39. Edgar-Lüscher-Seminar Laser

Programm
Freitag, 24. April 2015
13.00 - 14.30
Studienberatung der TUM
15.00 - 15.30
Begrüßung
15.30 - 16.45
Attosekundenspektroskopie an Molekülen und
Festkörpern
Prof. Dr. Reinhard Kienberger, TUM, Physik-Department
16.45 - 17.30
Diskussion und Kaffeepause
17.30 - 18.45
Materiewelleninterferenz auf schnellsten Zeitskalen
Prof. Dr. Peter Hommelhoff, Universität ErlangenNürnberg, Lehrstuhl für Laserphysik
18.45 - 19.00
Diskussion
Prof. Dr. Peter Müller-Buschbaum
TUM
Diskussion und Kaffeepause
11.00 - 12.15
Schmetterlinge und Photonen: Halbleiterbasierte
Bauelemente für die Quantentechnologien
Prof. Dr. Jonathan Finley, TUM, Walter-SchottkyInstitut
12.15 -12.30
Diskussion
14.30 - 15.45
Quanteninternet
Prof. Dr. Gerhard Rempe, Max-Planck-Institut für
Quantenoptik, Garching
15.45 - 16.30
Diskussion und Kaffeepause
16.30 - 17.45
Teilchenbeschleunigung mit Licht
Prof. Dr. Jörg Schreiber, LMU München, Fakultät für
Physik
17.45 - 18.00
Diskussion
im Anschluss
Empfang in der Mensa des Gymnasiums Zwiesel
Sonntag, 26. April 2015
09.00 - 10.15
Relativistische Optik
Prof. Dr. Gerhard G. Paulus, Universität Jena, Institut
für Optik und Quantenelektronik
10.15 - 11.00
Diskussion und Kaffeepause
11.00 - 12.15
Biomolekulare Optik mit ultra-kurzen Lichtpulsen
Prof. Dr. Wolfgang Zinth, Ludwig-Maximilians-Universität, Lehrstuhl für BioMolekulare Optik
12.15 - 13.00
Prof. Dr. Winfried Petry
TUM
Quantencomputing
Prof. Dr. Rudolf Gross, TUM, Walther-Meissner-Institut
10.15 - 11.00
Diskussion,
Themenfindung für das 40. Edgar-Lüscher-Seminar
Laser- und Quantenphysik
Prof. Müller-Buschbaum ist Sprecher für das
Netzwerk „Regenerative Energien (NRG)“ in
der Munich School of Engineering (MSE) der
TU München, Leiter des KeyLabs „TUM.solar“ im Forschungsnetzwerk „Solar Technologies Go Hybrid“, Deutscher Vertreter bei der
European Polymer Federation (EPF) für den
Bereich Polymerphysik und Associate Editor
der Zeitschrift „ACS Applied Materials & Interfaces“ der „American Chemical Society“
(ACS). Er befasst sich in seiner Forschungsarbeit mit der Entwicklung polymerbasierter Materialien mit neuartigen
Struktur-Eigenschaftsbeziehungen.
Samstag, 25. April 2015
09.00 - 10.15
39. Edgar-Lüscher-Seminar
Organisation
Prof. Petry ist Ordinarius am Lehrstuhl für
Funktionelle Materialien (E13) des Physik
Departments der TU München, Betreuungsprofessor für die Bayerische Eliteakademie
und Wissenschaftlicher Direktor der Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II). Er forscht auf dem Gebiet der
Materialwissenschaften mit Neutronen.
am Gymnasium Zwiesel
Freitag, 24. April 2015, bis Sonntag, 26. April 2015
Organisatorische Hinweise
Organisation vor Ort:
OStD Heribert Strunz, OStR Christian Stoiber,
StR Claus Starke, StR Josef Müller, StR Thomas Kufner, Schirmherr:
Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang A. Herrmann,
Präsident der TUM
Gymnasium Zwiesel
Gymnasium Zwiesel
Gymnasium Zwiesel
Gymnasium Zwiesel
Gymnasium Zwiesel
E-Mail:
[email protected]
Hinweise:
• Alle Veranstaltungen finden in der Aula des Gymnasiums Zwiesel statt.
Die Teilnehmer erhalten am Ende des Seminars für 5,- € eine CD mit
sämtlichen freigegebenen Vorträgen.
• In den ausgewiesenen Kaffeepausen wird in der Mensa des Gymnasiums Kaffee und Kuchen gegen eine freiwillige Spende angeboten.
• Am Rande der Aula findet eine Ausstellung verschiedener Lehrmittelausstatter und Verlage statt.
Titelfoto: Thorsten Näser©
Veranstalter:
Ltd. OStD Anselm Räde,
Ministerialbeauftragter für die Gymnasien in
Niederbayern
Wissenschaftliche Leitung:
Prof. Dr. Peter Müller-Buschbaum, TUM
Prof. Dr. Winfried Petry, TUM
Referenten
Referenten
Prof. Dr. Reinhard Kienberger
TUM, Lehrstuhl für Laser- und Röntgenphysik
Professor Kienberger ist Leiter des Lehrstuhls für Laser- und Röntgenphysik an der
Fakultät für Physik der TU München. Seine
Forschungstätigkeit im Bereich der Attosekundenphysik hat zum Ziel, inneratomare
und innermolekulare Prozesse auf der kürzesten bislang zugänglichen Zeitskala zu
untersuchen. In seinem Vortrag wird er auf
die Herausforderungen und Methoden der
Ultrakurzzeitphysik eingehen und die Entwicklung der Erzeugung ultrakurzer Pulse
aufzeigen. Nach einer Einführung zum Thema Laser- und Quantenphysik
geht er auf die Attosekunden-Lasertechnik ein. Anhand von Beispielen für
die Untersuchung elektronischer Prozesse zeigt er die Relevanz der Attosekunden-Zeitskala und weitere Aspekte der Attosekundenphysik auf.
Prof. Dr. Peter Hommelhoff
Uni Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Laserphysik
Professor Hommelhoff ist Inhaber des
Lehrstuhls für Laserphysik an der FriedrichAlexander-Universität Erlangen-Nürnberg.
Seine derzeitigen Forschungsinteressen
liegen im Bereich der Wechselwirkung von
kürzesten Laserpulsen mit Nanoobjekten,
der phasensynchronen Beschleunigung von
Elektronen mit Hilfe von Laserlicht, sowie
der Erzeugung neuartiger Quantensysteme.
Im Vortrag wird er zeigen, wie die hervorragende Kontrolle optischer Felder in phasenstabilen Laserpulsen ausgenutzt werden kann, um Materie auf schnellsten
Zeitskalen zu lenken. Damit lässt sich quantenmechanische Materiewelleninterferenz beobachten. Zum Ende gibt er noch einen Ausblick, wie optisch
getriebene Teilchenbeschleuniger eines Tages die klassischen Radiofrequenzbeschleuniger durch viel kompaktere Versionen ersetzen können.
Prof. Dr. Rudolf Gross
TUM, Walther-Meissner-Institut
Professor Gross ist Ordinarius am Lehrstuhl
E23 des Physik-Departments und wissenschaftlicher Direktor des Walther-Meißner-Instituts für Tieftemperaturforschung.
Schwerpunkte seiner Forschung bilden
neuartige supraleitende und magnetische
Materialien sowie Nanosysteme. Von besonderem Interesse sind ferner das Studium von
Quantenphänomenen, die Anwendung von
Festkörpernanostrukturen in der Quanteninformationsverarbeitung und
Spinelektronik sowie moderne Herstellungstechnologien für oxidische Heterostrukturen.
Referenten
Prof. Dr. Jonathan Finley
TUM, Walter-Schottky-Institut
Prof. Jonathan Finley ist Inhaber des Lehrstuhls für Halbleiter Nanostrukturen und
Quantenphysik am Physik Department der
TU-München und Direktor des WalterSchottky-Instituts – ein Zentralinstitut für
Halbleiter, Nanophysik und Nanowissenschaft. Seine Forschungsschwerpunkte liegen bei photonischen und elektronischen
Nanomaterialien, insbesondere deren Anwendung für neuartige Quantentechnologien. In seinem Vortrag wird er die Entwicklung künstlicher photonischer Materialien vorstellen, mit welchen es
möglich ist einzelne Lichtquanten zu erzeugen, und wie man diese dann nutzen und detektieren kann. Überraschenderweise haben einzelne Photonen
eine messbare Auswirkung auf das Verhalten der Halbleiter-Nanosysteme,
welche dann wiederum den Weg zu neuartigen quantenphotonischen Technologien eröffnen können.
Prof. Dr. Gerhard Rempe
Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching
Professor Rempe ist Direktor der Abteilung
Quantendynamik am Max-Planck-Institut für
Quantenoptik sowie Professor an der Technischen Universität München. Ultrakalte
Atom- und Molekülgase verwendet er zur
Erforschung fundamentaler Fragestellungen
der Quantenphysik und deren Anwendung.
Seine Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung hat er verwendet, um neuartige
Schnittstellen zwischen Licht und Materie zu
entwickeln. Sie verbinden die Alltagswelt mit der Quantenwelt und haben
Anwendungspotential als Sender, Empfänger und Speicher von Information
in einem zukünftigen globalen Quantennetzwerk.
Prof. Dr. Jörg Schreiber
LMU, Lehrstuhl für Experimentalphysik
Professor Schreiber leitet eine Arbeitsgruppe zur Realisierung von Teilchenbeschleunigern mit Hilfe höchstintensiver
Laserimpulse. Er wirkt mit am Aufbau des
Forschungslabors „Centre for Advanced
Laser Applications (CALA)“, das in wenigen Jahren eines der weltweit leistungsstärksten Lasersysteme beherbergen
wird, um die Laser-Plasma-Beschleunigung zu perfektionieren. Schon heute sind neuartige Anwendungen bis
hin zur Medizin, z.B. bei der Diagnose und Behandlung von Tumoren,
absehbar. In seinem Vortrag „Teilchenbeschleunigung mit Licht“ erklärt
Professor Schreiber auf anschauliche Weise die Technik und lässt so die
Zuhörer an diesem großen Forschungsabenteuer teilnehmen.
Prof. Dr. Gerhard G. Paulus
Universität Jena, Institut für Optik und
Quantenelektronik
Professor Paulus ist Dekan der Physikalisch-Astronomischen Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena, wo er den
Lehrstuhl Nichtlineare Optik inne hat.
Sein Forschungsgebiet ist die Attosekunden-Laserphysik, bei der er sowohl den
Zugang über auf der sub-zyklen-Skala manipulierter Laserpulse wie den über die
relativistische Optik verfolgt. Die Reflexion von Licht an einem Spiegel der sich mit
relativistischer Geschwindigkeit bewegt,
war eines der ersten Probleme, das Einstein im Rahmen seiner Arbeiten
an der Relativitätstheorie betrachtete. Mit einem Laser hinreichend großer Leistung kann man das Gedankenexperiment heute vergleichsweise
einfach verwirklichen und sogar zur Erzeugung intensiver AttosekundenLichtpulse verwenden, die ihrerseits eine großes Zukunftspotential für
die Attosekunden-Laserphysik haben. Wie dieses Experiment funktioniert und wie man es vergleichsweise leicht, evtl. sogar in der gymnasialen Oberstufe, verstehen kann, ist Gegenstand des Vortrags.
Prof. Dr. Wolfgang Zinth
LMU, Lehrstuhl für BioMolekulare Optik
Professor Zinth ist Inhaber des Lehrstuhls
für BioMolekulare Optik an der LMU München. Er befasst sich mit dem Gebiet der
Ultrakurzzeitspektroskopie und deren Anwendung in Biophysik und Photochemie.
In seinem Vortrag wird er zuerst auf die
verwendete Methodik der Ultrakurzzeitspektroskopie eingehen. Anschließend
stellt er die Grundprinzipien der Herstellung von Lichtimpulsen im Femtosekundenbereich und die hier verwendeten Messmethoden vor. Nach einer
Einführung der zeitaufgelösten Schwingungsspektroskopie behandelt
Professor Zinth wichtige Anwendungen in der Photobiophysik, u. a. zum
Verständnis der UV-Strahlenschädigung der DNA und zur Photosynthese.

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