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Projekt
Eletronenstruktur und -dynamik in starken Feldern: Präzisionsspektren für Mehrelektronsysteme
Antragsteller
Professor Dr. Armin Scrinzi
Fachliche Zuordnung
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Förderung
Förderung von 2015 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281180206
Starke und genau kontrollierte elektrische Felder stehen uns heute in der Form extrem kurzer Laserpulse zur Verfügung. Man benützt diese Felder, um buchstäblich zu beobachten, wie Elektronen sich in Atomen und Molekülen bewegen und auch um die Transformation der elektronischen Struktur durch solche Pulse zu steuern. Elektronen und Photonen künden uns von diesen Prozessen in der Form ihrer Winkel- und Energieverteilung. Die genaue Interpretation und die theoretischen und numerische Verifikation solcher Verteilungen ist der allgemeine Zweck dieses Projekts.Wir orientieren uns vor allem daran, unangreifbare theortische Daten zu etablieren, und dies für einen Satz von Atomen und Molekülen zu erreichen, die in zahlreichen Experimenten mit starken Pulsen tatsächlich verwendet werden. Dazu zählen (nach wachsender Komplexität): das Heliumatom und das Wasserstoffmolekül, schwerere Edelgasatome (Neon, Argon etc.), zwei-atomige Moleküle, und schliesslich Moleküle ohne besondere, oder jedenfalls mit nur stark reduzierter Symmetrie. In unseren Rechnungen beschränken wir uns auf die Dynamik der Elektronen, welche die Prozesse auf einer Zeitskala bis zu ca. 1 Femtosekunde dominieren.Der erste Teil des Projekts beruht weitgehend auf mathematischen und numerischen Methoden, die in unserer Gruppe während der letzten Jahre entwickelt wurden, und die erstmals Präzisionsrechnungen dieser Art mit angemessenen Computerresourcen erlauben. Für weitere Methodenenwicklung ist ca. 25% der Projektzeit eingeplant. Wir werden unsere Daten verwenden, um Fragen wie die folgenden zu beantworten: Was verursacht die Zeitverzögerung, die bei der Emission von Elektronen beobachtet wurde? Diese Frage ist selbst für ein so einfaches System wie das Heliumatom noch nicht vollständig geklärt. Können wir das Herauslösen eines Elektrons als einen Prozess, der nur dieses eine Elektron betrifft, auffassen, oder sind mehrere Elektronen involviert? Es ist zu erwarten, dass diese Frage von System zu System unterschiedlich zu beantworten ist. Was sagt uns das ausgesendete Licht über die interne Struktur des Moleküls? Sehen wir nur die äussere Schale (Valenzelektronen), sehen wir den inneren Kern, sehen wir Bewegung der Elektronen?
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
