aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

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