Ihre Forschung macht es möglich, Elektronen in Materie in Echtzeit zu verfolgen: Die Wissenschaftler*innen Anne L’Huillier (Universität Lund, Schweden), Pierre Agostini (Ohio State University, USA) und Ferenc Krausz (Max Planck Institut für Quantenoptik und Ludwig Maximilian Universität München, Deutschland) haben den Nobelpreis für Physik erhalten. Ferenc Kraus kooperierte für viele seiner bahnbrechenden Arbeiten mit Physiker*innen der Universität Bielefeld.
„Wir gratulieren und freuen uns über den großen Erfolg unserer Kolleg*innen“, sagt Professor Dr. Walter Pfeiffer, Dekan der Fakultät für Physik an der Universität Bielefeld, der selbst auf dem Themengebiet des diesjährigen Nobelpreises für Physik arbeitet.
© Universität Bielefeld/Susanne Freitag
Um die Elektronendynamik in Materie in Echtzeit zu verfolgen und zu steuern, sind Lichtimpulse mit Pulsdauern im Bereich von Attosekunden notwendig. Eine Attosekunde ist der milliardste Teil einer milliardstel Sekunde und nur schwer vorstellbar. Sie verhält sich zur Dauer eines Herzschlages in etwa wie ein Herzschlag zum Alter des Universums. „Die Methoden der Attosekundenspektroskopie eröffnen den Blick auf den elektronischen ‚Herzschlag‘ von Atomen, Molekülen und Festkörpern“, erklärt Walter Pfeiffer. So hohe Zeitauflösungen und kurze Lichtimpulse sind im Bereich des sichtbaren Spektrums des Lichtes nicht erreichbar.
Anne L’Huillier hat mit ihren Arbeiten zur Erzeugung von sogenannten hohen Harmonischen den Weg zur Erzeugung so kurzer Lichtimpulse mit entsprechend kürzeren Wellenlänge des Lichtes bereitet. Darauf aufbauend haben Pierre Agostini und Ferenc Krausz Methoden entwickelt, die es erstmals erlaubten, Lichtimpulse mit Attosekunden-Zeitstruktur nachzuweisen und für Experimente einzusetzen.
© Universität Bielefeld/ Martin Brockhoff
„An den Arbeiten von Ferenc Krausz waren auch Wissenschaftler*innen aus Bielefeld entscheidend beteiligt“, sagt Professor Dr. Dario Anselmetti von der Fakultät für Physik. Der Bielefelder Nanowissenschaftler führt aus: „Für die Experimente wurden neuartige Optiken benötigt, die unter anderem in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Dr. h.c. Ulrich Heinzmann in Bielefeld entwickelt wurden. Mit diesen Optiken, die heute beispielsweise in der Mikroelektronik für die EUV-Lithographie zum Einsatz kommen und es erlauben, die heute kleinsten Transistoren herzustellen, wurden in der Zusammenarbeit mit Professor Dr. Ferenc Krausz einzelne Attosekunden-Lichtimpulse demonstriert und physikalische Vorgänge mit bislang unerreichter Zeitauflösung untersucht – die Dynamik des photoelektrischen Effektes stand dabei im Vordergrund.“
Auch nach dem Ausscheiden von Ulrich Heinzmann aus dem aktiven Dienst ist das Themengebiet des diesjährigen Nobelpreises für Physik an der Universität Bielefeld stets präsent. Die Arbeitsgruppe von Professor Dr. Walter Pfeiffer untersucht in Kooperation mit Ulrich Heinzmann die Attosekunden-zeitaufgelöste Photoemission aus Festkörpern weiterhin. Die Erzeugung hoher Harmonischer – in diesem Fall im Bereich besonders langer Wellenlängen – ist ein Forschungsthema von Professor Dr. Dmitry Turchinovich von der Fakultät für Physik. Beide Arbeitsgruppen bereiten außerdem den Aufbau eines neuen Laserlabors vor, in dem die bahnbrechenden Arbeiten von Anne L’Huillier, Pierre Agostini und Ferenc Krausz zum Einsatz kommen und weiterentwickelt werden.
