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SFB 652:  Starke Korrelationen und kollektive Phänomene im Strahlungsfeld: Coulombsysteme, Cluster und Partikel

Fachliche Zuordnung Physik
Förderung Förderung von 2005 bis 2017
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5486320
 
Im Zentrum des Sonderforschungsbereichs stehen jüngst entwickelte technische und physikalische Möglichkeiten, mit denen neue Phänomene der Interaktion von Licht (oder allgemeiner: einem Strahlungsfeld) und Materie erschlossen werden können. Es soll erstmals in einer koordinierten Forschungsanstrengung das Wechselspiel von Strahlung mit Festkörpern, hier speziell mit Halbleiter-Quantentrögen und -Punkten und mit Clustern/Partikeln sowie Coulombsystemen übergreifend behandelt werden. Als Strahlungsquellen dienen verschiedene optische Lasersysteme, zum Beispiel Dauerstrichlaser und Pulslaser von Nanosekunden (1 Nanosek. = 0,000000001 Sek.) bis Femtosekunden (1 Femtosek. = 0,000000000000001 Sek.), mit extrem hohen Leistungsdichten und Pulsdauern bis hinunter zu 20 Femtosekunden. Daneben werden auch der Freie Elektronen-Laser (FEL) und perspektivisch der Röntgen-Freie-Elektronen-Laser (X-FEL, beide am Hasylab/DESY in Hamburg) eingesetzt.
Treffen beispielsweise ultrakurze Laserlichtpulse auf ein halbleitendes Material, so bilden sich unter geeigneten Bedingungen Elektron-Loch-Ensembles aus, die mit dem Strahlungsfeld in besonderer Weise in Wechselwirkung treten. Das ist das Gebiet der Halbleiter-Quantenoptik, in dem Möglichkeiten des Quantum Computing oder der Erzeugung neuartiger Quantenzustände (Bose-Einstein-Kondensation) erforscht werden. Bei drastisch stärkerer Anregung mit ultraintensiven Lasern geht Materie vom atomaren Aufbau in ein dichtes Elektron-Ion-System (dichtes Coulombsystem) über. Dieser Zustand ist aus dem Inneren der Sonne und von großen Planeten bekannt. Schließlich führt die gezielte Anregung kollektiver Effekte zu einer Steuerbarkeit des Energieeintrags aus einem intensiven Strahlungsfeld, was jüngst in eindrucksvoller Weise an Clustern demonstriert wurde. Diese Ergebnisse könnten zur Entwicklung neuartiger Laser führen.
Eine gemeinsame Klammer in diesem aktuellen Forschungsfeld besteht also in der Gegenwart eines Strahlungsfeldes, das komplexe und auf mikroskopischer Ebene miteinander verzahnte Vorgänge auslöst. Umgekehrt lässt sich das Strahlungsfeld auch dazu benutzen, diese Korrelationen zu identifizieren. Die Verbindung von Korrelations- und Strahlungsfeldaspekten ist damit ein universelles Konzept von fundamentaler Bedeutung, das den Sonderforschungsbereich tragen soll.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Universität Rostock
Beteiligte Hochschule Universität Greifswald
 
 

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