Fakultät für Physik
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Laserphysik und Quantenoptik

Wir untersuchen den Aufbau von Atomen und Molekülen mit höchster Präzision, um dabei eventuelle Grenzen bestehender physikalischer Gesetze zu finden. Dabei arbeiten wir im Bereich der Quantenwissenschaft und –technologie u. a. auch an der Entwicklung von Quantensimulatoren und Quantencomputern und an absolut sicheren Übertragungsmöglichkeiten mithilfe der Quantenkommunikation.

Anhand von Experimenten in der Quantenoptik untersuchen wir die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie. Als ideale Lichtquelle dafür hat sich hierbei der Laser herausgestellt, da dieser äußerst monochromatisch und kohärent ist. Der Laser ermöglicht uns, hochauflösende Spektroskopie einzelner Atome und Ionen durchzuführen oder sogar von Antimaterie zu betreiben. Wir verfolgen die Wechselwirkung von ultrakalten Atomen in Lichtkristallen, bauen künstliche Festkörper, die wir bei Temperaturen nur wenige millionstel Kelvin oberhalb des absoluten Temperaturnullpunkts sehr genau kontrollieren können. Dadurch erforschen wir das Verhalten der Materie unter den extremsten Bedingungen in kontrollierten Laborbedingungen, um herauszufinden, wie Materialien ihre Eigenschaften wie elektrische Leitung, Magnetismus, etc. erhalten.

Auf der Attosekunden-Zeitskala untersuchen wir die Bewegung einzelner Elektronen innerhalb von Atomen in Echtzeit. Wir verfolgen was mit den Elementarteilchen nach Anregung passiert. Dies ermöglicht uns, die grundlegenden Prozesse des Lebens, sowie die ultimativen Grenzen der elektronenbasierten Signalverarbeitung einer lichtwellengesteuerten Elektronik zu erforschen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von zukunftsweisenden Lasertechnologien für den Einsatz in der Medizin, der Biologie und den Materialwissenschaften. In unserer Arbeitsgruppe entwickelten wir zudem Infrarot-Spektroskopie-Lasertechnologien. Damit erkunden wir die molekulare Zusammensetzung von Blut, um künftig Krebs im Frühstadium erkennen zu können.

Prof. Dr. Immanuel Bloch

  • Bose-Einstein-Kondensation
  • Ultrakalte fermionische Quantengase
  • Ultrakalte polare Moleküle

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Prof. Dr. Theodor W.Hänsch

  • Bose-Einstein-Kondensation
  • Fermionische Quantengase
  • Frequenzkamm

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Prof. Dr. Stefan Karsch

  • Entwicklung von Höchstintensitätslasern
  • Relativistische Laser-Plasma-.Wechselwirkung
  • Lasergetriebene und hybride Laser/Plasma Teilchenbeschleuniger

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Prof. Dr. Ulf Kleineberg

  • Multilayer-Röntgenoptiken für Attosekundenpulse
  • EUV-Lithographie
  • Zeitaufgelöste Photoemissions-Mikroskopie

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Prof. Dr. Matthias Kling

  • Laserkontrolle ultraschneller korrelierter Elektronen- und Kerndynamik
  • Attosekundenspekroskopie an Molekülen und Nanostrukturen
  • Wechselwirkung starker, ultrakurzer Felder mit Clustern und Nanomaterialien

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Prof. Dr. Ferenc Krausz

  • Synthese hochintensiver ultrakurzer Lichtwellen
  • Attosekunden-Röntgenpulse und -Spektroskopie
  • Teilchenbeschleunigung mit Licht

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Prof. Dr. Eberhard Riedle

  • Erzeugung und Charakterisierung kürzester abstimmbarer Lichtpulse
  • Femtochemie: Aufklärung von Reaktionsmechanismen in Molekülen
  • Untersuchung des Zeitverhaltens optischer Schaltermoleküle

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Prof. Dr. Harald Weinfurter

  • Experimente zu den Grundlagen der Quantenphysik
  • Quantenkommunikation und Quantenteleportation mit korrelierten Photonen
  • Quantenkryptographie

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