Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blick in komplexe Lichtwellenformen

31.05.2017

Mit einer neuen Methode lässt sich erstmals erfassen, wie sich das elektrische Feld von schwacher Strahlung bewegt

Einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Giuseppe Sansone vom Physikalischen Institut der Universität Freiburg ist es erstmals gelungen, die komplexe Entwicklung des elektrischen Feldes von schwachen Lichtpulsen vollständig zu charakterisieren. Das Team hat seine Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ veröffentlicht.


Das elektrische Feld bewegt sich in komplexen Bahnkurven, während sich ein Lichtpuls ausbreitet.

Grafik: Giuseppe Sansone

Lichtpulse sind elektromagnetische Wellen. Ihre Eigenschaften wie etwa Schwingungsrichtung, Dauer und Intensität hängen davon ab, wie sich ihr elektrisches und ihr magnetisches Feld räumlich und zeitlich entwickeln.

Diese beiden Vektoren können in komplexen Bahnkurven verlaufen, während sich ein Lichtpuls ausbreitet – sie können sich zum Beispiel entlang eines Kreises drehen, eine Ellipse oder eine beliebige Mischkombination beschreiben. Die Bewegung erfolgt auf der Zeitskala von einigen Hundert Attosekunden, was viel schneller ist, als jedes herkömmliche elektronische oder optoelektronische Messgerät erfassen kann: Eine Attosekunde ist ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde.

Um dennoch beobachten zu können, wie sich das elektrische Feld bewegt, hat das Team eine Methode entwickelt, bei der so genannte Attosekunden-Laser zum Einsatz kommen. „Mit diesem neuartigen Werkzeug konnten wir Elektronen als Wellenpakete, die nur wenige Hundert Attosekunden dauern, erzeugen“, erklärt Sansone.

Während ihrer Bewegung sind Elektronen äußerst empfindlich gegenüber äußeren Störungen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben diese Eigenschaft ausgenutzt, um die Bahnkurven der Elektronen mit schwachen sichtbaren Lichtpulsen zu modifizieren. Daraufhin haben sie gemessen, wie sich diese Kurven verändert haben, und daraus die Intensität und die Richtung des elektrischen Feldes abgeleitet.

„Mit unserer Methode wird es in Zukunft möglich sein, eine vollständige Charakterisierung der elektronischen Bewegung in Festkörpern zu erhalten, indem man das von ihrer Oberfläche reflektierte, sichtbare Licht misst“, sagt Sansone.

Forscherinnen und Forscher der Universität Jena, des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig sowie des Politecnico in Mailand und des Istituto di Fotonica e Nanotecnologie in Padua/Italien haben wesentlich zu diesen Ergebnissen beigetragen.

Originalveröffentlichung:
P. A. Carpeggiani et al. (2017): Vectorial optical field reconstruction by attosecond spatial interferometry.
In: Nature Photonics. DOI 10.1038/nphoton.2017.73

Kontakt:
Prof. Dr. Giuseppe Sansone
Physikalisches Institut
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5738
E-Mail: giuseppe.sansone@physik.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

https://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2017/blick-in-komplexe-lichtwellenformen?set_l...

Rudolf-Werner Dreier | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Rasende Elektronen unter Kontrolle
16.11.2018 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht Kometen als Wasserträger für Exoplaneten
15.11.2018 | Universität Wien

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: Rasende Elektronen unter Kontrolle

Die Elektronik zukünftig über Lichtwellen kontrollieren statt Spannungssignalen: Das ist das Ziel von Physikern weltweit. Der Vorteil: Elektromagnetische Wellen des Licht schwingen mit Petahertz-Frequenz. Damit könnten zukünftige Computer eine Million Mal schneller sein als die heutige Generation. Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sind diesem Ziel nun einen Schritt nähergekommen: Ihnen ist es gelungen, Elektronen in Graphen mit ultrakurzen Laserpulsen präzise zu steuern.

Eine Stromregelung in der Elektronik, die millionenfach schneller ist als heutzutage: Davon träumen viele. Schließlich ist die Stromregelung eine der...

Im Focus: UNH scientists help provide first-ever views of elusive energy explosion

Researchers at the University of New Hampshire have captured a difficult-to-view singular event involving "magnetic reconnection"--the process by which sparse particles and energy around Earth collide producing a quick but mighty explosion--in the Earth's magnetotail, the magnetic environment that trails behind the planet.

Magnetic reconnection has remained a bit of a mystery to scientists. They know it exists and have documented the effects that the energy explosions can...

Im Focus: Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft

Der sechs Lichtjahre entfernte Barnards Stern beherbergt einen Exoplaneten

Einer internationalen Gruppe von Astronomen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg ist es gelungen, beim nur sechs Lichtjahre...

Im Focus: Mit Gold Krankheiten aufspüren

Röntgenfluoreszenz könnte neue Diagnosemöglichkeiten in der Medizin eröffnen

Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter...

Im Focus: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kalikokrebse: Erste Fachtagung zu hochinvasiver Tierart

16.11.2018 | Veranstaltungen

Können Roboter im Alter Spaß machen?

14.11.2018 | Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

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

Mikroplastik in Kosmetik

16.11.2018 | Studien Analysen

Neue Materialien – Wie Polymerpelze selbstorganisiert wachsen

16.11.2018 | Materialwissenschaften

Anomale Kristalle: ein Schlüssel zu atomaren Strukturen von Schmelzen im Erdinneren

16.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

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