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