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Projekt
Die HeH+ Isotopologe in intensiven asymmetrischen Lichtwellen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professorin Dr. Stefanie Gräfe; Professor Dr. Manfred Lein; Professor Dr. Gerhard G. Paulus
Fachliche Zuordnung
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Förderung
Förderung von 2015 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281260359
Die Dynamik molekularer Bindungen und ihre Steuerung auf der Zeitskala der Elektronen durch maßgeschneiderte Laserfelder ist ein zentrales Thema des Schwerpunktprogramms QUTIF. Bislang diente das Wasserstoff-Molekülion H2+ stets als Modell und Ansatzpunkt für Theoriebildung im Bereich der Starkfeldphysik. Diese molekulare Bindung ist zweifellos von fundamentaler Bedeutung, allerdings insofern speziell, als es sich um eine perfekt symmetrische und damit unpolare Bindung handelt.Das Heliumhydridion HeH+ ist als einfachstes polares Molekül ebenfalls von grundlegender Bedeutung, was sich bereits in der Tatsache zeigt, dass es das erste Molekül war, das sich nach dem Urknall bildete. Die Untersuchung seiner Dynamik ist von großer Bedeutung, da alle übrigen Bindungen zwischen den Extremen H2+ und HeH+ liegen. Ein besonders attraktiver Umstand ist die praktische Verfügbarkeit von vier Isotopologen mit stark variierendem Masseverhältnis.Andererseits ist das Heliumhydrid nur als Ion stabil und kann daher nur mit dem erheblichen Aufwand einer Ionenstrahlanlage untersucht werden. Um trotzdem hinreichende Ereignisraten zu erreichen, wird ein leistungsstarker Laser mit 100 kHz Pulsrepetitionsrate eingesetzt. Das Laserfeld wird auf der Subzyklen-Zeitskala durch Variation der CE-Phase (Träger-Einhüllende-Phase) oder durch ein phasenkohärentes Zweifarbenfeld manipuliert, um damit die Phasenabhängigkeit der Dissoziation sowie Einfach- und Doppelionisation zu studieren. Zentrales Ziel des Projektes ist die direkte Kontrolle der Fragmentationskanäle relativ zueinander durch Manipulation der optischen Wellenform.Die Experimente werden begleitet durch zwei komplementäre Theorieprojekte. Auch sie sind aufgrund der zahlreichen Freiheitsgrade des Moleküls (Vibration, Rotation, zwei Elektronen) vor große Herausforderungen gestellt. Eines der Theorieprojekte geht direkt von der zeitabhängigen Schrödingergleichung aus und versucht, diese mit möglichst geringen Näherungen zu lösen. Das andere Theorieprojekt stützt sich auf eine Monte-Carlo-Simulation zur Berechnung klassischer Trajektorien.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
