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16 DFG-Millionen fuer physikalische Grundlagenforschung
Unter starkem Licht geraet die Materie in extreme Verwirrung
In Jena laufen die Faeden zusammen - Weltweite Konkurrenz
Jena (15.05.97). Einen neuen bundesweiten Forschungsschwerpunkt ueber ,Wechselwirkungen intensiver Laserfelder mit Materie" richtet die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ein. Der Senat der DFG hat ein Gesamtvolumen von ca. 16 Millionen Mark fuer zunaechst sechs Jahre bewilligt. Das Projekt geht auf eine gemeinsame Initiative des Jenaer Physikers Prof. Dr. Roland Sauerbrey und seiner Fachkollegen Prof. Dr. Dietrich von der Linde (Essen) und Prof. Dr. Gerd Roepke (Rostock) zurueck. Die Programmkoordination liegt beim Institut fuer Optik und Quantenelektronik der Friedrich-Schiller-Universitaet.
In Jena, Garching, Essen, Hannover und Berlin sollen experimentelle und in Darmstadt, Garching und Rostock/Greifswald theoretische Ansaetze verfolgt werden; die Ergebnisse laufen in Jena zusammen. ,Dieses Forschungsgebiet befindet sich momentan am Beginn einer stuermischen Entwicklung", erlaeutert Koordinator Sauerbrey. ,Weil wir jetzt neuartige hochintensive Titan-Saphir-Lasersysteme verwenden, konnten Schluesselexperimente angestellt werden, die bisher als undurchfuehrbar galten." Als Ergebnis der gemeinsamen Unternehmung erwartet der Jenaer Physiker ,fundamentale wissenschaftliche Erkenntnisse", die eine Vielzahl physikalischer Forschungs- und Anwendungsgebiete revolutionieren koennten, etwa in der Kern-, Plasma-, Roentgen- und der Laserphysik sowie in der Thermodynamik und letztlich auch der Astrophysik.
Das Projekt untersucht die Wechselwirkungen von Licht und Materie, indem mittels Lasertechnik quasi physikalische Extremsituationen hergestellt werden: Mit einem hochintensiven, extrem kurzen Laserimpuls erzeugen die Forscher ein elektrisches Feld, das zehn- bis hundertmal staerker als die inneratomaren Kraefte wirkt. Die Folge: Fuer geringste Sekundenbruchteile - innerhalb von 100 Femtosekunden - werden Atomkerne von ihren Elektronen abgesprengt, und es entsteht eine sehr heisse Plasma-,Suppe" in aeusserstem Ungleichgewicht. Dieses konfuse Plasma wird nur unter dem Druck des Laserstrahls zusammengehalten; wenig spaeter spritzt das Material auseinander und die Atome beginnen, sich wieder zu reorganisieren.
Die physikalischen Kraefte, die dabei wirksam werden, sind fuer den normalen Menschenverstand praktisch nicht vorstellbar. Selbst fuer hochgeruestete Experimentalphysiker war dieses Forschungsgebiet bislang weder praktisch noch theoretisch zugaenglich: Der Laserimpuls dauert gerade 100 Femtosekunden - eine Zeitspanne, in der das Licht 0,03 Millimeter, entsprechend der Dicke eines Haares, zuruecklegt. Es trifft mit 1018 Watt Leistung pro Quadratzentimeter auf das Versuchsmaterial auf und erzeugt im sofort entstehenden Plasma ein Magnetfeld von 100 Megagauss, 1.000mal staerker als die besten bislang bekannten, supraleitenden Magneten. Der extreme Druck, unter dem die Plasma-,Suppe" kurzzeitig zusammenhaelt, liegt im Gigabar-Bereich, also eine Milliarde mal hoeher als in einem herkoemmlichen Autoreifen.
Folgerichtig koennen bei diesen Versuchen Beobachtungen und Erkenntnisse getroffen werden, die selbst fuer erfahrene Physiker voellig unerwartet sind. ,Wir muessen wohl einige unserer grundsaetzlichen Annahmen ueber die Wechselwirkung von Licht und Materie ueberdenken", gesteht Roland Sauerbrey. Mit dem positiven Bescheid von der Deutschen Forschungsgemeinschaft kann er einen ersten Schritt auf ein junges, bisher kaum erschlossenes Gebiet unternehmen.
Wie begehrt die anstehenden Ergebnisse sind, beweist auch die massive Konkurrenz der Japaner und Amerikaner.
Criteria of this press release:
Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
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German
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