inhalt 1.atome als quantenmechnische teilchen 1.wiederholung interferenz und doppelspalt,...

19
me als Quantenmechnische Teilchen Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, Quantenradierer, Delayed Choice Doppelspaltversuche mit Teilchen: 1. Elektronen 2. Atome, Moleküle Dekohärenz: Teilchenstreuung, Lichtstreuung, thermische Emission Beispiel H 2 Quantenkryptographie Lichtgitter hselwirkung mit Atomen Photon-Atom Wechselwirkung 1. Einige Photonenquellen 2. Elastische Streuung 3. Photoeffekt im Überblick 4. Wirkungsquerschnitt als Funktion der Photonenergie 5. Zeitabhängigkeit des Photoeffektes 6. Elektronenergieverteilung 7. Elektronenwinkelverteilung 8. Mehrfachionisation: Mechanismen, Energie- und Winkelverteilungen 9. Molekulare Photoionisation: Höhere Drehimpulse Atome in starken Laserfeldern 1. Multiphotonenionisation 2. Tunnelionisation 3. Der Rückstreumechanismus: Höhere Harmonische, hochenergetische Elektronen, Doppelionisation

Upload: georg-bogle

Post on 05-Apr-2015

106 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Inhalt1. Atome als Quantenmechnische Teilchen

1. Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2. Quantenradierer, Delayed Choice3. Doppelspaltversuche mit Teilchen:

1. Elektronen2. Atome, Moleküle

4. Dekohärenz: Teilchenstreuung, Lichtstreuung, thermische Emission5. Beispiel H2

6. Quantenkryptographie7. Lichtgitter

• Wechselwirkung mit Atomen1. Photon-Atom Wechselwirkung

1. Einige Photonenquellen2. Elastische Streuung 3. Photoeffekt im Überblick4. Wirkungsquerschnitt als Funktion der Photonenergie5. Zeitabhängigkeit des Photoeffektes6. Elektronenergieverteilung7. Elektronenwinkelverteilung8. Mehrfachionisation: Mechanismen, Energie- und Winkelverteilungen9. Molekulare Photoionisation: Höhere Drehimpulse

• Atome in starken Laserfeldern1. Multiphotonenionisation2. Tunnelionisation3. Der Rückstreumechanismus: Höhere Harmonische,

hochenergetische Elektronen, Doppelionisation4. Mehrfachionisation: Mechanismen, Impulse und Energien

1. Ion-Atom Stöße1. Elektronentransfer2. Ionisation

Page 2: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Ene

rgy

1s1s

2s2p

Ene

rgy

1s1s

2s2p

Page 3: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche
Page 4: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

0

Ene

rgiy

0

Ene

rgiy

98% Single Ionization2% Double IonizationIndependent Electrons:

NO double ionization!

How does 1 photon couple to2 electrons?

Page 5: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

%

CCC TheoryA. Kheifets

JPB 34, L247 (2001)

energy above thresholds (eV)

Electron-scattering

Shake-Off

Page 6: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Electron-scattering

Shake-Off

1) is the 2 step picture ok?

can we experimentally

tell which electron

absorbed the photo?

2) what is the second step:

shake or

electron-scattering

Page 7: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Two Step Model:

1. Step: Absorbtion of PhotonEnergy and angular momentum is given toone electron

2. Step:shake orelectron scattering?

Page 8: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Electron-scattering

Shake-Off

90o

1eV

449eV

420eV

30eV

Page 9: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

ground state reaction mechanisms

Quantum-few-body problem

Hohe Energie -> Endzustand spielt kaum Rolle

Niedrige Energien : 3 Teilchen Problem!

Page 10: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Quantum-few-body problem

December 1999T. Rescigno, B. McCurdy

Page 11: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

e2

Direction of e1

Image of |(k1,k2)|2

Page 12: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche
Page 13: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

e2

Direction of e1

He25 eV

electron 1

Image of |(k1,k2)|2

Page 14: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

He25 eV

electron 1

selection rule: 1Po two particle wave function:k1 =- k2 forbidden!

Electron repulsion:

never to same

half plane

Page 15: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

99eV h + He He2+ + 2e-

e2

Ee1=Ee2

Polarization

e1

Page 16: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Chirality in the few-body Problem ?

initialstate

finalstate

Chiral many body,intial states

oriented molecules

isotropic initial state

Page 17: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Circular dichroism in He double photoionization

Electron 1

Electron 2

Prediction:Berakdar and KlarFreiburg

Page 18: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Image of |(k1,k2)|2

Page 19: Inhalt 1.Atome als Quantenmechnische Teilchen 1.Wiederholung Interferenz und Doppelspalt, Paradoxien, 2.Quantenradierer, Delayed Choice 3.Doppelspaltversuche

Überblick:

Ein und Mehrelektronenprozesse:

Beobachtungen