Ludwig-Maximilians-Universität München
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Nanophotonik

Lichtwellengesteuerter Nanobeschleuniger

München, 02.11.2017

Ein Experiment, an dem LMU-Physiker Matthias Kling beteiligt war, eröffnet neue Perspektiven im Forschungsfeld der lichtbasierten Teilchenbeschleunigung.

Das gezielt geformte Laserlicht erzeugt ein plasmonisch verstärktes Nahfeld, das die Vorwärtsbeschleunigung von Elektronen in den nur wenige Nanometer großen Metallclustern antreibt. (Grafik: Uni Rostock)

Extrem kurze Elektronenpakete gelten als Schlüssel zu vielfältigen neuen Anwendungen wie ultraschnelle Elektronenmikroskopie und Freie-Elektronen-Laser im Labormaßstab. Ein Team von Physikern um LMU-Professor Matthias Kling sowie von der Universität Rostock, dem Max-Born-Institut in Berlin und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching hat jetzt gezeigt, wie Elektronen mithilfe von Laserlicht beim Durchqueren von nur wenige Nanometer großen Silberpartikeln extrem stark und kontrolliert beschleunigt werden können. Besonders entscheidend für mögliche Anwendungen ist dabei, dass die beobachtete Beschleunigung in Form eines aus der Raumfahrt bekannten swing-by-Manövers im Nanometermaßstab mit der Wellenform des Laserfelds gesteuert werden kann. Dies könnte eine rein optisch kontrollierte Erzeugung von Elektronenpulsen auf der Attosekunden-Zeitskala ermöglichen.

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