Untersuchung und Kontrolle von Rydberg-Wellenpaketen in Atomen und Molekülen

• Antragsteller: Dr. Yonghao Mi
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 410209276

Hochangeregte Rydberg-Atome und -Moleküle, die aufgrund ihrer mesoskopischen Dimensionen als Brücke zwischen der klassischen und der Quantenwelt betrachtet werden, können eine Schlüsselrolle in der Quanteninformationsverarbeitung spielen. Obwohl die Eigenschaften von Rydberg-Atomen und -Molekülen intensiv untersucht worden sind, ist die Dynamik von Rydberg-Wellenpaketen, z.B. der Populationstransfer und der Zerfall von Autoionisierungszuständen, noch nicht vollständig verstanden. In der vorgeschlagenen Arbeit mit dem Thema "Untersuchung und Kontrolle von Rydberg-Wellenpaketen in Atomen und Molekülen", würde ich ein neuartiges Anregungs-Abfrage-Experiment entwickeln, in dem ultrakurze Laserpulse mit einem Reaktionsmikroskop kombiniert werden, um die Dynamik der von den Rydberg-Atomen und -Molekülen emittierten elektronischen Wellenpakete aufzulösen. Im letzten Teil der vorgeschlagenen Arbeit wird ein neuer Terahertz (THz) -Pulserzeugungsapparat eingebaut und verwendet, um das Anregungs-Abfrage-Experiment signifikant zu verbessern, da THz-Pulse auf der selben Zeitskala wie die Rydberg-Wellenpaketdynamik stattfinden. Meine Arbeit wird zum Verständnis der in starken Laserpulsen erzeugten und lange unterschätzten, hoch-angeregten Zustände von Atomen und Molekülen beitragen. Diese Erkenntnisse öffnen die Tür zu neuen Detektionsmethoden und tragen zur Entwicklung der Quantenkontrolle chemischer Reaktionen bei. Die vorgeschlagene Arbeit wirkt sich auch positiv aus auf meine wissenschaftlichen Fähigkeiten in meinem Forschungsgebiet, und sie dient dem Ziel, modernste Technologien nach Deutschland zu bringen. Nicht zuletzt werden die so erworbenen neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse zur Stärkung der europäischen Führung auf dem Gebiet der Starkfeld-Laserphysik beitragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. Paul Corkum