aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

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