Heisenberg-Professur Starkfeld-Nanophysik

Mission unserer Forschung

Wie wirkt Licht, wenn es auf Materie trifft? Ziel unserer Forschung ist es, durch ein detailliertes mikroskopisches Verständnis der relevanten Vorgänge die Antwort auf diese Frage zu finden. Die Heisenberg-Professur „Starkfeld-Nanophysik“ ist dabei auf ultraschnelle und hochgradig nichtlineare lichtinduzierte Prozesse in endlichen Systemen fokussiert. Unsere Forschungsschwerpunkte sind:

  • Endliche Vielteilchensysteme in starken Feldern
  • Attosekunden Nanophotonik
  • Ultraschnelle diffraktive Bildgebung

Sowohl intensive Lichtfelder mit genau einstellbarem Feldverlauf als auch ultrakurze, intensive Röntgenpulse eröffnen heute ungeahnte Möglichkeiten zur Steuerung und Abbildung von komplexen lichtinduzierten Prozessen. Wir wollen verstehen, wie die Wellenform von Lichtpulsen zur Steuerung kollektiver elektronischer Dynamik auf der Zeitskala einer einzigen optischen Schwingung genutzt werden kann, wann Korrelationseffekte die Materiedynamik beeinflussen und in welchem Fall klassische Dynamik oder Quanteneffekte dominieren. In diesem Kontext interessiert uns vor allem, wie die Ausbreitung elektromagnetischer Felder diese Prozesse beeinflusst. Das Ziel, die führenden Antwortprozesse als Funktion der Laserfrequenz vom Infraroten bis hin zum Röntgenbereich zu entschlüsseln und Wege zur Einzelschuss-Bildgebung mit Röntgenlicht zu finden, die Auflösungen im Attosekunden- und Nanometerbereich ermöglicht, treibt unsere Arbeit an. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, entwickeln wir Vielteilchen-Simulationsmodelle und nehmen die Starkfeld-Nanophysik von Nanopartikeln, Nanoplasmen und nanostrukturierten Festkörpern damit "unter die Lupe".

Mit besten Grüßen,
Prof. Thomas Fennel