Untersuchung von Molekülen mit zirkular polarisierten starken Feldern

• Applicant: Professor Dr. Manfred Lein
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2012 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 229920682

Die Dynamik von Atomen und Molekülen in starken Laserpulsen ist eine Herausforderung für die theoretische Physik und ist interessant für praktische Anwendungen wie die Untersuchung von Molekülstrukturen auf Angström-Längenskalen und Zeitskalen von wenigen Femtosekunden bis unterhalb einer Femtosekunde. In diesem Projekt untersuchen wir die Impulsverteilungen von Elektronen nach Ionisation durch zirkular polarisierte Felder mit Hilfe von numerischen und analytischen quantenmechanischen Methoden. Wir beantworten eine Reihe fundamentaler Fragen and bewerten das Potenzial dieses Prozesses für die Untersuchung von Molekülstrukturen. Zirkulare Polarisation bildet extrem kurze Zeitskalen im Attosekundenbereich auf makroskopische Emissionswinkel von Elektronen ab. Neben der Winkelverteilung ist eine weitere wichtige Observable die laterale Breite der Verteilungen, d.h. die Breite in der Richtung senkrecht zum angelegten Laserfeld. Nach bisherigen experimentellen und theoretischen Arbeiten zu schließen ist die Breite eine leicht zu interpretierende Größe, da sie gut von der Theorie der Tunnelionisation vorhergesagt wird. Wir untersuchen, in welchem Umfang diese Größe Information über Molekülstruktur enthält und wie diese Information aus den Impulsverteilungen rekonstruiert werden kann. Zu den fundamentalen Fragen, die wir beantworten möchten, gehört die Abhängigkeit von der Laserwellenlänge and die Bedeutung der lateralen Verteilung für die starke Erhöhung bei niedrigen Energien in den Elektronenspektren, die vor kurzem bei Ionisation mit Laserpulsen im infraroten Wellenlängenbereich gefunden wurde. Die Relevanz der Beiträge verschiedener Elektronenorbitale zum Gesamtsignal soll untersucht werden. Wir planen eine ersten numerischen Beweis der Möglichkeit, ultraschnelle molekulare Photodissoziation durch Beobachten der Impulsverteilung aus Ionisation durch einen zeitverzögerten zirkularpolarisierten Puls zeitlich aufgelöst zu beobachten.Die theoretischen Methoden umfassen die numerische Lösung der dreidimensionalen zeitabhängigen Schrödingergleichung sowie genäherte Modelle wie die Starkfeldnäherung.

• DFG Programme: Research Grants