Institut für Theoretische Physik
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Arbeitsgruppe Prof. G.C. Hegerfeldt

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Mitglieder


Forschungsgebiet Quantenoptik

Ein Teilarbeitsgebiet der Gruppe ist die theoretische Beschreibung der Wechselwirkung von Atomen mit Licht, insbesondere Laserlicht. Von experimentellen Fortschritten angeregt haben sich in den letzten Jahren äußerst interessante und neuartige Probleme ergeben, die einmal die Grundlagenforschung berühren, aber auch potentielle Anwendungen beinhalten. Ein Schwerpunkt unserer Forschung ist die Untersuchung der Fluoreszenz einzelner Atome oder Ionen in Fallen, bei denen gegenüber einem Ensemble neuartige Phänomene auftauchen, beispielsweise die Leucht- und Dunkelphasen von Atomen mit metastabilen Niveaus, kooperative Effekte in der Fluoreszenz zweier oder mehrerer Atome infolge ihrer Dipol-Dipol-Wechselwirkung oder das Verhalten von Intensitätskorrelationsfunktionen. Zur theoretischen Untersuchung dieser Probleme ist in der Arbeitsgruppe die sogenannte Quantensprungmethode entwickelt worden, die zeitgleich unter anderem Namen auch in den USA und in Frankreich entstand und die inzwischen wegen ihres wichtigen Anwendungspotentials international große Beachtung gefunden hat. Zur Zeit haben wir diese Methode für die Beschreibung der Fluoreszenz einzelner Atome mit Translationsfreiheitsgraden erweitert und untersuchen Modelle, die im Zusammenhang mit quantenmechanischen Zeitmessungen stehen. So kann beispielsweise die zeitliche Verteilung des ersten spontan emittierten Photons eines Atoms, welches im Grundzustand auf eine Laser-Barriere zuläuft, als eine Näherung für die Ankunftszeitverteilung des Atoms an dieser Barriere betrachtet werden.

Im Rahmen dieses Projektes besteht eine enge Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. J.G. Muga in Bilbao (Spanien), die vom DAAD finanziell unterstützt wird.

Die Quantenoptik, zu der das Arbeitsgebiet der Gruppe zählt, ist ein stark expandierendes Gebiet, was durch zahlreiche Neubesetzungen an anderen Universitäten deutlich wird. In Deutschland scheint aber ein gewisser Nachholbedarf auf der theoretischen Seite zu bestehen, da die Anzahl der theoretischen Gruppen im Vergleich zu den experimentellen nicht sehr groß ist.


Forschungsgebiet Moleküloptik und Beugung von Materie

He2 Spektrum

Weiterhin befaßt sich die Arbeitsgruppe mit Atom- und Moleküloptik. In Zusammenarbeit mit der experimentellen Arbeitsgruppe von Prof. J.P.Toennies am MPI für Strömungsforschung wird einerseits die Beugung von Atomen im Grundzustand (He, Ne, etc.) und im metastabilen Zustand (He*, Ne*) an einem Transmissionsgitter untersucht. Andererseits wird die Beugung kleiner Helium-Cluster untersucht.

Die in unserer Arbeitsgruppe auf Grundlage der quantenmechanischen Streutheorie entwickelte Beschreibung der Experimente erlaubt es, die Wechselwirkung (van der Waals-Potential) zwischen dem Atomstrahl und dem Material des Transmissionsgitters zu vermessen.

Weiterhin wurde eine Theorie zur Beschreibung der Beugung äußerst schwach gebundender Moleküle, wie z.B. das Helium-Dimer, entwickelt. Damit ist es möglich, Moleküleigenschaften aus experimentellen Beugungsbildern zu bestimmen.


Ehemalige Mitglieder

Martin Stoll, Last modified: Thu Sep 10 12:20:16 CEST 2009