Kohärente Kontrolle einer binären Reaktion: Mg + H2

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christiane Koch
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281241506

Vor etwa 30 Jahren ist das Konzept der kohärenten Kontrolle mit dem Ziel entwickelt worden, chemische Reaktionen mit Hilfe von Laserpulsen zu steuern. Für destruktive, unimolekulare Prozesse wie Fragmentierung oder Dissoziation konnte kohärente Kontrolle äußerst erfolgreich demonstriert werden. Die Kontrolle des umgekehrten, bimolekularen Prozesses der Bildung einer chemischen Bindung stellt aber nach wie vor ein ungelöstes Problem dar. Die Zielstellung dieses Projektes ist die erstmalige Realisierung von kohärenter Kontrolle einer vollständigen binären Reaktion in der Gasphase. Dies beinhaltet die kontrollierte Bildung einer chemischen Bindung, d.h. kontrollierte Photoassoziation, kontrollierte Dynamik des gebildeten Molekülkomplexes durch eine konische Überschneidung, das kontrollierte Brechen einer anderen chemischen Bindung sowie die Stabilisierung der Reaktionsprodukte. Es soll eine dreiatomige Reaktion betrachtet werden, was das einfachste nicht-triviale Beispiel darstellt, an dem all diese Schritte untersucht werden können. Die experimentelle Arbeit des Projekts wird in einem Heizrohr und mit starken, geformten Femtosekundenlaserpulsen im Nahinfraroten durchgeführt werden. Theoretisch wird die Reaktion mittels ab initio Rechnungen zur Bestimmung der elektronischen Struktur sowie über nicht-störungstheoretische Quantenmolekulardynamik untersucht. Das Projekt baut auf Vorarbeiten auf, in denen wir die kohärente Kontrolle der Mehr-Photonen-Photoassoziation von Magnesiumdimeren mit Femtosekundenlaserpulsen zeigen konnten, und erweitert diese auf ein dreiatomiges System mit stabilen Reaktionsprodukten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1840: Quantum Dynamics in Tailored Intense Fields (QUTIF)
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländischer Mitantragsteller: Zohar Amitay, Ph.D.