Frankfurt 2006 – wissenschaftliches Programm

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A: Atomphysik

A 16: Wechselwirkung mit starken Laserpulsen I

A 16.4: Vortrag

Donnerstag, 16. März 2006, 11:25–11:40, H6

Dirac-Elektronen in starken Laserfeldern: Freie und gebundene Dynamik, Erzeugung von Harmonischen und e⁺e⁻-Paarbildung — •Guido R. Mocken, Henrik G. Hetzheim, Matthias Ruf und Christoph H. Keitel — MPI für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg

Die relativistische Quantendynamik von Einelektronsystemen wird gewöhnlich durch die Dirac-Gleichung beschrieben [1]. Zu ihrer Lösung haben wir eine Implementierung des Split-Operator-Verfahrens geschaffen [2], die dank Parallelverarbeitung und adaptiver numerischer Gitter einen Einblick in Gebiete ermöglicht, der bisher nichtrelativistischen Schrödinger-Rechnungen bei entsprechend schwächeren Laserparametern und Ionenladungen vorbehalten war, wie z.B. die mehrfache lasergetriebene Streuung eines Elektrons an hochgeladenen Ionen, die gebundene Dynamik eines vorbeschleunigten Ions oder die Erzeugung von Harmonischen der Laserstrahlung mithilfe freier und gebundener Elektronen [3]. Die Elektron-Positron-Paarbildung ist schließlich eine der faszinierendsten Voraussagen der Dirac-Theorie. Wir demonstrieren diesen Effekt in einem extrem starken oszillierenden elektrischen Feld.

[1] A. Maquet, R. Grobe, J. Mod. Opt. 49, 2001–2018 (2002); C. H. Keitel, Contemp. Phys. 42, 353–363 (2001).

[2] G. R. Mocken, C. H. Keitel: J. Comp. Phys. 199, 558–588 (2004).

[3] G. R. Mocken, C. H. Keitel: Phys. Rev. Lett. 91, 173202 (2003); Comput. Phys. Commun. 166, 171–190 (2005); J. Phys. B.: At. Mol. Opt. Phys. 37, L275–L283 (2004).