Mehr Geld für schnelle Pulse

Über eine prestigeträchtige Auszeichnung und Fördergelder in Höhe von zwei Millionen Euro freut sich Peter Hommelhoff, Leiter des Lehrstuhls für Experimentalphysik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Der Physiker gehört zu der kleinen Gruppe von Forschern, die vom Europäischen Forschungsrat (European Research Council – ERC) einen „Consolidator Grant“ erhalten. Der ERC vergibt diese Grants ausschließlich für als bahnbrechend und exzellent bewertete Forschungsvorhaben.

Peter Hommelhoff und sein Team untersuchen in ihren Forschungsprojekten die Wechselwirkung von Laserlicht und Materie: Dazu fokussieren die Physiker extrem kurze Laserpulse, die nur aus wenigen optischen Schwingungen bestehen und wenige Femtosekunden auf das Ende sehr scharfer Metall-Nadelspitzen. Dadurch werden Elektronen aus der Spitze emittiert. Die Forscher beobachten, wie viele Elektronen mit welcher Energie abgegeben werden. „Wir sehen uns dabei ein Extrem an: Wir erzeugen nämlich die kürzesten Elektronenpulse, die man mit Laserlicht von diesen Spitzen hervorbringen kann“, erläutert Hommelhoff. Die Wissenschaftler messen Energie-Spektren, die sie mit theoretischen Modellen vergleichen, um die ablaufenden Prozesse zu verstehen.

Im Projekt, das der Europäische Forschungsrat nun fördert, wollen die Wissenschaftler unter anderem die Rückwirkung der Elektronen auf das Licht untersuchen. Die scharfe Spitze kann nämlich auch als Sensor dienen, mit dessen Hilfe Hommelhoff und sein Team optische Felder mit bisher unerreichter Auflösung vermessen wollen. Außerdem streben sie an, mit den Laserpulsen Strom innerhalb neuartiger Materialien extrem schnell – in weniger als einer Femtosekunde – ein- und auszuschalten. Die Grundlagenforschung von Hommelhoffs Arbeitsgruppe könnte in neuartigen, lichtgesteuerten und extrem schnellen Transistoren münden, die die bereits heute in Glasfasern verwendeten Laserpulse und Elektronik koppeln würden.

Peter Hommelhoff leitet seit 2012 den Lehrstuhl für Experimentalphysik an der FAU und arbeitet auch mit dem Erlanger Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts zusammen. Zuvor war er unter anderem am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, der Stanford University und der Ludwig-Maximilians-Universität München tätig. Seine Hauptinteressen in Forschung und Lehre gelten der Wechselwirkung von Licht und Materie, insbesondere der auf schnellsten Zeit- und kleinsten räumlichen Skalen, neuartigen Quantensystemen und der Teilchenbeschleunigung mit Hilfe von Laserstrahlung.

FAU / DE