Über den nicht-thermischen Beitrag zur Erzeugung von Schallwellen bei rapidem und lokalisiertem Energieeintrag mit Laserimpulsen und Teilchenpaketen

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Schreiber
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491853809

Mit Laserimpulsen und Protonenimpulsen können in Wasser Ultraschallimpulse erzeugt werden, und zwar nach derzeitigem Verständnis durch lokalen Wärmeeintrag. Die lokale Erwärmung sollte in Wasser bei über 4°C zu einer positiven, bei unter 4°C zu einer negativen Polarität des Druckimpulses führen. Dies zeigte sich in Experimenten mit nichtionisierenden Laserimpulsen, allerdings wechselt die Polarität bei Anregung mit Protonen erst bei 4,5°C. Es gibt demnach einen bisher unerklärten, nicht-thermischen Beitrag, der hier erstmalig untersucht werden soll. Wir werden sowohl Laserimpulse als auch Protonenimpulse zur ionisierenden Anregung verwenden und die Ultraschallimpulse mit Transducern und durch zeit- und ortsaufgelöste Interferometrie am Ursprungsort bei verschiedenen Temperaturen vermessen, um dem Rätsel auf die Spur zu kommen. Das Verständnis dieses Phänomens hat neben der interessanten Physik potentiell weitreichende Auswirkung auf das Verständnis der Entstehung von Strahlenschäden in lebender und nicht lebender Materie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen