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 Biofilme generieren ihre Nährstoffversorgung selbst
12.12.2018 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

nachricht Krankheitserreger im Visier
09.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

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: Wenn sich Atome zu nahe kommen

„Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält“ - dieses Faust’sche Streben ist durch die Rasterkraftmikroskopie möglich geworden. Bei dieser Mikroskopiemethode wird eine Oberfläche durch mechanisches Abtasten abgebildet. Der Abtastsensor besteht aus einem Federbalken mit einer atomar scharfen Spitze. Der Federbalken wird in eine Schwingung mit konstanter Amplitude versetzt und Frequenzänderungen der Schwingung erlauben es, kleinste Kräfte im Piko-Newtonbereich zu messen. Ein Newton beträgt zum Beispiel die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade, und ein Piko-Newton ist ein Millionstel eines Millionstels eines Newtons.

Da die Kräfte nicht direkt gemessen werden können, sondern durch die sogenannte Kraftspektroskopie über den Umweg einer Frequenzverschiebung bestimmt werden,...

Im Focus: Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

Forschende der Universität Basel berichten von einer neuen Methode, bei der sich der Aggregatzustand weniger Atome oder Moleküle innerhalb eines Netzwerks gezielt steuern lässt. Sie basiert auf der spontanen Selbstorganisation von Molekülen zu ausgedehnten Netzwerken mit Poren von etwa einem Nanometer Grösse. Im Wissenschaftsmagazin «small» berichten die Physikerinnen und Physiker von den Untersuchungen, die für die Entwicklung neuer Speichermedien von besonderer Bedeutung sein können.

Weltweit laufen Bestrebungen, Datenspeicher immer weiter zu verkleinern, um so auf kleinstem Raum eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erreichen. Bei fast...

Im Focus: Data storage using individual molecules

Researchers from the University of Basel have reported a new method that allows the physical state of just a few atoms or molecules within a network to be controlled. It is based on the spontaneous self-organization of molecules into extensive networks with pores about one nanometer in size. In the journal ‘small’, the physicists reported on their investigations, which could be of particular importance for the development of new storage devices.

Around the world, researchers are attempting to shrink data storage devices to achieve as large a storage capacity in as small a space as possible. In almost...

Im Focus: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

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

Kommunikation zwischen neuronalen Netzwerken

17.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Beim Phasenübergang benutzen die Elektronen den Zebrastreifen

17.12.2018 | Physik Astronomie

Pharmazeuten erzielen Durchbruch bei Suche nach magensaftbeständigen Zusätzen für Medikamente

17.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

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