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Ultraschnelle und nichtlineare Phänomene: Atome, MolekÜle und Plasmen
Schwerpunkt 2: Drei Projekte

Dieser Forschungsschwerpunkt konzentriert sich auf die von Laserkurzimpulsen ausgelösten ultrakurzen und nichtlinearen Vorgänge in Atomen, Molekülen, Clustern und Plasmen. Er überdeckt einen breiten Bereich von Intensitäten - von ultrastarken Feldern, wo das äußere Feld die dominante Wechselwirkung ist, bis hin zur Licht-Materie-Wechselwirkung bei störungstheoretisch behandelbaren Feldstärken.

Die Wechselwirkungen von wenigen Teilchen werden dabei mit neuartigen spektroskopischen Methoden untersucht, die vollständige kinematische Information erfassen und so einen detaillierten Vergleich mit abspruchsvollen Theorien ermöglichen. Ein detailliertes Verständnis der Dynamik von Wenigteilchensystemen und Plasmen in ultrakurzen und ultraintensiven Laserimpulsen hat sich als einer der Schlüssel zu neuartigen Anwendungen der nichtlinearen Optik erwiesen.

Fundamentale Untersuchungen im Bereich der starken Felder richten sich heute auf die Multielektron-Dynamik und die Korrelationen in Atomen, Molekülen und Clustern, einschließlich von Mehrfachionisierung, Erzeugung von Harmonischen und Kontrolle von Reaktionen in starken Feldern. Forschungen im Bereich der ultrastarken Felder konzentrieren sich auf die relativistischen Effekte bei Mehrelektronen-Ionisierung von Atomen und Ionen sowie auf die relativistische Plasmadynamik einschließlich der Erzeugung und Anwendung von Laser beschleunigten Protonen (Proton-Bildgebung) und kohärenter EUV-Strahlung (“Röntgenlaser, XRL”).

Untersuchungen ultraschneller Prozesse und Strukturänderungen haben die Kern- und Elektrondynamik sowie ultraschnelle chemische Reaktionen zum Gegenstand. Die Arbeiten konzentrieren sich auf molekulare Cluster und biologisch-relevante Moleküle in der Gasphase sowie auf molekulare Flüssigkeiten und polyatomare Moleküle in der kondensierten Phase, die mit neuen Methoden der multidimensionalen Spektroskopie untersucht werden.