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Ultrafast control of quantum systems by strong laser fields

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Innovation und Ausbildung in ultraschneller Quantendynamik

Eine EU-finanzierte Initiative bildet junge Forscher auf dem Gebiet moderner Verfahren zur ultraschnellen Manipulation von Atomen und Molekülen mittels starker Femtosekunden-Laserpulse aus. Das Forschungsverhaben, an dem ein Konsortium europäischer Universitäten und Unternehmen beteiligt ist, steht für den neuesten Stand der Forschung in dieser Disziplin, die vielfältige Anwendungen hat.

Industrielle Technologien

Der Einsatz speziell geformter Femtosekunden-Laserpulsen - dabei geht es im ultrakurze Pulse in der Größenordnung von 10 bis 15 Nanosekunden - eröffnet einen neuen Zugang zur Steuerung der Quantendynamik über bislang unzugängliche physikalische Mechanismen. Diese neuen Szenarien erfordern jedoch die Entwicklung neuartiger vielseitig einsetzbarer Femtosekunden-Quellen im Bereich der ultraviolette Strahlung (UV) und der Vakuum-Ultraviolett-Strahlung (VUV) mit hoher Formbarkeit. So versammelte das Fastquast-Projekt ("Ultrafast control of quantum systems by strong laser fields") Europas führende Experten, um Forschung und Ausbildung in diesem Bereich voranzubringen. Mit der Beteiligung von 18 Doktoranden und sechs junge Postdoktoranden bereitet die Initiative die nächsten Generation von Innovatoren vor, die neue Prinzipien der Steuerung der Quantendynamik unter Einsatz geformter starker Felder entwickeln wird. Zu der Initiative gehören etliche spezialisierte Arbeitsgruppen sowie mehrere Minischulungen und Workshops zu elementaren und fortgeschrittenen Prinzipien der Quantensteuerung. Zu den einzelnen Forschungsbereichen und Experimenten gehören die Nuklear- und Elektronen-Wellenpaketdynamik, die Prinzipien der kohärenten Steuerung durch geformte Pulse unter starken Feldern, die Messung und Stabilisierung kalter Atome und Moleküle sowie die ultraschnelle Informationsverarbeitung. Zusätzlich zum technisch-wissenschaftlichen Training fanden außerdem Veranstaltungen statt, die dazu dienten, die jungen Forscher in ergänzenden Fähigkeiten in Sachen Projektmanagement, Präsentation und Projektplanung auszubilden. Das Netzwerk vertritt durch die Beteiligung von zehn Universitäten und drei Unternehmen die führenden Akteure des Bereichs der Interaktion von Femtosekundenlicht und Materie in Europa. Die Initiative wird auch weiterhin Ausbildung und Forschung auf diesem Gebiet fördern und kollaborative Arbeitsbeziehungen aufbauen, die das im September 2012 endende Projekt überdauern werden.

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