نبذة مختصرة : Die Kombination von ultrakalten Quantengasen und Femtosekundenlaserpulsen ermöglicht das Untersuchen von fundamentalen Fragestellungen bezüglich Atomen in starken Lichtfeldern, der ultraschnellen Manipulation von kohärenten Materiewellen und der Erzeugung von Wenig- bis Vielteilchensystemen aus Ladungsträgern mittels Starkfeldionisation. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf solchen Vielteilchensysteme mit langreichweitiger Coulombwechselwirkung, die durch lokale Ionisation eines Rubidium-87 Bose-Einstein-Kondensat mittels Femtosekundenlaserpulsen erzeugt werden. Die Photoelektronen haben bei einer Pulswellenlänge von 511 nm eine Überschussenergie von 0.68 eV, was zur Bildung eines Plasmas führt, in dem die initiale Elektronentemperatur fünf Größenordnungen über der Ionentemperatur liegt. Aufgrund der hohen Dichte und der vernachlässigbaren kinetischen Energie der Atome, weist das Plasma anfangs eine stark gekoppelte Ionenkomponente mit einem Kopplungsparameter von Γ = 4800 auf. Nach der Ionisation führen Ladungstrennung und Expansion des Systems zu ultraschnellem Elektronenkühlen. Hierbei wird die Elektronentemperatur von anfangs 5250 K innerhalb von weniger als 500 ns auf 10 K reduziert. Molekulardynamiksimulationen ermöglichen uns tiefere Einblicke in die Dynamik des Systems und zeigen eine Elektronenkühlrate von 400 K/ps. Des Weiteren wird das Zusammenspiel zwischen dem ultrakalten Mikroplasma mit großem Ladungsungleichgewicht und dichten Rydberggasen untersucht, indem die Wellenlänge des Femtosekundenlaserpulses über die Zwei-Photonen-Ionisationsschwelle hinaus durchgestimmt wird. Somit lässt sich oberhalb der Ionisationsschwelle die Überschussenergie der Photoelektronen variieren und unterhalb der Schwelle können Rydbergzustände hinunter bis zum n = 8d - Zustand angeregt werden. Die Detektion von Elektronen, die an der Plasmadynamik teilnehmen, sowie von Elektronen, die aus Drei-Photonen-Ionisation stammen oder durch kontrollierte Ionisation der adressierten Rydbergzustände erzeugt werden, erlaubt uns ...
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