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Prof. Dr. Theodor W. Hänsch
Theodor W. Hänsch
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Ludwig-maximilians-universität münchen (LMU)

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Emeritus Gruppe Laser-Spektroskopie

Leiter: Prof. Dr. Theodor W. Hänsch

Die Emeritus Gruppe Laserspektroskopie von Prof. Theodor W. Hänsch nutzt moderne Werkzeuge aus der Laserwissenschaft, der nichtlinearen Optik und der Photonik, um neue und grundlegende Erkenntnisse in der Atom- und Molekülphysik sowie der Physik des Lichts zu gewinnen. Die gegenwärtige Forschung der Gruppe reicht von der Überprüfung der fundamentalen Naturgesetze bis hin zur Nanoskopie von Quantensystemen der kondensierten Materie. Die Experimente lassen sich vier Hauptrichtungen zuordnen: der Präzisionsspektroskopie einfacher atomarer Systeme, der Spektroskopie und Bildgebung von Molekülen mit Laserfrequenzkämmen, der Quantenoptik mit optischen Mikro-Resonatoren, und der experimentellen Quantenoptik mit verschränkten Photonen.

Die Präzisionsspektroskopie einfacher Atome erlaubt eine einzigartige Konfrontation der experimentellen Ergebnisse mit der Theorie der Quantenelektrodynamik (QED). Frequenzmessungen der 1S-2S Resonanz von Wasserstoff mit Standardverfahren, die Frequenzkammtechnik eingeschlossen, haben bereits eine Genauigkeit von 15 Dezimalstellen erreicht. Aus dem Vergleich mit weiteren Übergängen im Wasserstoffatom lässt sich der Ladungsradius des Protons ableiten, dessen Wert immer noch Rätsel aufgibt. Mit der Entwicklung von Laserfrequenzkämmen für den extrem kurzwelligen UV-Bereich wird es möglich, die empfindlichen Tests der QED auch auf Wasserstoff- und Helium-ähnliche Ionen in Ionenfallen auszudehnen.

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Laserfrequenzkämme erschließen neue Möglichkeiten in der hochgradig multiplexen linearen sowie nicht-linearen Spektroskopie und Bildgebung. Die Steigerungen in der Aufzeichnungsgeschwindigkeit und der Auflösung von Spektrometern stimuliert – insbesondere in Kombination mit modernen Laser- und Photonik-Techniken (z.B. der plasmonischen oder der Silizium-Photonik) – neue Anwendungen, die so unterschiedlich sind wie die Mikroskopie biologischer Proben oder die Breitband-Präzisionsspektroskopie von Molekülen.

Mit leistungsfähigen photonischen Geräten wie optischen Mikroresonatoren wird die Quantenelektrodynamik in Resonatoren untersucht, bei denen Festkörper-Emitter und neue Verfahren der Resonator-verstärkten Mikroskopie und Spektroskopie einzelner Nano-Objekte, etwa von Kohlenstoffröhrchen oder Gold-Nanoteilchen, zum Einsatz kommen. 

Die assoziierte Gruppe des Max Planck Fellows Prof. Harald Weinfurter entwickelt Experimente, die die Grundlagen der Quantenphysik betreffen. Beispiele für Anwendungen in der Kommunikation und Verarbeitung von Quanteninformation sind Mikroskope, die auf Verschränkung beruhen, die Verschlüsselung von Information über weite Entfernungen, der Austausch von Quantenschlüsseln, oder die Erzeugung einzelner Photonen.

Zwei unabhängige ERC Forschungsgruppen sind mit der Gruppe verbunden: Die Gruppe „Antimatter Spectroscopy“ von Dr. Masaki Hori und die Gruppe  „Muonic Atoms“ von Dr. Randolf Pohl. Die Web-Seiten dieser Gruppen erreichen Sie direkt unter dem Punkt Forschungsgruppen

 
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