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Das Munich-Centre for Advanced Photonics (MAP)
Ziel der wissenschaftlichen Arbeiten im Cluster ist es, neue kohärente Lichtquellen und lichtbetriebene Teilchenquellen mit nie dagewesenen Eigenschaften zu entwickeln. Dazu gehören höhere Intensitäten, die sub-Femtosekundenkontrolle von Few-Cycle-Lichtpulsen, eine bessere Frequenzgenauigkeit und stärkere Photonenenergien. Die klassische Elektronik hat eine zeitliche Auflösung von einigen Pikosekunden, bei Lichtpulsen sind 100 Attosekunden möglich. Neue Verstärkertechniken wie die „Zwitscherspiegel“ oder die optische parametrische Verstärkung in nicht-linearen Kristallen führen sowohl zu einer Phasenkontrolle wie auch zu einer erheblich höheren Amplitude des Lichtfeldes.
MAPs Forschungsziele
GG-1: Weiterentwicklung der Grundlagen und der Technologie der ultraschnellen Laser (einschließlich der Hilfsmittel wie geeignete Optiken) zu höheren Spitzen- und Durchschnittsleistungen, größeren Bandbreiten (vom UV bis zum IR) und maßgeschneiderten Wellenformen.
GG-2: Weiterentwicklung der Quellen für die Photonik bei niedrigen Energien und der Technologie der Frequenzkämme zu höheren Energien und kürzeren Wellenlängen (im UV-Bereich), die Attosekundenpulse zu höheren Spitzen- und Durchschnittsleistungen (von 100 eV über 500 eV bis hin zu 10 keV) und der Elektronen- und Photonenpulse im Angströmbereich zu noch kürzeren Pulsdauern (100 Femtosekunden bis 1 Femtosekunde).
GG-3: Weiterentwicklung der Quellen für die Hochfeldphotonik, laserbasierte kompakte brillante Röntgen- und Ionenstrahlquellen mit Energien, die für die medizinische Diagnostik (20 keV bis 100 keV und darüber hinaus) und Therapie (50 MeV bis über 200 MeV) geeignet sind.
GG-4: Erforschung der Elektronen auf einer atomaren Skala in Echtzeit unter besonderer Berücksichtigung der Elektron-Elektron-Wechselwirkung, der daran gekoppelten Elektron-Kern-Bewegung und der strahlenbiologischen Effekte in Biomoleküle, der kollektiven Bewegung in Festkörpersystemen und – auf lange Sicht – die Aufnahme dieser Bewegungen als Film.
GG-5: Kontrolle von Orbitalelektronen auf einer atomaren bzw. mesoskopischen Skala, um neue Wege der Steuerung in molekularen Strukturen und Reaktionen und in nanostrukturierten Systemen zu erforschen, um so die Elektronik in den IR- und sichtbaren Frequenzbereich voranzubringen.
GG-6: Entwicklung und Erforschung einer fortgeschrittenen biomedizinischen Bildgebung mit konventionellen brillanten Röntgenquellen sowie neuartiger Techniken für die Bildgebung biologischen Materials und von menschlichen und tierischen Organen mit bisher nicht gekannter Auflösung, die helfen sollen, chronische Krankheiten und Krebs im Frühstadium zu entdecken.
GG-7: Untersuchung einer kostengünstigen Ionenstrahltherapie mit konventionellen Quellen, Erforschung der strahlenbiologischen Auswirkungen von kurzen gepulsten Ionenstrahlen und der Machbarkeit einer Ionenstrahltumortherapie mit laserbasierten Protonen- und Ionenquellen für eine kostengünstige lokale Tumortherapie.