Abb. 2. Starkfeld-getriebene Dynamik; (a) schematischer experimenteller Aufbau: Koinzidenzmessungen in Verknüpfung mit Laser-induzierter Elektronendiffraktion ermöglicht eine direkte strukturelle Abbildung der Moleküle in starken Feldern; (b,c) Quantendynamische Rechnungen zur Starkfelddynamik; d) untersuchte Umbrella-Bewegung des NH3. Aus Refs. [5,6]. Während die Starkfeldphysik in den letzten Jahrzehnten vor allem auf Atome und kleine zweiatomige Moleküle fokussiert war, werden nun verstärkt auch größere und chemisch interessantere Moleküle untersucht. In diesen starken Laserfeldern spielt neben der Rotationsdynamik auch Ionisations- und Fragmentationsdynamik eine bedeutende Rolle. Es ist für die theoretische Modellierung eine große Herausforderung, die Wechselwirkung von polyatomaren Molekülen mit intensiven Laserfeldern vollständig numerisch zu beschreiben, da zu viele Freiheitsgrade auf vielen verschiedenen Zeitskalen beteiligt sind. Wir verfolgen in der theoretischen Beschreibung verschiedene Ansätze, von Multi-PhysikAnsätzen zu (semi-)klassischer Dynamik. Damit können wir beispielsweise die Ionisation von atomaren, molekularen und Festkörper-Systemen Starfeld-Molekülphysik Der Sonderforschungsbereich SFB 1375 „NOA - Nichtlineare Optik bis in den Atombereich“ wurde im Juli 2019 an der Friedrich-Schiller-Universität eingerichtet. Das Forschungsprogramm konzentriert sich auf die Erforschung grundlegender nichtlinearer Prozesse der Licht-Materie-Wechselwirkung in niedrigdimensionalen Nanostrukturen, wie atomar dünne Schichten, Nanopartikel und -drähte, nanostrukturierte Oberflächen und molekulare Baugruppen. NOA wird Quantenphänomene wie das lichtinduzierte Tunneln von Elektronen durch metallische Nanospalten und die feldgetriebene Trägerbeschleunigung in plasmonischen Nanostrukturen, Atomgittern und 2D-Materialien untersuchen. Dazu gehört die Untersuchung der resultierenden Rückwirkung auf das elektromagnetische Feld, die zur Erzeugung höherer Oberwellen und Informationen über die an der Wechselwirkung beteiligten elektronischen Wellenfunktionen führt. SFB 1375: NOA — Nichtlineare Optik auf atomaren Skalen (Sprecherteam: Prof. Ulf Peschel, Physik, und Prof. Stefanie Gräfe) beschreiben [4,5,6]. Dabei arbeitet unsere Arbeitsgruppe oft eng mit experimentell arbeitenden Gruppen zusammen. Lokal arbeiten wir u.a. mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Gerhard Paulus (Physikalisch-Astronomische Fakultät) zusammen, international u.a. mit Prof. Dr. Jens Biegert (ICFO Barcelona). [4] Sanchez, A., Amini, K., Wang, S.-J., Steinle, T., Belsa, B., Le, A.T., Liu, X., Moshammer, R., Pfeiffer, T., Richter, M., Ullrich, J., Gräfe, S., Lin, C.D., Biegert, J. (2021): Molecular structure retrieval directly from laboratory-frame photoelectron spectra in laser-induced electron rescattering. Nature Comm. 12, 1520. [5] Belsa, B., Amini, K., Liu, X., Sanchez, A., Steinle, T., Steinmetzer, J., Le, A.T., Moshammer, R., Pfeifer, T., Ullrich, J., Moszynski, R., Lin, C.D., Gräfe, S., Biegert, J. (2021): Laser-induced electron diffraction of the ultrafast umbrella motion in ammonia. Structural Dynamics 8, 014301 (1-8). [6] Wustelt, P., Oppermann, F., Mhatre, S., Kübel, M., Sayler, A.M., Lein, M., Gräfe, S., Paulus, G.G. (2021): The laser-driven anharmonic oscillator: Ground-state dissociation of the helium hydride molecular ion by mid-infrared pulses. Phys. Rev. Lett., 127, 043202. FORSCHUNG — 89
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