Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher aus Hannover veröffentlichen Paper in Science

04.05.2001


... mehr zu:
»Atom »Elektron »Science
Internationale Arbeitsgruppe entwickelt Anwendung für das Feynman Integral

Es gibt Theorien, die sind zwar einleuchtend, aber haben einen Schönheitsfehler - es gibt nicht die rechte Anwendung für sie. Eine Vertreterin dieser Art ist das Feynman Integral - eine Theorie in der Quantenmechanik, die Richard Feynman Ende der 40er Jahre aufgestellt hat. Bei dieser Theorie geht es um grundsätzliche Fragen der Elementarteilchen, Atom- und Molekülforschung, die vor 100 Jahren mit der Entwicklung der Quantentheorie revolutioniert wurde, und damit letztlich um die Frage, wie sich die Mikrostruktur von Atomen und Molekülen unter verschiedenen Bedingungen verändert. Eine dieser sich verändernden Bedingungen kann die Zuführung von Energie sein - dann verändern die Elektronen, die um den Atomkern kreisen, ihre Bahn. Um die unendlich vielen Wege - oder genauer die Wahrscheinlichkeit der Wege aus ihrer Summe - zu berechnen, entwickelte Feynman seine Theorie.

"Eine schöne Erfindung der Theoretiker", sagen Prof. Maciej Lewenstein und Dr. Anna Sanpera vom Institut für theoretische Physik, zwei der Initiatoren der Arbeitsgruppe, die nun ihre Ergebnisse in "Science" veröffentlicht. Denn das Feynman Integral hat bislang wenig Anwendung gefunden - abgesehen von der Quantenfeldtheorie.

Nun ist es der Forschergruppe gelungen, eine experimentelle Anwendung für dieses Integral in der atomaren Physik zu entwickeln. Dabei haben Experimentalphysiker des Centre d’Etudes des Saclay in Frankreich und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik in Garching sowie Theoretiker des Max-Born-Instituts in Berlin und der Universität Hannover zusammengearbeitet. "Bei diesen Experimenten wurden Atome starken Laserstrahlen ausgesetzt", erklärt Prof. Lewenstein. Die Elektronen, die den Atomkern umkreisen, verändern ihre Bewegungen.

Die Theoretiker in der Gruppe haben nun das Feyman-Integral so verändert, dass aus den unendlich vielen Wegen, die das Elektron nehmen kann, eine endliche Zahl wird. Auf diesen "relevanten" Wegen wird die Entfernung zwischen Kern und Elektron erst größer; das Elektron wird im Laserfeld beschleunigt. Dann kehrt das Elektron zurück zum Kern, wo es entweder auf den Kern prallt oder am Kern gestreut wird. Im ersten Fall emittiert das System Licht. Dieses Licht hat Frequenzen, die Vielfache der Laserfrequenz sind. Dieser Prozess wird daher auch Erzeugung des Harmonischen genannt. Im zweiten Fall (Streuung) entfernt sich das Elektron vom Kern, und das Atom wird ionisiert. Diesen Prozess nennt man Ionisierung oberhalb der Schwelle, weil die Elektronen dabei sehr hohe kinetische Energien ("oberhalb der Schwelle") erreichen können.

"Das ist für die Krönung einer jahrelangen Arbeit", sagt Professor Lewenstein - die nun mit der Veröffentlichung in Science auch in der Öffentlichkeit gewürdigt wird.

Monika Brickwedde | idw

Weitere Berichte zu: Atom Elektron Science

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Nanopartikel aus Kläranlagen - vorläufige Entwarnung
02.05.2018 | Universität Siegen

nachricht Neue Methode: Forschern gelingt es, wichtige RNA-Modifikation direkt zu markieren und aufzuspüren
30.04.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics