Lasersystem

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung in 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 240951723

Wie laufen chemische Reaktionen bei niedrigsten Temperaturen ab? Aus klassischer Sicht werden die Reaktionspartner mit abnehmender Temperatur immer langsamer, bis jedwede Dynamik zum Erliegen kommt. Einerseits ist bekannt, dass die klassischen Modelle an Bedeutung verlieren, wenn der Welle-Teilchen Dualismus an Bedeutung gewinnt. Andererseits werden Quanteneffekte oftmals mit lediglich kleinen Korrekturtermen in Verbindung gebracht, so als würde die Heisenbergsche Unschärferelation noch etwas Wechselwirkung ermöglichen. Es wird jedoch vorhergesagt, dass in dem Regime, in dem Quanteneffekte dominieren, die Chemie völlig andersartigen Regeln folgt. Reaktionspartner können nicht mehr als kollidierende Kugeln beschrieben werden, sondern vielmehr als Wellenpakete, die sich durch Interferenz überhöhen oder sogar aufheben können. Energiebarrieren müssen nicht mehr niedriger sein als die kleinste zur Verfügung stehende kinetische Energie, sondern können effizient durchtunnelt werden. Ein viel versprechendes System solche Quanteneffekte zu untersuchen besteht aus lasergekühlten Atomen und Ionen. Bisher mussten diese jedoch in zwei unterschiedlichen Fallen zum räumlichen Überlapp gebracht werden. Dadurch treten fundamentale Heizprozesse zwischen den unterschiedlich gefangenen Teilchen auf. Diese verhindern bisher das Erreichen des Quantum Regimes und werden für nahezu alle Atom-Ionen Kombinationen unüberwindlich bleiben. Wir haben gezeigt, dass Ionen und Atome in identischen Fallen gefangen werden können, in denen diese Heizeffekte dann entfallen. Wir schlagen vor, die Quanteneffekte der ultrakalten Chemie in gemeinschaftlichen, optischen Fallen zu studieren und erbitten das dafür notwendige Lasersystem.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Lasersystem
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• Leiter: Professor Dr. Tobias Schätz