FWF - Photoinduzierte Dynamiken - Photoinduzierte Dynamiken in einer Quantenflüssigkeit

Supraflüssige Helium Nanotröpfchen von wenigen Nanometern Durchmesser stellen ein ideales Medium für die Erzeugung und Untersuchung von zum Teil exotischen Molekülen oder Clustern bei einer Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt dar. Elektronische Anregungen und die Ionisation der Teilchen im Inneren der Tröpfchen mittels Photonen lösen dabei vielfältige dynamische Prozesse aus. In diesem Projekt werden Tröpfchen mit einzelnen Atomen beladen, um solche Prozesse auf Zeitskalen im Femto- (10-15 s) und Pikosekundenbereich (10-12 s) zu untersuchen. Dabei werden folgende Fragestellungen behandelt: 1) Welche Zeitskalen gelten für die unterschiedlichen Prozesse? 2) In welcher Weise findet elektronische Relaxation der angeregten Atome statt? 3) Werden Moleküle, bestehend aus einem angeregten Gastatom und einem Helium Atom gebildet? 4) Welchen Einfluss hat die supraflüssige Umgebung auf die bei Ionisation erzeugten Elektronen und Ionen? Zur Beantwortung dieser Fragen sollen am Institut für Experimentalphysik der Technischen Universität Graz Femtosekunden-Laserpulse eingesetzt werden, wobei ein Puls die Atome anregt und ein zweiter Puls zeitverzögert ionisiert. Informationen über die Dynamik des Systems werden dabei von der Abhängigkeit der Elektronen- und Ionensignale als Funktion der Zeitverzögerung zwischen den beiden Pulsen erhalten. Das Projekt erlaubt den Einstieg in die Untersuchung sehr viel komplexerer Aggregate und deren Dynamik nach Fotoanregung oder -ionisation in einer supraflüssigen Umgebung bei tiefer Temperatur. Insbesondere soll das Potential eines Einsatzes von Heliumtröpfchen für die Erkundung lichtinduzierter Prozesse in Molekülen mit technologischer oder biologischer Relevanz untersucht werden.