Resonante Starkfeld-Kontrolle kohärenter elektronischer Dynamik im K-Atom und K2-Molekül

Die Kontrolle molekularer Prozesse auf ihren natürlichen ultrakurzen Zeitskalen ist ein zentrales Ziel von Chemikern und Physikern gleichermaßen. Heute eröffnen hochentwickelte ultraschnelle Lasertechnologien ungeahnte Möglichkeiten steuernd in den Verlauf chemischer Reaktionen einzugreifen. Die effiziente Kontrolle photochemischer Ereignisse gelingt durch Manipulation der Valenzelektronen in Molekülen mittels intensiver Femtosekunden-Laserpulse. Ausgereifte Techniken zur Formung dieser Pulse mit zuvor unerreichter Präzision ermöglichen die effektive Anpassung des Laserfeldes an die schnelle Elektronendynamik. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den physikalischen Mechanismen hinter der Starkfeld-Kontrolle kohärenter elektronischer Prozesse. In einem intuitiven Bild des induzierten elektrischen Dipols im treibenden Laserfeld werden Szenarien zur gezielten Steuerung der Starkfeld-Wechselwirkung abgeleitet. Dabei werden etablierte Mechanismen aus der NMR ins optische Regime übertragen sowie neuartige Kontrollschemata entwickelt und vorgestellt. Durch Anwendung auf die Kontrolle gekoppelter Elektronen- und Kerndynamik eines neutralen Moleküls gelingt es, die elektronische Anregung selektiv, effizient und ultraschnell zwischen unterschiedlichen gebundenen Zielzuständen zu schalten.