Physik mit Synchrotronstrahlung
Die Teilgruppe Physik mit Synchrotronstrahlung konzentriert sich auf die Untersuchung grundlegender Photoionisationsprozesse, die durch kurzwellige Synchrotron- und Freie-Elektronen-Laserstrahlung vom Vakuum-Ultraviolett bis hinunter in den Röntgenbereich induziert werden. Wissenschaftliche Fragen, die hier beantwortet werden sollen, sind, wie quantenmechanische Interferenzeffekte und Elektronenkorrelationen (Wechselwirkungen zwischen Elektronen in Atomen, Molekülen, Clustern und Flüssigkeiten) die Photoionisationswahrscheinlichkeit bei Wechselwirkung mit einem oder mehreren Photonen verändern.
Insbesondere untersuchen wir derzeit, wie die quantenmechanische Verschränkung zwischen Atomen und Molekülen und ihren Bestandteilen in schwach gebundenen Clustern und Flüssigkeiten bisher unbekannte Relaxations- und Ladungstransferprozesse bestimmt. Diese kürzlich entdeckten Prozesse werden als fehlendes Bindeglied zum Verständnis der durch ionisierende Strahlung im menschlichen Körper ausgelösten Prozesse und als mögliche Mechanismen diskutiert, die für die Astrochemie auf Staub- und Eiskörnern relevant sind. Ein weiterer wissenschaftlicher Schwerpunkt ist die Untersuchung molekularer Chiralität durch Photoelektronenzirkulardichroismus, wobei die asymmetrische Streuung von Photoelektronen auf ihrem Weg nach draußen am Kerngerüst eines chiralen Moleküls genutzt wird. Hier nutzen wir die Möglichkeit, Photoelektronen atomar selektiv zu emittieren, indem wir spezifische Photoionisationsschwellen und Resonanzen ansprechen. Die entsprechenden Experimentierplätze werden in unserer Gruppe entwickelt und an den Synchrotron- und Freie-Elektronen-Laseranlagen in Berlin und Hamburg sowie an der Anlage für Antiwasserstoff- und Ionenforschung (FAIR) in Darmstadt genutzt.