Institut für Experimentalphysik

In den Arbeitsgruppen des Instituts widmen wir uns der experimentellen Quantenoptik sowie der Quantenmetrologie, einem Teilbereich der Quantentechnologie. Wir erforschen, wie wir Atome und Moleküle in besonderen Zuständen präparieren können, vornehmlich mittels Lasern, und wie die Teilchen für Fragestellungen in der Fundamentalphysik genutzt werden können.

Zu den Fragen gehören z.B.:

Wie wechselwirken Atome in hochangeregten Zuständen?
Wie kann man Moleküle mit extrem geringer Bewegungsenergie herstellen?
Woraus besteht die Dunkle Materie?
Gibt es neben den vier bekannten Naturkräften weitere Kräfte?
Sind die bisher bekannten Symmetrien exakt oder nur genähert gültig?

Die Beantwortung dieser Fragen erfordert die die Verfeinerung bestehender und die Entwicklung neuer experimenteller Konzepte.

2024/11: Doktoranden Magnus Schenkel und Victor Vogt präsentieren ein einzigartiges Laser-Spektroskopiesystem. Erstmals ist es möglich, auch in einem weiten Bereich im Infraroten mit hoher Leistung und exzellenter Frequenzgenauigkeit zu spektroskopieren.

2024/08: Der Gruppe von Andreas Mooser und Klaus Blaum am MPI für Kernphysik, ist es - in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Ulmer – gelungen, das magnetische Kernmoment des Isotops Beryllium-9 um einen Faktor 40 genauer als bislang bekannt zu vermessen. Es ist damit die zweitgenaueste Messung eines solchen magnetischen Kernmoments die je durchgeführt wurde. Die Arbeit wurde heute in Nature publiziert.  

2024/08: Die Arbeitgruppe von Prof. Ulmer berichtet in einer weiteren in Physical Review Letters veröffentlichten Publikation über die mehr als 1000-fach verbesserte Fehlerrate der nicht-destruktiven Quantenspektroskopie von Antiprotonenspins. Dies ist dank einer neu-entwickelten Maxwell-Daemon-Kühlmethode gelungen. Hier ein Link zur HHU Pressemitteilung.

2024/07: In einer in der Fachzeitschrift Physical Review Letters erschienenen Publikation berichtet die Arbeitgruppe von Prof. Ulmer über die Demonstration der sympathetischen Kühlung eines einzelnen Protons in einer Penningfalle, auf eine nie zuvor erreichte Rekordtemperatur von 170mK. Die Arbeit stellt einen wichtigen Schritt in Richtung präziserer Materie/Antimaterie-Vergleiche dar.     

2024/04: In einer gemeinsamen Publikation, sagen Prof. J.-Ph. Karr (Paris) und Prof. Schiller voraus, dass es möglich sein sollte, mehrere Fundamentalkonstanten erheblich genauer zu bestimmen, indem die Laserspektroskopie der Wasserstoffmolelkül-Ionen deutlich weiter getrieben wird als bisher.

2024/04: Einem interessierten Publikum in der Sternwarte Neanderhöhe Hochdahl (Erkrath) präsentierte Prof. Schiller das Thema "Rätsel Dunkle Materie - gelingt der Nachweis im Labor?"

2024/03: Doktoranden V. Vogt und M. Schenkel berichten auf der Frühjahrstagung der Dt. Physikalischen Gesellschaft in Freiburg über ihre Fortschritte. Eine gelungene Veranstaltung!

2024/01: Ein neues Fenster auf das einfachste Molekül: erstmalige Laserspektroskopie eines Übergangs in H₂⁺. Unsere Ergebnisse sind hier kommentiert worden

2023/11: Erfolgreiche Verlängerung des Max-Planck / RIKEN / PTB Center for Time, Constants and Fundamental Symmetries

2023/09: Unser Übersichtsartikel zur Präzisionsspektroskopie von Wasserstoff-Molekülionen ist erschienen

2023/06: Wir erweitern die Doppler-freie Ein-Photonen-Spektroskopie an Ionensensembles auf Nah-Infrarot-Übergänge und führen damit eine der präzisesten Überprüfungen einer quantentheoretischen Vorhersage durch. Einführender Artikel hier.

2022/11: Christian Wellers wird im Beisein eines großen Publikums zum Dr. rer. nat. gekürt, aufgrund der "Entwicklung und Charakteriserung einer Ionenfallen-Apparatur für Spektroskopie einzelner Moleküle und Atome". Wir freuen uns über seinen erfolgreichen Abschluß eines aufwändigen Projekts!

2022/11: Dr. Stefan Ulmer von RIKEN (Japan) und CERN (Schweiz) kommt an die Fakultät für Physik der HHU. Herzlich willkommen an unserer Universität!

2022/10: Jianwei Shen promoviert zum Dr. rer. nat., mit einer Arbeit zur optischen und THz-Spektroskopie von Ionen in Fallen. Glückwunsch!

2022/05: Michael Hansen legt seine Promotionsprüfung ab, zum Thema "Frequenzmetrologie-Werkzeuge für die hochauflösende Spektroskopie von Wasserstoff-Molekülionen". Wieder live! Wir gratulieren!

2022/05: Das Team "Ionenfalle I" (S. Alighanbari, G. Giri, I. Kortunov, M. Schenkel, S. Schiller) erhält den diesjährigen Helmholtz-Preis des Helmholtz-Fonds in einer feierlichen Veranstaltung in Bad Honnef überreicht, mit anschließender Rheinfahrt auf der "Moby Dick". Der Preis ist mit 20.000 € dotiert.

2021/12: R. Oswald, Victor Vogt und A. Nevsky setzen neue Grenzen für die Wechselwirkung zwischen Dunkler Materie und gewöhnlicher Materie.

2021/12: Doktorand Rene Oswald und A. Nevsky demonstrieren eine neuartige Spektroskopietechnik für Ionen im Festkörper.

2021/11: Erstmals wird ein einzelnes Wasserstoff-Molekülion in einer Radiofrequenzfalle kontrolliert gespeichert und gekühlt (Christian Wellers, Magnus Schenkel et al.).

2021/08: Eugen Wiens promoviert mit einer Dissertation zu kryogenen optischen Resonatoren. Herzlichen Glückwunsch!

2021/08: Doktorand Ivan Kortunov entdeckt ultraschmale Infrarot-Übergänge in sympathisch gekühlten Ionen und realisiert damit eine hochgenaue Bestimmung des Proton-Elektron-Massenverhältnisses.

2020/08: Soroosh Alighanbari promoviert mit summa cum laude.

2020/06:    Zusammen mit dem Team von D. Bakalov (INRNE, Sofia) stellen wir die präzise Theorie der Hyperfeinstruktur des Deuterium-Molekülions vor

2020/05:    Die genaueste Messung des Massenverhältnisses Proton-Elektron mittels Rotationsspektroskopie an HD⁺ gelungen

2020/04:    E. Wiens stellt die vollständige Charakterisierung eines kompakten, schwingungsunempflindlichen Siliziumresonators vor, der bei 3 K betrieben wird

2019/05:   WDR Interview mit Prof. Schiller über das ERC project "PREMOL" (startet bei 1:50 min)

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