Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Licht verhält sich mal wie eine elektromagnetische Welle, mal wie ein Schauer aus masselosen Teilchen, sogenannten Photonen, je nachdem, unter welchen Bedingungen es untersucht oder verwendet wird. Materie wiederum besteht zwar aus Partikeln, kann aber dennoch Welleneigenschaften aufweisen, die zu überraschenden Phänomenen im Mikrokosmos führen.

An unserem Institut untersuchen wir die Wechselwirkung von Licht mit Quantensystemen und erkunden dabei Bereiche, in denen sich Licht und Materie sowohl als Welle als auch als Teilchen manifestieren. So experimentieren wir auf der einen Seite mit Licht aus einzelnen Photonen, das ganz andere Interferenz-Eigenschaften hat als ein intensiver Lichtstrahl. Kühlen wir auf der anderen Seite Ensembles von Materieteilchen, die Masse haben, auf extrem tiefe Temperaturen ab, dann beobachten wir plötzlich Phänomene, die auf die Wellennatur der Teilchen zurückgehen. Verwenden wir schließlich extrem kurze und hochintensive Lichtpulse, die Billiarden von Photonen enthalten, dann spielt die Teilchennatur des Lichtes keine Rolle mehr. Wir nutzen die großen elektromagnetischen Lichtfelder, um die Bewegung von Elektronen in Molekülen zu steuern oder um Elektronen auf relativistische Energien zu beschleunigen.