Illustration des Fano-Prozesses als zwei Seiten einer Medaille. Durch Absorption eines hochenergetischen Lichtquants (Photon) wird Helium (He) zum positiv geladenen He + Ion. Dies kann in der Natur zum einen durch den direkten Prozess geschehen, bei dem ein einzelnes Elektron (e - ) herausgeschlagen wird. Zum anderen ist dies über einen Zwischenzustand möglich, in dem beide Elektronen des Heliumatoms zunächst angeregt werden. Dieser wird durch die gegenseitige Abstoßung der Elektronen (grüne Wellenlinie) dann von selbst ("auto-")ionisiert und verliert dabei ein Elektron, während das andere Elektron in den Grundzustand zurückfällt. Diese Wege überlagern (interferieren) quantenmechanisch und wurden bislang durch eine charakteristische (asymmetrische) Linienform (grün) im Energiespektrum (E) verstanden. Die andere Seite der Medaille stellt das nun entwickelte Verständnis des Prozesses im Zeitbereich (t) dar: die phasenverschobene Schwingung des durch die Elektronenbewegung erzeugten Dipols. Jeweils schwarz sind die Lorentzlinie im Absorptionsspektrum und die entsprechende Dipolschwingung in der zeitabhängigen Darstellung abgebildet. [weniger]
Mit kurzen Laserpulsen lässt sich die Form von Absorptionslinien maßschneidern, womit sich völlig neue experimentelle Möglichkeiten ergeben. Auf die Vorgänge in der Quantenwelt bieten sich künftig völlig neue Perspektiven. Ein Team um Forscher des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg hat einen eigentlich sattsam bekannten Quantenprozess, die Fano-Interferenz, von der Warte der zeitabhängigen klassischen Physik aus betrachtet und sieht ihn nun in neuem Licht. In der Fano-Interferenz interagiert Licht auf besondere Weise etwa mit Atomen. Sie lässt sich in Experimenten durch eine spezielle Signatur von dem herkömmlichen Muster unterscheiden, in dem Materie Licht absorbiert. Nun entdeckten die Heidelberger Forscher ein zweites Gesicht des Prozesses. Und das verrät eine bislang verborgene, enge Verwandtschaft mit der gängigen Absorption.
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