Quanten-kohärente Manipulation freier Elektronen mit optischen ponderomotorischen Kräften

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Hommelhoff
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490848611

Die Steuerung von gepulsten Elektronenstrahlen über die Wechselwirkung mit Lichtfeldern kann neue spektroskopische und bildgebende Möglichkeiten in der Elektronenmikroskopie eröffnen. Wir schlagen vor, die quantenkohärente Manipulation von Elektronen innerhalb eines lasergetriggerten Rasterelektronenmikroskops zu erforschen, indem wir das ponderomotorische Potential einer optischen Wanderwelle nutzen, die sich mit den Elektronen mitbewegt. Unser Ziel ist es, die longitudinale Version des Kapitza-Dirac-Effekts experimentell zu demonstrieren, bei dem ein Elektronenwellenpaket kohärent an einer Struktur aus Licht gebeugt wird, die entlang der Elektronenausbreitungsrichtung periodisch ist. Wir wollen den Übergang in das Starkfeldregime der Wechselwirkung untersuchen, wobei die Dephasierung zwischen den Ausbreitungsgeschwindigkeiten der Elektronen und der optischen Welle eine Rolle spielt. Die Wechselwirkung zwischen dem ponderomotorischen Potential von maßgeschneiderten Lichtwellen, die durch räumlich-zeitlich geformte Laserpulse gebildet werden, und Elektronen wird theoretisch und experimentell untersucht mit dem Ziel, ein Werkzeug für die nahezu beliebige Formung frei propagierender Elektronenwellenfunktionen zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartner: Dr. Martin Kozák