A 9.30
Müller, Alfred A 9.10, A 9.16, A 9.18,
A 9.19
Müller, Carsten ................A 16.2
Müller, Christian ...... Q 16.1, Q 16.2
Müller, Felix ................ MO 18.2
Müller, Frank . Q 31.8, Q 43.6, Q 46.7
Müller, Hans-Wilhelm ........ AKI 2.7
Müller, Jochen ................Q 33.9
Müller, Martin ................ Q 17.5
Müller, René .................UP 22.4
Müller, Sven .................. ST 1.2
Müller, T. .................... Q 37.2
Müller, Ulrich ................ MO 9.6
Müller-Siebert, Reinhard .....MO 14.6
Mürtz, Manfred Q 32.7, Q 43.5, Q 43.6
Müsch, M. .................. UP 14.2
Müther, Tobias .......Q 13.2, Q 38.10
Mützel, Mario .................Q 17.5
Mukherjee, M. ................MS 6.2
Mukherjee, Manas . MS 1.2, MS 2.3,
MS 6.1
Mulder, J. ................... A 15.32
Mulet, Josep ...................Q 9.6
Munz, Martin ................. Q 24.3
Murg, Valentin ................Q 52.6
Nägerl, Hanns-Christoph ...Q 12.4,
Q 51.1
Nagorny, Boris ......... Q 6.3, Q 38.9
Nagy, Szilard ................. MS 6.4
Nahler, N. Hendrik ........... MO 9.8
Nakat, Marlon ................ Q 21.3
Nandi, Gerrit ..........Q 18.1, Q 21.9
Narajanan, V. .................Q 19.7
Nattkemper, Tim W. .......... ST 2.1
Nazarova, Tatiana .............Q 32.3
Nedelec, Philippe ............. UP 3.4
Nee, Matt .................. MO 20.1
Neeb, M. .................... MO 6.6
Negretti, Antonio ............. Q 37.1
Nemitz, Nils .................. Q 27.2
Neshev, D. ....................Q 24.5
Nettels, Daniel .............. MO 14.6
Neuhäuser-Metternich, Sylvia AKC 2.1
Neuhaus, Jörg ..MO 12.1, MO 21.2,
Q 49.2
Neuhaus, Rudolf .............. Q 19.5
Neumann, Jens Timo ..........Q 25.8
Neumark, Daniel M. .........MO 20.1
Neumayer, P. ................... A XI
Neumayer, Paul ................ A 5.5
Neuneck, Götz .....AKA 3.1, AKA 5.1
Neuner, Christian ............ UP 16.2
Nevsky, A. Yu. ............... Q 38.14
Nevsky, Alexander .............Q 48.3
Nguyen, Phuong ........... SYND 1.3
Nibbering, Erik T. J .........MO 10.3
Nichtl, Alfons ................. Q 43.1
Nickles, J. .............A 9.25, A 11.5
Nickles, Peter .................. A 5.5
Niemietz, Marco ............. MO 6.2
Niesner, Raluca ............... Q 14.1
Niita, Koji .................... ST 6.1
Niklaus, P. ..................MO 15.4
Niklaus, Patrick ..... MO 21.7, Q 49.7
Nikolopoulos, Georgios Q 7.3, Q 22.9,
Q 25.4
Nill, Simeon ...........ST 7.3, ST 7.4
Nillius, Björn ................ UP 21.2
Nitz, Wolfgang ................ST 1.2
Noël, Stefan ................. UP 12.7
Noel, Stefan .................. UP 5.2
Nörtershäuser, Wilfried .A 9.28, A 12.6
Nofal, Muaffaq ...............A 15.21
Nolde, Moana ................MO 3.1
Nolden, Fritz ..................A 9.10
Nolte, Eckehart .......MS 3.2, MS 3.4
Noone, Kevin ................UP 21.3
Notholt, Justus ... UP 2.4, UP 2.5,
UP 3.8, UP 5.3
Nüß, Hendrik ...............UP 12.10
Nußmann, S. ..................Q 11.5
O’Keeffe, Kevin ....... A 18.6, Q 42.6
Oates, Christopher W. .Q 32.1, Q 48.4
Oberhage, H.-R. ............. AKI 2.3
Oberst, Martin ................Q 31.1
Oberthaler, Markus ............Q 18.4
Oberthaler, Markus K. ... Q 21.14,
Q 25.2, Q 36.5
Odenweller, M. .A 9.6, A 9.11, MS 7.1
Oelfke, Uwe ...........ST 7.3, ST 7.4
Oelhaf, Hermann ..............UP 5.4
Oelke, Jochen ............... AKE 7.2
Oesterhelt, Dieter ........... MO 10.5
Oetjen, Hilke ................ UP 17.2
Ogawa, Hidemi ................A 13.5
Okhapkin, Maxim ............. Q 52.2
Oldenbourg Wissenschaftsverlag FB 11
Ong, Karen ...................MS 5.4
Oommen John, Viju ..........UP 12.6
Oppen, Gebhard von ...........A 10.7
Optronis ...................... FB 12
Orlic, Susanna .Q 16.1, Q 16.2, Q 16.3
Osellame, Roberto ............ Q 52.4
Osiac, E. .......................Q 4.6
Osiac, Eugen ...................Q 9.3
Osipov, T. ..A 9.25, A 9.27, A 11.5,
MO 12.19
Ospelkaus, Christian ...........Q 21.3
Ospelkaus-Schwarzer, Silke .... Q 21.3
Ostendorf, Alexander ........ MO 17.2
Osterloh, Klaus ............... Q 12.8
Ostermeyer, Martin ....Q 4.3, Q 32.10
Osterwalde, Andreas .........MO 20.1
Ott, Herwig ...........Q 28.4, Q 52.7
Ott, Oliver .................MO 12.18
Otteken, Dirk ................Q 20.18
Ottmar, Herbert ............AKA 10.1
Ovchinnikov, Evgeny .......... Q 32.6
Ovsyannikov, Vladimir ...........MS I
Ozeri, R. ......................Q 13.1
Paeth, Heiko ..................UP 2.7
Paetz, Hans-Werner ...........UP 3.4
Pätzold, Ralf ................. UP 7.7
Paffrath, Ulrike .............. UP 17.6
Pagel, Tino ................... Q 35.1
Paladini, Alessandra ......... MO 18.3
Paliachenka, Hanna ........... UP 8.4
Palm, Mathias ................ UP 5.3
Papadogiannis, N. .............. Q 5.1
Papastathopoulos, E. ........MO 15.4
Parak, Wolfgang J. ...........MO 6.1
Paredes, Belén ................ Q 52.6
Paretzke, H. G. ............ SYWS 2.1
Paretzke, Herwig G. ........SYWS 2.3
Parks, Joel H. ............. MO 17.19
Parodi, Katia ................. ST 3.2
Paschedag, Udo ............. AKE 2.1
Passler, G. ............A 12.3, MS 2.4
Passler, Gerd MS 1.2, MS 2.1, MS 2.3,
MS 7.5, MS 7.6
Pastyr, Otto .................. ST 4.4
Pattard, Thomas ...A VII, MO 9.4,
Q 38.17
Paul, Tobias .................. Q 51.2
Paulus, Alexander ............Q 20.13
Paulus, G. G. ... A 15.17, A 15.18,
Q 26.7, Q 42.4
Paulus, Gerhard G. .........SYDV 2.2
Pavǐ. cić, Domagoj ........... A 15.19
Pavlychev, Andrey ...........MO 19.3
Pazgalev, Anatoly S. .......... Q 33.2
Pedersen, H. B. .. MO 12.25, MO 18.5
Pedersen, Henrik B. ........ MO 17.21
Pedri, Paolo .................. Q 18.3
Peeters, A. G. ............... AKE 3.2
Peeters, Frank ........ UP 7.3, UP 7.4
Pegg, David .................. MS 9.3
Peik, E. ...............Q 11.6, Q 50.3
Peik, Ekkehard ........ A 10.6, Q 33.5
Peker, Bülent ................. Q 14.1
Pelster, Axel .................. Q 18.7
Penzkofer, Alfons ...............Q 9.1
Pereira Dos Santos, F. .........Q 50.1
Pereira dos Santos, Franck .....A 10.2
Pernicka, Ernst ............... MS 3.3
Perry, M. D. .................... A XI
Persson, Emil .................. Q 5.6
Persson, Petter ...............MO 4.6
Pesch, Matthias ...............Q 24.8
Peschke, P. ................... ST 7.5
Petelski, Torsten .............. Q 37.3
Peter, Mühlschlegel ........... Q 24.2
Petermann, Klaus ...... Q 4.5, Q 19.2
Peters, Christina .............. UP 3.1
Peters, Frank ............... MO 10.5
Peters, T. .....................A 11.1
Petersen, Jan ................. Q 33.6
Petković, Milena ............. MO 7.4

Petrosyan, David ..............Q 25.4
Petrov, I. D. .................. A 11.1
Petrov, Ivan D. .............. A 15.10
Petrov, Victor .................Q 14.7
Petrova, Anna ................ UP 3.7
Petrovic, M. .................. Q 24.5
Petrovich, Milan .............. Q 24.6
Petter, Jürgen ................ Q 14.7
Petzold, Andreas .............UP 21.1
Pfau, Tilman Q 27.5, Q 28.7, Q 38.18,
Q 38.19, Q 38.20
Pfeifer, Thomas .. MO 21.4, Q 3.3,
Q 3.5, Q 3.7, Q 20.13, Q 31.4,
Q 31.11, Q 49.4
Pfeiffer, W. ................... Q 42.5
Pfeilsticker, Klaus .....UP 2.6, UP 3.1
Phaneuf, R. A. ..A 1.2, A 9.23, A 9.30
Phaneuf, Ron ................. A 9.16
Phaneuf, Ronald .............. A 9.18
Piantek, Marten ...............A 17.2
Pichler, Goran .................A 13.6
Pietrzyk, Monika ............. A 15.29
piezosystem jena ...............FB 13
Pinkse, P. W.H. .. MO 17.1, Q 6.1,
Q 11.4, Q 27.8, Q 38.5, Q 38.6,
Q 38.7
Pistner, Christoph ........... AKA 6.1
Pitesky, Maurice E. ........... MS 5.1
Pittner, Heiko .................A 17.8
Pivonka, Nicholas L. .........MO 20.1
Platt, U. ............ UP 4.2, UP 20.5
Platt, Ulrich UP 2.2, UP 2.6, UP 3.5,
UP 4.3, UP 4.7, UP 12.2, UP 12.4,
UP 17.4, UP 20.3, UP 20.4,
UP 20.6, UP 20.7, UP 21.8
Plaˇsil, R. ................... MO 18.6
Plaˇsil, Radek .....MO 12.26, MO 18.4
Plenio, M. B. .................. Q 2.1
Plewicki, Mateusz ... MO 21.5, Q 49.5
Plimak, L. .......... A 15.25, A 15.34
Plimak, Lev I. .................Q 18.5
Plunien, Günter ............... Q 41.2
Poberaj, Gorazd ...............UP 2.1
Poegl, Markus ................ ST 2.7
Poeschl, Ulrich ......AKI 1.1, UP 17.3
Pohl, Dieter ...................Q 24.2
Pohl, Thomas ................Q 38.17
Pohlkötter, Andreas ........... Q 34.2
Pollnau, Markus ...............Q 52.4
Polytec ........................FB 14
Polzik, Eugene ................ Q 23.3
Ponomarev, Alexey ............ Q 36.4
Pontius, N. .................. MO 6.6
Popescu, Alexandru ........... Q 46.9
Popp, Alexander .......Q 31.8, Q 46.7
Popp, Christopher .............UP 1.4
Popp, Jürgen .............. MO 12.12
Poppe, Andreas ................ Q 7.5
Popruzhenko, Sergei V. ... A 18.5,
MO 6.4, MO 6.7
Port, Helmut .............. MO 12.14
Portillo, Mauricio ..............A 13.5
Pottie, Paul-Eric .............. Q 32.4
Poulsen, Uffe V. ...............Q 22.2
Präkelt, Andreas A X, A 18.7, Q 20.16,
Q 20.17, Q 31.12
Presnyakov, L. P. ..............A 9.22
Preusker, Rene .............. UP 21.6
Preusse, Peter ................ UP 5.4
Preusser, Jan ................ UP 13.4
Prevedelli, Marco ..............Q 37.3
Prior, M. ..............A 9.26, A 9.31
Prior, M. H. . A 9.25, A 9.27, A 11.5,
MO 12.19
Probst, Stefan T. ...............Q 2.5
Pröhl, Gerhard .............SYWS 2.3
Prümper, G. .........MO 9.2, MO 9.3
Prümper, Georg ............... A 11.4
Przystawik, A. .............. MO 17.6
Püttner, R. .................. MO 5.4
Püttner, Ralph ................ A 11.7
Pundt, I. .................... UP 20.5
Pundt, Irene UP 2.2, UP 3.5, UP 17.4,
UP 20.6, UP 20.7
Puppe, T. .. Q 6.1, Q 11.4, Q 38.6,
Q 38.7
Puschkarski, Severin ............Q 5.6
Putyrskaya, Victoria ...........UP 8.3
Quabis, Susanne .............. Q 33.9
Quack, M. .................. MO 20.5
Quack, Manuel ............... UP 5.3
Quandt, E. ................... PV XII
Quansah, Emmanuel ......... UP 15.1
Quenneville, Jason .......... MO 12.5
Quetschke, Volker .............. Q 4.4
Quint, W. ............MS 6.1, MS 6.2
Quint, Wolfgang ...A 10.1, A 10.3,
A 17.4, SYUA 1.2
R. Carvalho, Andre R. ......... Q 47.2
Raab, Volker ......Q 3.2, Q 3.4, Q 9.5
Rabisch, Lutz ......... Q 24.3, Q 24.4
RadBioMat - Kollaboration .... ST 4.3
Radcliffe, P. .........A 15.3, MO 17.6
Radcliffe, Paul ..................A 7.2
Rademann, Klaus ............. MS 8.1
Radloff, Wolfgang ............ MO 4.1
Radtke, Thomas ............. Q 22.15
Rätzer-Scheibe, Antje ......... Q 46.1
Rafezas, Magdalena ........... ST 2.7
Rahaman, S. ................. MS 6.1
Raitzsch, Ulrich ............... Q 28.7
Raizen, Mark G. ......Q 38.13, Q 47.1
Raman, Maksimenka ....... MO 12.13
Rangwala, S. A. ..MO 17.1, Q 27.8,
Q 38.5
Rappenglueck, Bernhard .......UP 3.6
Rasbach, Ulrich ... Q 11.7, Q 17.5,
Q 38.15
Raschke, Gunnar .............. Q 43.1
Rasel, E. M. .................. Q 37.2
Rasel, Ernst M. .............. Q 38.12
Rathgen, Helmut .............A 15.22
Ratsch, Christian .............MO 6.5
Rattunde, Marcel ...............Q 9.8
Ratzer, Christian ............. MO 3.4
Rauschenbeutel, Arno .Q 6.2, Q 11.2,
Q 21.11, Q 22.1, Q 36.12, Q 38.8
Rauth, C. ............ MS 6.1, MS 6.2
Ray, Ian ................... AKA 10.1
Raynal, Philippe ................Q 7.6
Rayner, D. M. .................A 15.1
Rebentrost, F. .................A 13.3
Rebentrost, Frank ............. A 13.4
Reddig, Daniel ................ Q 15.1
Reddmann, Thomas ..........UP 11.3
Reemts, D. ..................... A XI
Reetz-Lamour, Markus A 15.28, Q 27.3
Regulla, Dieter ............ SYWS 2.2
Rehbein, Henning ............. Q 48.6
Rehbein, Nils ................ Q 38.12
Reich, Matthias ............... Q 19.1
Reichart, Patrick .............. ST 4.1
Reichel, Jakob .Q 21.6, Q 39.6, Q 39.7
Reichelt, Uwe ................. ST 4.2
Reif, Jürgen ................. Q 31.13
Reiger, E. .................... MS 7.2
Reiger, Elisabeth ..............MS 1.3
Reimpell, Michael .............. Q 2.7
Reinaudi, Gaël ................. Q 7.4
Reinhard, Paul Gerhard ......MO 17.7
Reinhardt, Carsten ............ Q 31.3
Reinhardt, S. ..................A 12.2
Reinhardt, Sascha .............. A 9.9
Reinköster, A. ................MO 9.3
Reinköster, Axel .....A 11.4, MO 19.6
Reitebuch, Oliver ............ UP 17.6
Reithmeier, Herbert .. MS 3.2, MS 3.4
Rekdal, Per-Kristian ...........Q 51.3
Rempe, G. . MO 17.1, Q 6.1, Q 11.4,
Q 11.5, Q 22.6, Q 27.8, Q 36.13,
Q 38.5, Q 38.6, Q 38.7, Q 45.1
Rempe, Gerhard ...............Q 12.3
Rennenberg, Heinz ...........UP 11.1
Renner, Christian ............MO 15.8
Rentenberger, C. ............. MS 7.2
Repnow, R. .................... A 1.4
Rey, M. .....................MO 20.5
Rhee, Hanjo .............Q 8.2, Q 8.3
Ribichini, Luciano ............. Q 33.7
Richter, A. ................... UP 4.6
Richter, Andreas ..UP 3.5, UP 12.5,
UP 12.10, UP 17.2, UP 17.4,
UP 17.5, UP 20.7
Richter, Andree ................ Q 4.6
Richter, Astrid ................ Q 39.7
Richter, Klaus .................Q 51.2
Richter, Martin ............. MO 20.2
Richter, Stephan ............ AKE 7.1
Richter, Tobias ................A 11.3
Rickes, Torsten ........Q 31.1, Q 31.2
Riebe, Mark .Q 39.1, Q 39.4, Q 39.5,
Q 40.4, Q 48.2, Q 52.9
Riedl, Stefan .......... Q 12.1, Q 12.2
Riedle, Eberhard ..MO 4.2, MO 4.4,
MO 4.5, MO 7.3, MO 21.3, Q 26.3,
Q 26.6, Q 26.8, Q 49.3
Rief, Matthias ............. SYND 2.3
Rief, Nicole ................SYWS 1.1
Rieger, T. ...MO 17.1, Q 27.8, Q 38.5
Riehle, Fritz .Q 27.1, Q 32.3, Q 32.4,
Q 50.2
Riehn, Christoph .. MO 10.6, MO 15.3
Ries, Jonas .......... Q 13.2, Q 38.10
Riesbeck, Thomas Q 4.2, Q 8.2, Q 8.3,
Q 16.6
Riese, Martin ................. UP 5.4
Rietzel, Eike ...ST 3.1, ST 7.1, ST 7.2
Rinkleff, Rolf-Hermann Q 19.4, Q 40.5
Riot, Vincent J. ...............MS 5.1
Risse, Enrico ..................Q 10.4
Ritsch, Helmut ................Q 41.7
Ritt, Gunnar . Q 21.12, Q 32.5, Q 44.1
Ritter, Stephan ............... Q 51.8
Rittweger, Eva ................ Q 20.8
209
Roati, Giacomo ....... Q 28.4, Q 52.7
Roca, Maria Carmen .......... MS 7.5
Rodgers, Keith ................UP 7.2
Rodriguez, D. ................ MS 6.2
Rodriguez-Bares, Sonia ........UP 9.1
Rodríguez, D. ........ MS 6.1, MS 6.3
Rösch, J. ..............A 9.25, A 11.5
Röser, Fabian .......... Q 8.6, Q 24.7
Roether, W. ................. UP 21.9
Roethlisberger, Ursula ......SYND 2.1
Rogachevskiy, A. ............. A 15.32
Rohde, F. .....................Q 11.5
Rohen, Guenter ..............UP 12.1
Rohen, Günther ...............UP 5.2
Rohrer, Franz .........UP 4.1, UP 9.1
Rolles, D. ........... MO 9.2, MO 9.3
Rolles, Daniel ............... MO 19.6
Rom, T. .............. Q 12.5, Q 12.6
Romano, Claus ... Q 19.1, Q 32.8,
UP 13.4
Roos, Christian ...Q 36.14, Q 39.1,
Q 39.4, Q 39.5, Q 40.4, Q 48.2
Roos, Christian F. .............Q 52.9
Root, Christopher .MO 7.5, MO 15.6,
MO 15.8
Ros, David ..................... A 5.5
Rosenband, T. ................ Q 13.1
Rosenband, Till ............... Q 48.1
Rosenbusch, Peter .............A 10.2
Rosenfeld, Wenjamin .......... Q 38.8
Rosenstock, Wolfgang ....... AKA 2.2
Rost, J. M. ................... A 9.24
Rost, J.-M. .................. MO 5.8
Rost, Jan Michael .............. A 3.1
Rost, Jan-Michael A 3.2, A 7.3, A 11.7,
A 15.2, Q 38.17
Rostahar, Danijela .............Q 40.6
Roth, Bernhard .....MO 2.1, MO 17.2
Roth, M. ....................... A XI
Roth, Wolfgang .. MO 9.5, MO 9.9,
MO 19.5
Rothkamm, Kai ............SYWS 1.1
Rottke, H. .......... A 15.17, A 15.18
Roueff, Evelyne ..............AKC 3.2
Rouillé, G. ................... MO 3.6
Rozanov, Alexei ..............UP 12.9
ROZANOV, ALEXEJ ........ UP 12.8
Rudenko, Artem ...A 15.6, A 18.2,
A 18.3, A 18.4
Rudolph, Stephan . MO 14.1, MO 17.4
Rüdiger, Andreas ..MO 14.1, MO 17.4
Rühl, Axel .................... Q 31.3
Rühl, E. ..................... UP 21.9
Rühl, Eckart MO 19.3, MS 2.2, MS 5.3
Rühm, W. .................SYWS 1.2
Rühm, Werner ................MS 3.2
Ruf, M. .......................A 16.7
Ruf, Matthias ................. A 15.4
Ruff, George .................. Q 28.6
Ruhnke, Roland ..............UP 11.3
Rupp, Lutz .UP 9.2, UP 17.1, UP 20.2
Rurimo, Geoffrey ..............Q 33.9
Russel, Scott C. .............. MS 5.1
Russo, Andrea .............. MO 18.3
Russo, Carlos ........ Q 36.14, Q 41.4
Ruth, Albert A. .............. MO 3.7
Ruth, Bernhard ............... UP 8.1
Rutkowski, M. ............... MO 5.3
Rychtarik, David .............. Q 51.1
Rykhlinskaya, Katya ........MO 17.16
Rzesanke, Daniel .............UP 22.2
Saalmann, Ulf ...................A IX
Saathoff, G. ............ A 9.9, A 12.2
Saathoff, Harald ............. UP 22.5
Sacher Lasertechnik ............FB 15
Sackmann, Malte ........... MO 12.3
Saenz, Alejandro ...........MO 12.23
Sagemerten, N. ............... Q 24.5
Saidur, rahaman .............. MS 6.2
Salewski, Stefan ................Q 4.7
Salomon, C. .................. Q 50.1
Salomon, Christophe ...A 10.2, Q 29.2
Salzborn, E. ...................A 9.22
Salzborn, Erhard .............. A 9.17
Salzmann, Wenzel ............A 15.22
Samek, S. ...................... A XI
Samuelis, Chr. ................ Q 36.2
Sanchez, Rodolfo ...... A 9.28, A 12.6
Sanchez-Vega, M. ............A 15.32
Sander, Meike .................Q 46.2
Sandner, W. ........ A 15.17, A 15.18
Sandner, Wolfgang ..A 16.1, A 17.2,
PV XVII, Q 10.4
Sandoghdar, Vahid ............ Q 15.3
Sandradewi, Jisca ............UP 18.2
Sandstroem, Joakim .......... MS 9.3
Sanghavi, Suniti ..... UP 4.3, UP 20.4
Sangouard, N. B. ....A 15.25, A 15.34
Sanpera, A. ................... A 16.4
Sanpera, Anna Q 2.2, Q 17.3, Q 18.3,
Q 39.3
Sant’anna, M. ................MO 5.4
Santala, Marko ................Q 10.5
Santambrogio, Gabriele ...... MO 20.1
Santarelli, G. ..................Q 50.1
Santarelli, Giorgio ............. A 10.2
Santoro, F. ................. MO 15.4
Santos, Luis .... A 3.4, Q 18.3, Q 21.4
Sapaev, Usman ............... Q 31.5
Sarajlic, Edina .........Q 33.1, Q 50.4
Sarpe-Tudoran, Cristian .A X, A 18.7,
MO 15.1, Q 20.15, Q 20.16,
Q 20.17, SYDV 2.4
Sartakov, Boris ...............MO 2.3
Satzger, Helmut . MO 7.5, MO 15.6,
MO 15.8
Sauerbrey, R. ................ Q 20.11
Sauerbrey, Roland .. Q 10.3, Q 10.7,
Q 20.1, Q 20.10, Q 20.12
Savić, Igor ................. MO 17.20
Schaberl, Thorsten ............UP 3.7
Schade, Wolfgang .. Q 19.1, Q 19.7,
Q 32.8, Q 34.2, UP 9.3, UP 13.4
Schäfer, Christian A. .........AKE 7.4
Schaetz, Tobias ............... Q 13.1
Schätzel, M ..................A 15.17
Schätzel, M. G. ...A 15.18, Q 26.7,
Q 42.4
Schardt, Dieter ........ST 5.3, ST 7.6
Scharf, Andreas ...... MS 3.3, MS 4.1
Scharfenorth, Ch. ............. Q 14.2
Scharfenorth, Chris ............Q 16.6
Scharnberg, Falk ..... Q 13.2, Q 38.10
Schartner, K.-H. .......A 15.7, A 15.8
Schartner, Karl-Heinz ....A 15.10,
MO 17.11, MO 17.12
Schaumann, G. ..................A XI
Scheel, Dirk ................. UP 13.4
Scheel, Stefan .........Q 45.4, Q 51.3
Scheer, Volker ................ UP 6.2
Scheffler, Matthias ........... MO 6.5
Scheid, Werner ......... A 1.3, A 9.10
Scheidenberger, Christoph ..... A 13.5
Schell, Dieter ................ UP 18.5
Schenkel, Roland .....Q 10.7, Q 20.10
Scherer, Philipp .............. MO 8.1
Scheuermann, Frank ...........A 9.17
Scheurer, Christoph ........ SYND 1.1
Schick, Fritz .......... ST 2.3, ST 2.5
Schill, R. H. ...........A 15.7, A 15.8
Schill, Rüdiger .. MO 17.11, MO 17.12
Schiller, Cornelius .....UP 3.3, UP 5.4
Schiller, Stephan . MO 2.1, MO 17.2,
Q 31.8, Q 43.6, Q 46.7, Q 52.2
Schimpf, Uwe .................UP 1.4
Schippers, S. ..A 1.2, A 1.4, A 9.23,
A 9.30
Schippers, Stefan .. A 9.10, A 9.16,
A 9.19
Schiwietz, Gregor .............. A VIII
Schiwon, R. ................MO 17.26
Schiwon, Robert MO 17.24, MO 17.25
Schlachter, A. S. ..... A 9.23, MO 5.4
Schlagheck, Peter ............. Q 51.2
Schlegel, Wolfgang ..... PV II, ST 4.4
Schleich, Wolfgang ............Q 29.1
Schleich, Wolfgang P. Q 18.1, Q 21.9,
Q 21.10, Q 25.3, Q 36.9, Q 38.13,
Q 47.1, Q 47.7
Schleich, Wolfgang Peter ...Q 23.5,
Q 36.11
Schlemmer, Stephan .......... MS 5.3
Schlenk, Daniel ............... Q 11.3
Schlicht, Stefanie ............. UP 3.3
Schlingemann, Dirk .............Q 7.9
Schlosser, Clemens ......... AKA 12.3
Schlosser, Eric ...UP 9.2, UP 17.1,
UP 20.2
Schlup, Philip .................Q 42.8
Schmaljohann, Holger Q 19.6, Q 28.5,
Q 44.3, Q 52.5
Schmatz, Stefan ..............MO 8.3
Schmauss, Bernhard ...Q 35.3, Q 35.4
Schmauß, Bernhard ........... Q 35.2
Schmeidmayer, Jörg ..........A 15.23
Schmelcher, Peter ............A 15.30
Schmid, Christian .............. Q 7.7
Schmid, Reiner P. ............Q 31.13
Schmid, Wolfram E. .........MO 15.5
Schmidhammer, Uli MO 4.5, MO 7.3,
Q 26.3
Schmidl, Frank ................Q 10.3
Schmidt, Bernd ............... Q 18.5
Schmidt, Bernhard .......... MO 15.7
Schmidt, Burkhard .......... MO 12.8
Schmidt, E. ...................Q 38.5
Schmidt, Friedrich Karl .......A 15.36
Schmidt, L. Ph. ............... A 9.11
Schmidt, L. Ph. H. ...A 9.6, A 9.8,
A 9.25, A 9.27, A 11.5
Schmidt, Lothar ......... A 9.4, A 9.5
Schmidt, Lothar Ph. H. .....SYDV 1.3
Schmidt, Mike .................. MS I
Schmidt, Piet O. ..............Q 48.1

Schmidt, Sebastian ............Q 18.7
Schmidt, T. ...................A 13.3
Schmidt-Böcking, H. ..A 9.6, A 9.8,
A 9.11, A 9.24, A 9.25, A 9.27,
A 11.5, MO 12.19, MO 12.20,
MS 7.1, SYDV 1.3
Schmidt-Böcking, Horst A 9.4, A 9.5,
MO 15.3
Schmidt-Kaler, Ferd inand ..... Q 48.2
Schmidt-Kaler, Ferdinand ..Q 36.14,
Q 39.1, Q 39.4, Q 39.5, Q 40.4,
Q 41.4, Q 52.9
Schmiedmayer, Jörg A 15.30, Q 21.5,
Q 22.5, Q 39.8, Q 44.2
Schmitt, Annette ..............A 12.5
Schmitt, Franz-Josef .......... Q 40.8
Schmitt, Gregor ..............UP 13.2
Schmitt, Michael ..MO 3.4, MO 3.5,
MO 7.2, MO 12.12, MO 12.13
Schmitt-Mander-bach, Tobias ... Q 7.1
Schmitz, Gerhard ............. UP 3.9
Schmitzer, H. ................. Q 47.8
Schmoranzer, H. .......A 15.7, A 15.8
Schmoranzer, Hans .....A 15.10,
MO 17.11, MO 17.12
Schmucker, Robert H. ....... AKA 8.1
Schnabel, Roman .. Q 15.6, Q 48.6,
Q 48.7
Schnatz, H. ...................Q 50.3
Schnatz, Harald Q 32.3, Q 33.5, Q 50.2
Schneider, Edgar ............. AKI 2.8
Schneider, Holger .......... MO 17.18
Schneider, Jessica ............Q 22.11
Schneider, Johannes UP 6.2, UP 13.1,
UP 21.3
Schneider, Nicola ............. UP 2.4
Schneider, T. ..........A 9.24, Q 50.3
Schneider, Ulrich ..............Q 22.7
Schnell, M. .....................A 1.2
Schnier, Christian .............MS 5.4
Schnitzler, Joerg-Peter ....... UP 11.1
Schoeffler, M. .A 9.6, A 9.24, A 9.27,
A 15.1, MO 12.20
Schöffler, Markus ........ A 9.4, A 9.5
Schoennagel, Horst ............Q 10.4
Schössler, S. ...A 9.24, A 9.25, A 11.5
Schößler, S. A 9.6, A 9.11, MO 12.20,
MS 7.1
Scholl, Thomas ............... UP 2.6
Scholle, Karsten .. Q 4.7, Q 9.3, Q 9.8
Schollwöck, Ulrich .............Q 28.3
Scholz, M. ....................ST 7.5
Scholz, Michael ............... ST 5.1
Schomerus, H. ................ A 16.5
Schori, Christian ...... Q 21.1, Q 44.4
Schorstein, Kai ................Q 46.8
Schrader, Dominik .. Q 6.2, Q 11.2,
Q 22.1, Q 38.8
Schrader, F. .................... A XI
Schrader, Tobias .MO 10.1, MO 10.2,
MO 12.15
Schramm, U. ..........Q 10.6, Q 10.6
Schramm, Ulrich .............. A 17.1
Schreiber, J. .......... Q 10.6, Q 10.6
Schreiber, Jörg ................Q 10.5
Schreiber, Thomas ..... Q 8.6, Q 24.7
Schreiber, Wolfgang ...........ST 2.2
Schreier, Wolfgang MO 10.1, MO 10.2,
MO 12.15
Schrems, Otto ... UP 2.5, UP 3.8,
UP 11.2, UP 15.1, UP 18.2,
UP 21.5
Schriel, Ralf ...................A 9.26
Schriever, Christian ..MO 21.3, Q 49.3
Schröder, H. ...............MO 17.22
Schröder, Jochen ..............Q 24.6
Schröder, Leif .................ST 2.4
Schröder, Marc .............. UP 21.6
Schröder, Sarah ............... Q 36.8
Schroeter, C. D. ...............A 13.2
Schröter, Claus Dieter A 15.6, A 18.2,
A 18.3, A 18.4
Schröter, Claus-Dieter ......... A 15.5
Schroll, Christian ......Q 21.8, Q 51.4
Schuch, Norbert ............. Q 52.11
Schuch, Reinhold .. MS 6.4, SYUA 1.3
Schuck, Carsten ...............Q 45.5
Schüller, Lothar ..............UP 21.6
Schütze, Karin ............. SYBP 1.2
Schützhold, Ralf .......Q 13.5, Q 47.6
Schüßler, Thomas ............ MO 9.9
Schulte, Thomas ..... Q 21.13, Q 28.1
Schultz, Astrid ................UP 3.8
Schultz, Martin ............... UP 3.4
Schultz, Thomas ... MO 4.3, MO 12.5
Schulz, Astrid .................UP 2.5
Schulz, C. P. ......MO 14.4, MO 19.7
Schulz, J. .............. A 7.5, A 18.1
Schulz, Michael ..... A 9.1, SYDV 1.1
Schulz, Oliver .................Q 45.5
Schulz, Stephan ...............A 17.7
Schumacher, Silvia ............ Q 46.2
Schumann, C. ..................A 1.5
Schumann, Philipp ... MS 2.1, MS 2.5
Schurath, Ulrich ............. UP 22.5
Schuster, I. ..Q 6.1, Q 11.4, Q 38.6,
Q 38.7
Schutov, Yu. .......... A 15.7, A 15.8
Schwaab, G. ............... MO 17.26
Schwab, Hubert ....AKE 6.1, AKE 6.3
Schwalm, D. ...A 1.2, A 1.4, A 9.9,
A 12.2, MO 12.25, MO 18.5,
MO 18.6
Schwalm, Dirk .. MO 12.16, MO 17.21
Schwarz, Michael ......Q 22.5, Q 39.8
Schwarz, S. .......... MS 6.3, MS 7.9
Schwarz, Stefan ...... MS 1.2, MS 2.3
Schwarz-Selinger, Thomas ..... MS III
Schwarzer, Dirk .............. MO 7.6
Schwedes, Ch. ....... Q 11.6, Q 38.14
Schweikhard, L. ...... MS 6.3, MS 7.9
Schweikhard, Lutz .....MS IX, MS 7.3
Schwenker, Bernd .............UP 5.3
Schwentner, Nikolaus MO VI, MO 7.1,
MO 12.7, MO 12.8, MO 12.9
Schwikowski, Margit .......... MS 3.2
Schwoerer, H. ................Q 20.11
Schwoerer, Heinrich ..Q 1.1, Q 10.7,
Q 20.1, Q 20.10
Scully, S. ..................... A 9.23
Seebacher, Christian ...........Q 43.8
Seefeldner, Meinhard .........UP 18.3
Seefeldt, Michael ..............Q 31.6
Seelig, W. ...................... A XI
Seewald, G. ...................Q 14.2
Seidel, Dirk .......... Q 25.7, Q 36.10
Seidel, Paul ...................Q 10.3
Seligman, Thomas H. ......... Q 47.1
Selle, Reimer .. MO 12.6, MO 21.4,
Q 49.4
Semmler, Wolfhard ....ST 1.2, ST 2.6
Sengstock, Klaus Q 4.7, Q 9.2, Q 19.6,
Q 21.3, Q 28.5, Q 32.6, Q 44.3,
Q 52.5
Severiens, Thomas ........... AKI 2.2
Sewtz, M. .....................A 9.29
Seyfarth, Lena ..MO 12.4, MO 21.8,
Q 49.8
Shchatsinin, Ihar ............ MO 19.7
SHEODE, NINAD ........... UP 12.8
Sherstov, Ivan .................Q 36.3
Shi, Wei .............. A 9.10, A 9.18
Shiler, Max ................... UP 3.7
Shinonaga, T. ................ UP 8.2
SHIPTRAP - Kollaboration ....MS 6.2
SHIPTRAP and ISOLTRAP -
Kollaboration ............ MS 6.1
Shlyapnikov, Gora V. .......... Q 52.6
Shore, B. W. .. MO 1.1, MO 17.13,
MO 17.14
Shore, Bruce .................A 15.29
Shore, Bruce W. .............. Q 36.9
Siebert, Torsten ............MO 12.13
Siedschlag, Christian ...A 7.3, MO 9.4
Sieg, Arne ....MO 10.1, MO 10.2,
MO 12.15
Siegmann, B. ................. A 9.12
Sierk, Bernd ................UP 12.10
Siese, Manfred ...UP 9.2, UP 17.1,
UP 20.2
Sigl, Andrea ............... SYBP 1.2
Sikler, G. ............ MS 6.1, MS 6.2
Sikora, Jana .................. ST 2.6
Silber, Christian ...............Q 21.2
Silberhorn, Christine ..........Q 22.10
Silies, M. ............. Q 10.2, Q 20.4
Simanovski, Iaroslav ....MO 14.1,
MO 17.4
Simmer, Gregor ..............UP 17.3
Simon, Reinhard S. ............ST 7.6
Singer, Kilian ........ A 15.28, Q 27.3
Singh, Kehar ..................Q 14.7
SINNHUBER, BJOERN-MARTIN
UP 12.8
Sinreich, Roman ....UP 20.3, UP 20.4
Sintec .........................FB 16
Sinther, Mathias .............. Q 19.3
Sirotzki, Simone ....... MS 1.2, Q 4.1
Sitnikov, Nikolai .............. UP 3.3
Siu, Chi-Kit ..................MO 6.8
Skenderović, Hrvoje ......... MO 20.6
Skipper, Bjarne ............... Q 33.6
Skoczowsky, Danilo .............Q 3.2
Skorupka, Sascha ......Q 14.3, Q 33.8
Slama, Sebastian ... Q 6.4, Q 11.1,
Q 31.14
Slenczka, Alkwin .. MO 14.2, MO 14.3
Sloth, Marianne ...............UP 2.4
Smit, Herman .................UP 3.4
Smith-Gicklhorn, Alice M. .... MO 3.8
Smolarski, M. ................. A 15.1
Snell, G. ..................... MO 5.4
Sobolevsky, N .................ST 6.2
Sobotta, Constanze .... MO 12.2,
210
MO 15.7, MO 21.2, Q 49.2
Socaciu, Liana ...............UP 22.3
Söldner, Franz X. ............AKE 5.2
Söllner, Martin ................ A 17.5
Sönnichsen, Carsten ........... Q 43.1
Soff, Gerhard .......Q 41.2, SYUA 1.1
Sohani, M. ...................A 15.32
Solano, Enrique ............... Q 47.7
Solca, Nicola .....MO 17.17, MO 19.2
Sondermann, Markus ........... Q 9.6
Song, B. C. ..................UP 20.5
Song, Bing-Chao .............UP 20.7
Sotier, Florian .................Q 42.3
Spang, Reinhold .............. UP 5.4
Spani Molella, Luca ........... Q 40.5
Spelten, Nicole ................UP 3.3
Spichtinger, N. ................UP 4.2
Spichtinger, Peter ............UP 18.1
Spielmann, Christian ..Q 3.3, Q 3.5,
Q 3.7, Q 20.13, Q 31.4, Q 31.11
Spitz, Christian ..MO 3.3, MO 18.1,
MO 20.3, Q 43.3
Spitzenpfeil, Robert .....Q 3.5, Q 31.4
Spoden, P. ....................Q 27.4
Sponsel, Klaus Q 35.2, Q 35.3, Q 35.4
Spranger, Tobias .............. A 13.1
Spreen, Gunnar ............... UP 5.5
Sprenger, F. ....................A 1.2
Srivastava, Abneesh ...........MS 5.1
Stachura, Zbigniew ............A 9.10
Stadlmann, Jens ...............A 13.5
Stahl, S. ..................... MS 7.8
Stahl, Stefan ....A 3.3, A 10.1, A 10.3
Staicu, A. ....................MO 3.6
Staicu-Casagrande, E. M. ....MO 18.5
Stamatakis, Alexandros ........ST 2.7
Stan-Sion, Catalin ............ MS 3.4
Stanzel, J. ................... MO 6.6
Stark, Arnold .................. Q 4.7
Staudt, A. .................... A 16.7
Staudt, Andreas ..............A 15.16
Staudt, Matthias ..............Q 27.7
Staudte, A. ............A 9.24, A 15.1
Steck, Markus .................A 9.10
Steck, Tilman ................ UP 5.1
Steele, Paul T. ............... MS 5.1
Steier, Frank .......... Q 14.3, Q 14.6
Steigner, Dominik .............UP 3.6
Stein, Olaf ....................UP 4.1
Steinbrecher, Rainer ...........UP 3.6
Steinhübl, R. ................. MS 1.1
Steinmann, Andy ..............Q 34.2
Steinmann, Jochen ... A 15.5, A 15.31
Steinmetz, Tilo Q 21.6, Q 39.6, Q 39.7
Steinmeyer, Günter ....Q 26.1, Q 42.1
Steinsiek, Frank ............. AKE 7.4
Stelzer, Alexander ..... Q 22.5, Q 39.8
Sterr, Uwe ..Q 27.1, Q 32.3, Q 32.4,
Q 33.5, Q 50.2
Stert, Volker ................. MO 4.1
Stibenz, Gero ................. Q 42.1
Stiebing, K. E. ...... A 9.8, SYDV 1.3
Stienkemeier, F. .MO 14.4, MO 14.5,
MO 17.5, Q 27.6
Stiller, Gabriele P. .............UP 5.1
Stimming, Ulrich ............ AKE 5.3
Stock, Gerhard .............SYND 1.3
Stock, Kai . MO 7.2, MO 21.3, Q 49.3
Stock, Sabine ................. Q 18.2
Stocker, Martin ...... MS 4.3, MS 4.5
Stöferle, Thilo .........Q 21.1, Q 44.4
Stoehr, Hardo Q 27.1, Q 32.3, Q 32.4,
Q 50.2
Stohl, A. ..................... UP 4.2
Stoll, M. ......................Q 17.8
Stolow, Albert ......MO 4.3, MO 12.5
Strachnov, Ilia ........MS 7.5, MS 7.6
Strasser, D. ......MO 12.25, MO 18.5
Strasser, Daniel ............ MO 17.21
Stratmann, Martin ..Q 20.2, Q 20.3,
Q 35.1
Streicher, Juergen ............UP 17.6
Striegler, Arne .Q 35.2, Q 35.3, Q 35.4
Strinic, A. .................... Q 24.5
Ströbele, J. ...................MS 7.2
Ströbele, Julia ................ MS 1.3
Stuck, Jochen ................ UP 3.2
Stützle, Ralf .......... Q 25.2, Q 36.5
Stuhler, Jürgen ... Q 27.5, Q 28.7,
Q 37.3, Q 38.18, Q 38.19, Q 38.20
Suhonen, M. ......... MS 6.1, MS 6.2
Sukhorukov, O. .............. MO 3.6
Sukhorukov, Sascha ........ MO 17.11
Sukhorukov, V. H. .....A 15.7, A 15.8
Sukhorukov, V. L. ............. A 11.1
Sukhorukov, Victor .........MO 17.12
Sukhorukov, Victor L. ........ A 15.10
Sun, Zheng .................. MO 9.1
Suniti, Sanghavi ............. UP 21.8
Suraud, Eric ................ MO 17.7
Surzhykov, A. ................. A 9.13
Surzhykov, Andrey ..A 9.14, A 9.15,
A 15.9
Suschek, Christoph V. ......... Q 43.5
Suter, Martin MS 4.2, MS 4.3, MS 4.4,
MS 4.5
Syassen, N. ..Q 6.1, Q 11.4, Q 38.6,
Q 38.7
Synal, Hans A. ............... MS 4.2
Synal, Hans-Arno ..MS 3.1, MS 4.3,
MS 4.4, MS 4.5
Szeghalmi, Adriana ...........MO 7.2
Szymanowski, Hanitra ......... ST 7.4
T. R., Sreerekha ............. UP 12.6
Tachiya, Masanori ............MO 8.1
Tamm, Chr. ...................Q 50.3
Tamm, Christian ...... A 10.6, Q 33.5
Tannor, David J. .............. A 17.6
Tarsu, Tiberiu ............... UP 17.5
Tauschwitz, A. ..................A XI
Tauser, Florian ........ Q 26.2, Q 42.3
Taylor, H. S. ................. MO 8.4
Techert, S. ......................A III
Teichert, Holger ............. UP 22.5
Telle, Harald R. ............... Q 42.2
Telles, G. ..................... Q 38.2
Telles, G. D. .................. Q 38.1
Tesch, Carmen ........ MO IV, Q 13.3
Thalhammer, Gregor .......... Q 28.6
Theis, Matthias ............... Q 28.6
Theiß, A. ..................... A 9.22
Thelen, Andrea ............... Q 43.4
Thelen, Sven ..................Q 43.5
Thiel, R. ........................A XI
Thörle, P. .....................A 9.29
Thomas, Richard ............. MS 9.3
Thorlabs ...................... FB 17
Thorwart, Jörg ................UP 7.4
Thoss, Michael ...............MO 8.2
Thoumany, Pierre ............. Q 41.6
Thouret, Valerie .............. UP 3.4
Thurau, Wolfgang ..............Q 4.7
Tiemann, E. .......... Q 32.2, Q 36.2
Tiemann, Eberhard ...........A 15.26
Tiemann, Eberhardt ...........Q 36.3
Tiggesbäumker, J. ...A 15.3, MO 17.6
Tiggesbäumker, Josef ..A 7.1, A 7.2,
MS VI
Tillmann, Ralf ................ UP 9.1
Timmermans, R. G. .......... A 15.32
Tino, Guglielmo Maria .........Q 37.3
Tittelmeier, Kai ............... ST 5.3
Tittor, Joerg ................MO 10.5
Titze, J. A 9.24, MO 12.19, MO 12.20
Titze, Jasmin ..... A 9.4, A 9.5, A 9.6
Tobias, Herbert J. ............ MS 5.1
Tobschall, Esther .............AKI 2.1
Töben, Lars ..................MO 4.7
Toenges-Schuller, Nicola ...... UP 4.1
Toennies, J. Peter ...........MO 19.1
Tomaselli, M. ................. A 9.13
Tomaselli, Marco ...... A 10.5, A 12.4
Tomsic, A. .................MO 17.22
Tomsic, Anna ............... MO 17.8
Tong, X.-M. .................. Q 42.7
Tong, Xiao-Min ................ Q 5.6
TOPTICA Photonics ...........FB 18
Torp, Tore A. ............... AKE 1.2
Toschek, Peter E. ...... Q 4.7, Q 32.6
Toth, Geza ....................Q 22.4
Trautmann, N. A 9.29, A 12.3, MS 2.4
Trautmann, Norbert MS 2.1, MS 2.5,
MS 7.5, MS 7.6
Traykov, E. .................. A 15.32
Traßl, R. ......................A 9.22
Tremont, Marc A. .............. Q 3.1
Treutlein, Philipp .. Q 21.6, Q 39.6,
Q 39.7
Trick, Sebastian ...............UP 2.2
Tröbs, Michael ........ Q 14.3, Q 33.8
Trojek, Pavel ...................Q 7.7
Troppmann, Ulrike .... MO IV, Q 13.3
Trück, Christian .......Q 21.7, Q 51.5
Trumm, Stephan .............. Q 42.3
Trummel, M. ........A 9.8, SYDV 1.3
Trung Dung, Ho .............. Q 41.1
Trushin, Sergei A. ...........MO 15.5
Tsakiris, G. .................... Q 5.1
Tsakiris, George ...............Q 10.5
Tschiersch, J. ........UP 8.2, UP 14.2
Tschudi, Theo ................ Q 14.7
Tschurl, Martin .MO 17.9, MO 17.10,
MS 9.2
Tsilimis, G. MO 21.1, Q 10.2, Q 20.4,
Q 49.1
Tsilimis, Grigorios ............. Q 31.5
Tünnermann, Andreas . Q 8.6, Q 9.4,
Q 19.1, Q 24.7
Türke, Diana ...................Q 8.5
Tyrroff, Horst ...................MS I
Tzallas, P. ..................... Q 5.1
Ubbelohde, Niels ..... Q 13.2, Q 38.10
Udem, Th. ....................Q 50.1
Udem, Thomas ............... Q 33.3

Uder, Michael ............. SYWS 1.1
Ueberfluß, Christoph ....MO 17.9,
MO 17.10, MS 9.2
Uhalte, Carlos Cibrian ....... MO 20.1
Uhd Jepsen, P. .............MO 17.28
Uhl, Rainer ................... Q 43.8
Uhl, Thomas ......... MS 3.3, MS 4.1
Uhlmann, Michael .............Q 41.2
Ullmann, Falk ...................MS I
Ullrich, J. ............ A 13.2, A 15.18
Ullrich, Joachim A 9.1, A 15.5, A 15.6,
A 15.31, A 18.2, A 18.3, A 18.4
Ullrich, Susanne .... MO 4.3, MO 12.5
Ulrich, A. .................... MS 1.1
Ulrich, B. ..................... A 9.11
Ulzega, Simone ............. MO 14.6
Umathum, Reiner ..... ST 1.2, ST 2.6
Unanyan, R. G. .. A 15.25, A 15.34,
Q 22.8, Q 23.1
Unanyan, Razmik ............ A 15.29
Unruh, William G. .............Q 47.6
Unterberg, C. ............... MO 19.4
Urbain, X. .................. MO 18.5
Urbonas, Linas ................Q 41.6
Ursescu, D. ..................... A XI
Ursescu, Daniel . A 5.5, A 10.5, A 12.4
Ursula, Suhr .................. UP 7.5
Uschmann, Ingo ......Q 10.3, Q 20.12
Uvarov, Alexander ..........MO 12.27
v. Friedeburg, Chistoph ...... UP 20.4
v. Friedeburg, Christoph ......UP 20.7
v. Savigny, Christian UP 12.1, UP 12.3
v. Zanthier, Joachim .......... Q 48.3
Vahlbruch, Henning ........... Q 15.6
Valenzuela, Tristan ............. A 3.3
Valenzuela, Tristán .... A 10.1, A 10.3
van Belle, Piet ............. AKA 10.1
van Dishoeck, Ewine F. .......PV XVI
van Drunen, W. ...............Q 27.4
van Loock, Peter ...............Q 7.6
van Veldhoven, Jacqueline .. A 17.7,
MO 2.3
van Zoest, Tim ................A 9.16
Varro, Sandor ................Q 36.11
Vasyutinskii, Oleg S. ....... MO 17.23
Vedel, Fernande ..............Q 38.16
Vedel, Michel ................ Q 38.16
Velazco, Voltaire ......UP 2.5, UP 3.8
Verdú, José .....A 3.3, A 10.1, A 10.3
Verstraete, Frank ............ Q 52.11
Vetter , Franziska ... MO 21.5, Q 49.5
Vewinger, Frank ...............Q 22.7
Vian, Celine ...................A 10.2
Viefhaus, J. ......... MO 9.2, MO 9.3
Viefhaus, Jens A 11.4, A 11.7, MO 19.6
Vieuxmaire, Olivier P. J. ...... MO 9.8
Villeneuve, D. M. ..............A 15.1
Villwock, Patrick ..............Q 19.3
Vintan, Rares .................MS 7.4
Vogel, Manuel .. A 3.3, A 10.1, A 10.3
Vogt, Gerhard .......MO 21.7, Q 49.7
Vogt, Rainer ..................UP 6.2
Voigt, Tom .................... Q 3.6
Voitkiv, Alexander ..............A 9.1
Voitkiv, Alexander B. ..........A 16.2
Volk, Michael ........ Q 13.2, Q 38.10
Volkamer, Rainer ............. UP 2.2
Volz, Juergen ................. Q 11.3
Volz, Steffen ..................ST 1.2
Volz, Thomas .................Q 12.3
Volz-Thomas, Andreas ........ UP 3.4
von Bally, Gert .............SYBP 1.3
von Basum, Golo ..............Q 43.6
von Clarmann, Thomas UP 5.1, UP 5.4
von Cube, Christoph . Q 6.4, Q 11.1,
Q 31.14
von Delft, Jan ................ Q 28.3
von Engeln, Axel .............UP 12.6
von Friedeburg, Christoph .. UP 4.3,
UP 21.8
von Grabczewski, Nicole ..... AKE 7.3
von Gynz-Rekowski, Felix ..... MO 6.3
von Haeften, Klaus MO 14.1, MO 17.4
von Helden, Gert . MO 6.5, MO 20.1,
MS VIII
von Klitzing, Wolf .............Q 52.8
von Savigny, Christian .UP 5.2, UP 5.3
von Seggern, D. ..............MO 3.3
von Seggern, David MO 18.1, MO 20.3
von Zanthier, J. ......Q 11.6, Q 38.14
Voss, Maren .................. UP 1.1
Voss, S. .......................A 9.24
Vountas, M. .................. UP 4.6
Vrana, Johannes .............. Q 11.3
Wabnitz, H. ............ A 7.5, A 18.1
Wachtveitl, Josef .MO 15.8, SYND 1.4
Wacker, Lukas ... MS 4.2, MS 4.3,
MS 4.4, MS 4.5
Wagner, Gerd .................UP 3.7
Wagner, Joachim ...............Q 9.8
Wagner, T. ................... UP 4.2
Wagner, Thomas .. UP 3.5, UP 4.3,
UP 4.7, UP 12.2, UP 12.4, UP 17.4,
UP 20.3, UP 20.4, UP 20.7,
UP 21.8
Wahner, Andreas .... UP 9.1, UP 20.1
Waitz, T. .................... MS 7.2
Walczyk, Thomas .... MS 2.5, MS 3.1
Wald, Hagen ..................Q 10.3
Walla, Peter Jomo ............MO 7.6
Wallace, Doug ................ UP 1.1
Wallauer, R. ............... MO 12.19
Wallenfang, Oliver ... UP 6.1, UP 13.2
Wallenius, Maria ........... AKA 10.1
Wallenstein, Richard ............Q 3.1
Wallentowitz, Sascha .........Q 38.11
Walraven, Jook T. M. ......... Q 52.8
Walser, Reinhold ...Q 18.1, Q 21.9,
Q 21.10
Walsh, N. ................. SYWS 1.2
Walsh, Noelle .................MS 7.3
Walter, Assmann ..............ST 4.3
Walter, Dominik Q 3.3, Q 3.5, Q 3.7,
Q 20.13, Q 31.4, Q 31.11
Walter, Herbert ............... Q 47.7
Walter, Joachim .............. Q 43.8
Walter, Michael ....A 1.1, A 9.20,
SYDV 1.2
Walther, H. A 15.17, A 15.18, Q 11.6,
Q 26.7, Q 38.14, Q 42.4
Walther, Herbert ...PV VI, Q 23.4,
Q 41.3, Q 41.6, Q 48.3, Q 52.10
Walther, Markus ...............MO II
Walther, Thomas .. Q 19.3, Q 32.9,
Q 46.8, Q 46.9
Walz, Jochen ...........A 17.8, Q 8.1
Wand, Vinzenz Q 14.3, Q 14.4, Q 14.5,
Q 14.6
Wang, Chunlang .............. Q 15.5
Wang, Dianxun .............. MO 9.1
Wang, Ding-Yi ................UP 5.1
Wang, Haobin ................MO 8.2
Wang, Jiayu ......... Q 11.7, Q 38.15
Wang, Ping UP 3.5, UP 17.4, UP 20.7
Warken, Florian ..............Q 36.12
Warneke, Thorsten ....UP 2.5, UP 3.8
Wassenberg, Jörg ............ Q 22.16
Weber, Andreas ..............UP 16.2
Weber, B. .................... Q 11.5
Weber, C. ............MS 6.1, MS 6.2
Weber, Elma .................Q 20.17
Weber, J. Mathias .... MO 17.18,
MO 17.19
Weber, Karl-Heinz ...........AKE 7.4
Weber, Markus ................Q 11.3
Weber, Stefan M. ... MO 21.5, Q 49.5
Weber, Th. . A 9.24, A 9.25, A 11.5,
A 15.1
Weber, Tino .................. Q 12.4
Weckenbrock, M. ..............A 9.24
Weckenbrock, Matthias ........A 15.1
Weckert, Edgar .................. A II
Wegener, Robert .............UP 20.1
Wehling, Axel ................ MO 7.6
Wehrwein, Eugen ..............ST 4.4
Wei, Qian ....................MO 4.7
Weick, Helmut ................ A 13.5
Weidemüller, M. .MO 14.5, MO 17.5,
Q 27.6, Q 38.2
Weidemüller, Matthias ... A 15.22,
A 15.28, MO 12.16, Q 27.3, Q 27.7
Weier, Henning .................Q 7.1
Weigel, Ralf ................. UP 18.4
Weimer, Silke ... UP 6.2, UP 13.1,
UP 21.3
Weinfurter, Harald ...Q 7.1, Q 7.7,
Q 11.3, Q 15.5, Q 39.2, Q 39.3,
Q 45.5
Weis, Antoine .......MO 14.6, Q 33.2
Weishäupl, Ronald ............ MS 7.4
Weiss, Axel ................ AKA 11.1
Weiss, Christoph ...... Q 28.8, Q 38.4
Weitz, Martin Q 17.6, Q 21.12, Q 32.5,
Q 40.6, Q 44.1
211
Weitzel, Karl-Michael MO 3.1, MO 3.2
Well Diamantdrahtsägen ....... FB 19
Wellegehausen, Bernd ......... Q 31.3
Wellens, Thomas ..............Q 47.4
Welsch, Dirk-Gunnar .......... Q 41.1
Wendt, Klaus A 12.5, MS 1.2, MS 2.3,
MS 2.5, MS 7.5, MS 7.6, MS 9.3,
Q 4.1
Wendt, Klaus D. A. ...........MS 2.1
Wenig, M. ....................UP 4.2
Werner, Jörg .........Q 27.5, Q 38.20
Werner, L. ............ A 15.7, A 15.8
Werner, Lutz .. A 15.10, MO 17.11,
MO 17.12
Werner, Martin ............... Q 46.1
Werner, Reinhard F. .. Q 2.7, Q 2.8,
Q 7.9
Werner, U. ....................A 9.12
Wernet, Philippe .............. A 11.3
Werth, Günther A 3.3, A 10.1, A 10.3,
A 17.5
Wessolowski, Michael MO 21.3, Q 49.3
Wester, R. .......... MO 18.6, Q 38.2
Wester, Roland . A 15.22, MO 12.16,
Q 27.7
Western, Colin M. ............MO 3.1
Wexler, Sergej ................ Q 32.6
Weyers, Stefan ................Q 33.4
Wicht, Andreas ... Q 19.4, Q 33.1,
Q 50.4, Q 52.2
Wickenhauser, M. .............. Q 5.2
Widdra, Wolf .................MS 5.3
Widera, A. .... Q 12.5, Q 12.6, Q 51.6
Widera, Artur .................Q 52.6
Widmann, Eberhard ........SYUA 1.4
Wiedemann, Bernhard ........ MS 7.7
Wiegner, Matthias ........... UP 18.3
Wiehle, Michael ............. UP 11.3
Wiehle, R. ................... A 15.20
Wies, Katja MS 1.2, MS 2.3, MS 2.5,
Q 4.1
Wieser, J. .................... MS 1.1
Wiewior, P. ..................... A XI
Wiewior, Piotr ..................A 5.5
Wildermuth, Stephan A 15.23, Q 21.5,
Q 44.2
Wilhein, Thomas ............... Q 5.4
Wilk, T. .............. Q 22.6, Q 45.1
Wilke, Hans-Joachim ...........PV IX
Willer, Ulrike ..Q 19.1, Q 32.8, UP 9.3
Willig, Frank ........ MO 4.6, MO 4.7
Willke, Benno ..................Q 4.4
Willmann, L. .................A 15.32
Willmann, Lorenz ............ A 15.24
Wilms-Grabe, Walburga ...UP 4.3,
UP 12.2, UP 12.4
Wilpers, Guido ........ Q 32.1, Q 48.4
Wilschut, H. W. ..............A 15.32
Wilson, Alex .......... Q 11.8, Q 41.5
Wilzbach, Marco ...... Q 22.5, Q 39.8
Wimberger, Sandro ....Q 17.2, Q 47.3
Wimmer, C. A 9.6, A 9.24, MO 12.20,
SYDV 1.3
Wimmer, Ch. ...................A 9.8
Windholz, Laurentius ... A 5.3, A 12.1
Wineland, D. J. ....... Q 13.1, Q 48.1
Winger, Katja ..............AKA 12.2
Winkler, C. ................... A 9.11
Winkler, Klaus ................ Q 28.6
Winkler, Martin ............... A 13.5
Winning, Myrjam .............PV XIII
Winter, Andreas ...............Q 23.7
Winter, Helmut ................ A 5.4
Winter, Marc .A X, MO 15.1, Q 10.1,
Q 20.15, Q 31.12, Q 46.6,
SYDV 2.4
Winterfeldt, Carsten .. Q 3.3, Q 3.5,
Q 3.7, Q 20.13, Q 31.4, Q 31.11
Wirsing, Andreas ............MO 19.3
Wirth, Martin .................UP 2.1
Wisthaler, Armin ..UP 3.6, UP 11.1,
UP 16.2, UP 17.3
Witte, K. ...... Q 5.1, Q 10.6, Q 10.6
Witte, K.-J. ...................Q 26.9
Witte, Klaus .................. Q 10.5
Witthaut, D. .................A 15.33
Witting, T. ..MO 21.1, Q 10.2, Q 49.1
Witting, Tobias .........Q 5.4, Q 20.9
Wittrock, F. .................. UP 4.6
Wittrock, Folkard ...UP 17.2, UP 17.5
Wittrock, U. .................... A XI
Wittrock, Ulrich ...............Q 52.1
Witzel, B. ................... A 15.20
Woeste, Ludger . MO 20.1, MO 21.5,
Q 49.5, UP 22.3
Wohlfart, Kirstin ............. MO 2.5
Wohlleben, Wendel .MO 7.7, MO 7.8,
Q 8.5
Wolf, A. .A 1.2, A 1.4, A 9.9, A 12.2,
MO 12.25, MO 18.5, MO 18.6
Wolf, Alexander ......Q 23.5, Q 36.11
Wolf, Andreas ............. MO 17.21
Wolf, Michael M. ...............Q 2.8
Wollenhaupt, Mathias ........ Q 20.15
Wollenhaupt, Matthias . A X, A 18.7,
MO 12.6, MO 15.1, MO 21.4,
Q 20.16, Q 20.17, Q 31.12, Q 46.6,
Q 49.4, SYDV 2.4
Wollny, Götz ...............MO 17.25
Wu, Victor Wei-Keh ... MO 12.24,
MS 7.10
Wünnenberg, A. ...............A 11.1
Wulfmeyer, Volker ..Q 4.3, Q 32.10,
UP 3.7
Wunderlich, Chr. ..............Q 11.9
Wunner, Günter A 1.6, A 1.7, A 15.35,
MO 12.23
Wykhoff, J. ................... Q 37.2
Wynands, Robert ............. Q 33.4
Yao, Nan ..................... A 13.5
Yatsenko, L. P. . MO 1.1, MO 17.13,
MO 17.14
Yazidjian, C. . MS 6.3, MS 7.8, MS 7.9
Zacharias, H. ...MO 5.3, MO 21.1,
Q 10.2, Q 20.4, Q 49.1
Zacharias, Helmut .. Q 5.4, Q 20.5,
Q 31.5
Zähringer, Matthias ........ AKA 12.3
Zafiu, Ciprian ................. Q 38.3
Zajfman, D. ......MO 12.25, MO 18.5
Zajfman, Daniel .... MO 17.21, MS IV
Zakowicz, Stephan ..............A 9.7
Zamponi, Flavio ............. Q 20.12
Zanthier, Joachim von ........Q 52.10
Zaretsky, David F. . A 18.5, MO 6.4,
MO 6.7
Zatonski, Rafal ................Q 46.4
Zeidler, D. .................... A 15.1
Zeilinger, A. ..................MS 7.2
Zeilinger, Anton .. MS 1.3, PV XV,
Q 7.5, Q 17.7
Zellmer, Holger ..Q 8.6, Q 9.4, Q 19.1
Zentgraf, Thomas .............Q 24.1
Zepp, Andreas ................ Q 43.4
Zgierski, Marek ............. MO 12.5
Zhang, Hui .................. MO 5.5
Zhang, Shougang ..............A 10.2
Zhavoronkov, Nicolai .........Q 20.12
Zibold, Gregor ........ UP 8.3, UP 8.4
Ziegler, Erik ................. UP 13.4
Ziegler, Klaus .................. A 3.5
Ziegler, Sibylle ........ ST 1.3, ST 2.7
Zierhut, Matthias ...MO 9.5, MO 19.5
Ziman, John ................PV XVIII
Zimer, Hagen ................. Q 52.1
Zimmer, Annette ............ AKC 2.2
Zimmer, Frank ................Q 51.7
Zimmer, Wiebke ............. UP 22.3
Zimmermann, B. ............. MO 5.8
Zimmermann, Carsten ........ MO 4.6
Zimmermann, Claus . A 9.28, A 12.6,
Q 6.4, Q 11.1, Q 21.2, Q 21.7,
Q 31.14, Q 51.5
Zimmermann, Hendrik .........ST 1.2
Zimmermann, M. ............. Q 50.1
Zimmermann, Marcus ......... Q 33.3
Zimmermann, Peter ........... A 11.3
Zimmermann, R. ..............MS 1.1
Zinner, M. ....................Q 27.4
Zinner, Tobias ................ UP 4.4
Zinth, Wolfgang . MO 7.5, MO 10.2,
MO 12.15, MO 15.7, MO 15.8
Zippilli, Stefano ............... Q 41.7
Zobay, Oliver ................. Q 18.8
Zrost, Karl ..A 15.6, A 18.2, A 18.3,
A 18.4
Zschornack, Günter ............. MS I
Zühlsdorff, Sven ...............ST 1.2
Zumbusch, Andreas ........... MO III
Zuurbier, Roos ................UP 3.6
Zwerger, Wilhelm ............. Q 28.3
Zwiller, Valéry ................. Q 7.4