Projektbeschreibung
Wie Quantenteilchen scheinbar unüberwindbare physische Barrieren in 3D überwinden
In der Quantenmechanik können Elektronen durch atomare und molekulare Potentiale freigesetzt werden, die durch starke Laserpulse gebogen werden. Dieser Prozess wird als Tunnelionisation bezeichnet und hat kein klassisches Analogon. Das elektrische Feld der Laserpulse war bisher auf eine 1D-Linie oder eine 2D-Ebene beschränkt. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts 3DTunneling wird ein Versuchsaufbau eingerichtet, der 3D-Lichtfelder synthetisieren kann, und es wird ein neuartiges 3D-Detektionssystem zur Untersuchung der Tunnelionisation von Atomen, zweiatomigen Molekülen und chiralen Molekülen entwickelt. Diese neuartige 3D-Licht/3D-Detektionsplattform wird die Empfindlichkeit des Starkfeldtunnelns auf die 3D-Eigenschaften atomarer und molekularer Orbitale mit einer Auflösung im Sub-Nanometer- und Attosekundenbereich erhöhen.
Ziel
Tunneling is a non-resonant, quantum mechanical process without any classical analog. The electric field of a strong laser pulse can bend atomic and molecular potentials such that an electron can be liberated via tunneling. This allows for probing properties of atomic and molecular orbitals with subnanometer and attosecond resolution (like a tunneling microscopes tip probes properties of the investigated surface). So far, the electric field vector is restricted to a one-dimensional line (1D, e.g. linearly polarized light) or a two-dimensional plane (2D, e.g. circularly polarized light). Since tunneling acts like a filter to the same 1D or 2D subspace in position space, this limits the sensitivity to the 3D structure of the probed orbital. I propose to build an experimental setup that can synthesize 3-dimensional (3D) light fields with peak intensities of up to 1015 W/cm2. 3D light fields will significantly increase the sensitivity of strong field tunneling to the 3D properties of the bound electronic wave function. Further, non-adiabatic dynamics during tunneling and subsequent acceleration, recollision, or recapture of the electronic wave packet will be driven by the time-dependent 3D field as well. This will e.g. allow for the creation of chiral electron distributions in atoms (i.e. chiral atoms), selectively tunnel ionize one enantiomer of a racemic mixture of chiral molecules and enable a new type of pump-probe experiments. The capability to generate 3D light fields will be matched with a 3D detection system, which measures 3D electron momenta in coincidence with ionic fragments. My team and I will use this novel 3D-light-3D-detection-platform to investigate tunnel ionization from atoms, diatomic molecules, and chiral molecules. I anticipate that the proposed experiments will give rise to a new class of experiments on light-matter interaction and provide ground-breaking insight regarding the quantum mechanical process of tunneling itself.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Laserphysik
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
60323 FRANKFURT AM MAIN
Deutschland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.