Profile exzellenter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei AcademiaNet.
Suchen Sie unter den Mitgliedern der Leopoldina nach Expertinnen und Experten zu Fachgebieten oder Forschungsthemen.
Foto: Peter Seidel
Nobelpreis für Physik 2023
Wahljahr: | 2016 |
Sektion: | Physik |
Stadt: | München |
Land: | Deutschland |
Forschungsschwerpunkte: Attosekundenphysik, Hochfeldphysik, Echtzeitbeobachtung grundlegender Elektronenvorgänge, Entwicklung von Lasersystemen, Petawatt Field Synthesizer (PFS)
Ferenc Krausz ist ein ungarisch-österreichischer Physiker. Er gilt als Begründer der Attosekundenphysik, die ultraschnelle Bewegungen von Elektronen in Echtzeit beobachtet und erforscht. Auf der Basis seiner Forschungen sind neue Arbeitsgebiete entstanden, wie beispielsweise die hochauflösende Mikroskopie lebender Organismen. Zudem hat er Laser entwickelt, die bei der Diagnose von Augen- und Krebskrankheiten eingesetzt werden können.
Ferenc Krausz und seinem Team ist es erstmals gelungen, einen Attosekunden-Lichtpuls zu erzeugen und zu messen. Eine Attosekunde ist ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde (0,000.000.000.000.000.001 Sekunden). Mit diesen Attosekunden-Lichtpulsen verfolgt Krausz die Bewegung von Elektronen in Atomen und Molekülen in Echtzeit. Dafür hat er gemeinsam mit seinem Team Lasersysteme und Komponenten entwickelt, mit denen solche Beobachtungen erst möglich wurden. Elektronen bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von etwa tausend Kilometern pro Sekunde. In den Lasersystemen wirkt der Attosekundenblitz wie ein extrem kurzer Fotoblitz und friert die Bewegung zu einem bestimmten Zeitpunkt ein. Die Forscher um Ferenc Krausz konnten so messen, dass ein Elektron zwischen sieben und 20 Attosekunden braucht, um die Atomhülle zu durchqueren. Die genaue Geschwindigkeit hängt davon ab, inwieweit die Elektronen untereinander und mit dem Atomkern interagieren.
Bei hohen Intensitäten kann ein Attosekunden-Lichtpuls Elektronen von ihrer atomaren Bindung befreien und sie auf Geschwindigkeiten beschleunigen, die sich der Lichtgeschwindigkeit nähern. Hierdurch wird die Tür zur Hochfeld-Attosekunden-Wissenschaft geöffnet. Durch die Kombination unterschiedlicher Laser will Ferenc Krausz einen Petawatt Field Synthesizer (PFS) aufbauen, mit dem Lichtpulse im Petawatt-Bereich (eine Billiarde Watt) erzeugt werden können. Hierdurch könnten die Vorgänge in Atomen noch detaillierter sichtbar gemacht werden.
Mit den von ihm entwickelten Werkzeugen gelang Ferenc Krausz die Echtzeitbeobachtung grundlegender Elektronenvorgänge wie Ladungstransport, Tunneln und Fotoeffekt. Die Techniken können bei der Entwicklung von Quantencomputern und Supraleitern eingesetzt werden. Weitere Anwendungen liegen in der Medizin etwa bei der Früherkennung und Therapie bösartiger Tumore. So sind laserbasierte Teilchentherapien schonender und genauer als die gängige Strahlentherapie von Tumoren.
Emil-Abderhalden-Str. 35
06108 Halle (Saale)
Tel. | 0345 - 47 239 - 120 |
Fax | 0345 - 47 239 - 149 |
archiv (at)leopoldina.org |