Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kasseler Physiker erzeugen Elektron mit Doppelstruktur

22.10.2002


Der Nachweis dafür, dass freie Materieteilchen durch Lichtpulse gezielt geformt und so die Eigenschaften von Laserpulsen auf Elektronen übertragen werden können, ist Forschern am Fachbereich Physik der Universität Kassel gelungen.



Praktische Anwendung könnte die Technologie in der Röntgenmedizin finden, wo mit ihrer Hilfe - zum Nutzen der Patienten - die gefährliche Strahlenbelastung reduziert werden kann.



Der Nachweis dafür, dass freie Materieteilchen durch Lichtpulse gezielt geformt und so die Eigenschaften von Laserpulsen auf Elektronen übertragen werden können, ist Forschern am Fachbereich Physik der Universität Kassel gelungen. Praktische Anwendung könnte die Technologie in der Röntgenmedizin finden, wo mit ihrer Hilfe - zum Nutzen der Patienten - die gefährliche Strahlenbelastung reduziert werden kann. Die Wissenschaftler der Kasseler Forschungsgruppe um Thomas Baumert arbeiteten bei ihren Untersuchungen eng mit den Teams um Gustav Gerber von der Universität Würzburg und Bertrand Girard von der Universität Toulouse zusammen. Die Resultate ihrer Experimente werden die Physiker unter dem Titel "Interferences of ultrashort free electron wave packets" in der Ausgabe der "Physical Review Letters" am 28. Oktober 2002 veröffentlichen.

Ansatzpunkt der Arbeit der Forschungsgruppen war die Erzeugung eines doppelten Lichtpulses: In einem so genannten Michelson-Interferometer trifft ein Lichtpuls auf einen teilversilberten Spiegel und wird dabei in zwei Teile aufgespalten. Die Forscher stellten sich die Frage, ob es möglich sei, eine derartige Doppelstruktur auch auf ein freies Elektron zu übertragen. Dazu beschossen sie in einem Experiment ein Atom mit dem sehr kurzen, zweigeteilten Lichtpuls und lösten so ein Elektron aus dem Atom heraus.

Bei der Beantwortung ihrer Forschungsfrage, machten sich die Wissenschaftler den Umstand zu Nutze, dass Elektronen sich nicht immer wie Teilchen verhalten, sondern wie Wellen, ähnlich denen auf einer Wasseroberfläche. Elektronenwellen können sich, ebenso wie Wasser- oder Lichtwellen, überlagern und an bestimmten Orten gegenseitig auslöschen oder verstärken - ein Phänomen, das als Interferenz bekannt ist: Überträgt sich durch den Laserbeschuss die Doppelstruktur des Lichtpulses auf das Elektron, kann es als zweigeteiltes Elektron angesehen werden. Die Elektronenwellen beginnen sich auf ihrem Weg zum Elektronenempfänger zu überlagern und Interferenzen zu erzeugen. Im Kasseler Experiment konnten solche Interferenzen in Form von zeitlichen Veränderungen des Elektronensignals nachgewiesen werden.

Da mit modernster Lasertechnik beliebig komplex geformte Laserpulse erzeugt werden können, eröffnet sich mit dem Nachweis, den Baumert, Gerber und Girard in ihrem Experiment erbrachten, die Möglichkeit, freie Elektronen gezielt zu formen und zu beeinflussen. Derzeit wird in Kassel in Zusammenarbeit mit dem Laserzentrum Hannover untersucht, inwieweit die Elektronen in einer laserbasierten Röntgenquelle dahingehend manipuliert werden können, besonders kurze Röntgenimpulse zu erzeugen. Damit würde die Strahlenbelastung für die Patienten in der Röntgenmedizin deutlich verringert werden.

Infos zum Thema:

Prof. Dr. Thomas Baumert
Universität Kassel
Fachbereich Physik
Telefon: 0561 - 804 44 52
Fax: 0561 - 804 42 02
E-mail: tbaumert@physik.uni-kassel.de

Ingrid Hildebrand | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kassel.de

Weitere Berichte zu: Doppelstruktur Elektron Lichtpuls Physik Röntgenmedizin Strahlenbelastung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht VLT macht den präzisesten Test von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie außerhalb der Milchstraße
22.06.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Neue Phänomene im magnetischen Nanokosmos
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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