Aachen PK 2003 – wissenschaftliches Programm

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PV: Plenarvorträge

PV IX

PV IX: Plenarvortrag

Mittwoch, 19. März 2003, 19:30–20:30, FO1

Kürzeste Lichtpulse, höchste Felder, extreme Energiedichten: Moderne Laser- Plasmaphysik — •Oswald Willi — Institut für Laser- und Plasmaphysik, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf — Public evening lecture —

Bahnbrechende Entwicklungen neuer Lasertechnologien in den letzten Jahren erlauben, Laserpulse bis zu einer Leistung von mehreren PW mit subpikosekunden Pulsdauern zu erzeugen. Diese ultrakurzen, superintensiven Laserpulse eröffnen damit heutzutage einzigartige Möglichkeiten zur Untersuchung fundamentaler physikalischer Prozesse und eröffnen faszinierende Anwendungen in einem völlig neuen Parametergebiet. Solche Laserpulse können Energiedichten erzeugen, die höher sind als die im Innern der Sonne. Bei Intensitäten von ∼ 5 × 10²⁰ W/cm² beträgt der Lichtdruck beispielweise 150 Gbar und das elektrische Feld ∼ 2 × 10¹¹ V/cm. Die Laser-Wechselwirkung mit Plasmen liefert exotische Bedingungen für Studien der nichtlinearen Dynamik im relativistischen Bereich.

Experimentelle Messungen konnten jetzt in wesentlichen Teilen z.B. die Vorhersagen dreidimensionaler Simulationsrechnungen bestätigen, so etwa die Entstehung von Magnetfeldern von einigen hundert Mega-Gauß und die gerichtete Beschleunigung von Elektronen und Protonen auf Energien von vielen MeV und bei Dichten, die mehrere Ordnungen größer sind, als die in klassischen Beschleunigern. Neulich wurde auch demonstriert, dass mit ultra-kurzen Laserpulsen Attosekunden-Röntgenpulse erzeugt werden können. Durch sie wird erstmals ein neues physikalisches Regime zugänglich, wie die Beobachtung ultraschneller elektronischer Vorgänge in Atomen.

Im Vortrag werden fundamentale Prinzipien der Plasma-Wechselwirkung mit ultra- kurzen Laserpulsen und Beispiele für neue physikalische und techische Anwendungen presentiert.