Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm
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PV: Plenarvorträge
PV XIII
PV XIII: Plenarvortrag
Dienstag, 8. März 2005, 20:00–21:00, TU H105
Ultrakurze Lichtpulse: Wie und wofür — •Ursula Keller — Swiss Federal Institute of Technology (ETH), Physics Department, Institute of Quantum Electronics, ETH Hönggerberg, HPT, CH-8093 Zürich
Schnellste Prozesse in Natur und Technik messen, verstehen und kontrollieren zu können, ist die grundlegende Motivation für die Erzeugung von ultrakurzen Lichtpulsen. Dank der Laser können wir in fast unvorstellbar kurze Zeiteinheiten von nur einer Femtosekunde (= 10−15 s = 0.000 000 000 000 001 s) und neuerdings auch in den Attosekundenbereich (nochmals 1 000 Mal kürzer als eine Femtosekunde!) vorstossen. Eine grundlegende Voraussetzung für den Laser wurde von Einstein 1917 mit der stimulierten Emission geschaffen – der erste Laser wurde schliesslich 1960 demonstriert. Ultraschnelle Prozessse finden wir in allen Bereichen unseres Lebens. Zum Beispiel laufen biologische und chemische Reaktionen sowie grundlegende Prozesse in elektronischen Schaltelementen auf diesen Zeitskalen ab. Aber nicht nur die Zeitauflösung ist von Bedeutung. Für sehr kurze Zeiteinheiten kann die Leistung in einem Laserpuls die Leistung sämtlicher Kraftwerke der Welt übertreffen. Zusätzlich kann Laserlicht extrem stark gebündelt werden, wodurch enorm hohe Intensitäten erzeugt werden, die ohne Probleme Metallteile schneiden können. Aufgrund der kurzen Pulszeiten ist die Materialbearbeitung mit dem Laser viel präziser, was heute zum Beispiel auch bei Augenoperationen Anwendung findet. Weiterhin haben ultrakurze Lichtpulse immer auch ein sehr breites Spektrum. Dieses Spektrum kann dazu benutzt werden, neuartige und ausserordentlich präzise Uhren zu konstruieren. Eine derartig genaue Uhr erlaubt uns vielleicht in Zukunft sogar die Allgemeingültigkeit von physikalischen Konstanten zu überprüfen.