DFG fördert Laser-Forschung an der TU

Der Dortmunder Experimentalphysiker Prof. Manfred Bayer wird jetzt von der DFG gefördert. Sein Forschungsgebiet ist die „ultraschnelle Akustik“. Dabei werden dünne Metallfilme mit intensiven Laserstrahlen beschossen. Damit erzeugt man winzige Schwingungen im Material, die auf atomarer Ebene wie Erdbeben aussehen. Einerseits wollen die Forscher um Bayer die physikalischen Vorgänge dabei genauer verstehen und andererseits mögliche Anwendungsbereiche finden. Man könnte zum Beispiel in Zukunft mit Hilfe dieser Technik das Licht aus Lasern und Dioden so schnell wie nie zuvor in feinsten Abstufungen verändern – das könnte die optische Nachrichtentechnik verändern. Die Förderung für Bayer ist Bestandteil vom „Reinhart Koselleck-Programm“, das seit 2008 besonders risikoreiche und innovative Forschung fördert.

Wenn die dünnen Metallfilme mit dem Laser beschossen werden, dehnen sie sich kurz aus und ziehen sich dann wieder zusammen – wie eine Atembewegung. Diese spielt sich allerdings in einer Billionstel Sekunde ab, was den Vorgang so interessant macht – in der heutigen Technik braucht man immer schnellere Übergänge. Ist noch ein weiteres Material mit der Metallschicht verbunden, dann überträgt sich die Welle, die vom Metall ausgeht. Die Ausdehnung dabei sind einige Milliardstel Meter, was im atomaren Bereich sehr viel ist, daher der Vergleich mit einem Erdbeben. Die Verzerrung dabei ändert den Energiezustand der Elektronen sehr schnell – wird das Material zusammengedrückt, erhöht sich die Energie, wird es gedehnt, verringert sie sich.  Die Forscher denken weit in die Zukunft: Sie erhoffen sich zum Beispiel neue Erkenntnisse zur Wechselwirkung zwischen Licht und Materie. Außerdem könnte man zukünftig bei Systemen aus vielen Teilchen, die untereinander in Beziehung stehen, Übergänge erzwingen, bei denen sich das Verhalten aller Teilchen durch die Verzerrungswelle spontan ändert.

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