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Ferenc Krausz

ungarisch-österreichischer Physiker

Ferenc Krausz (* 17. Mai 1962 in Mór) ist ein ungarisch-österreichischer Physiker und Hochschullehrer. Mit seinem Forschungsteam gelang es ihm als Erstem, einen Lichtpuls von weniger als einer Femtosekunde Dauer sowohl zu erzeugen als auch zu messen. Die Arbeitsgruppe verwendet diese Attosekunden-Lichtpulse, um die Bewegung atomarer Elektronen abzubilden. Diese Leistung markiert den Beginn der Attosekundenphysik.[1] 2023 erhielt er gemeinsam mit Pierre Agostini und Anne L’Huillier den Nobelpreis für Physik.[2]

Ferenc Krausz (2010)

Akademischer Werdegang

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Krausz studierte von 1981 bis 1985 Theoretische Physik an der Eötvös-Loránd-Universität und Elektrotechnik an der Technischen Universität Budapest. Von 1988 bis 1991 promovierte Krausz an der TU Wien in Laserphysik bei Arnold Schmidt am Institut für Photonik, von 1991 bis 1993 habilitierte er an der Technischen Universität Wien. 1996–1998 war er außerordentlicher Professor für Elektrotechnik an der TU Wien, 1999–2004 ordentlicher Professor. Seit 2004 ist er Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik am Hochschul- und Forschungszentrum Garching in Garching bei München und Inhaber eines Lehrstuhls für Experimentalphysik an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU). Er ist Mitbegründer und war von 2010 bis 2019 einer der beiden Sprecher des Exzellenzclusters Munich-Centre for Advanced Photonics (MAP). Seit 2015 ist er Gründungsdirektor des Centre for Advanced Laser Applications an der LMU und seit 2019 auch Gründungs-CEO des Center for Molecular Fingerprinting in Budapest.[3]

Forschung

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Ferenc Krausz und seinem Forschungsteam ist es erstmals gelungen, einen Lichtpuls von einer Dauer von weniger als einer Femtosekunde experimentell zu demonstrieren und mit diesen Attosekunden-Lichtpulsen die inter-atomare Bewegung von Elektronen in Echtzeit wahrnehmbar zu machen. Diese Ergebnisse markieren den Beginn der Attosekundenphysik.[4][5][6][7]

Die Vorarbeit für diesen Meilenstein leistete Krausz mit seinem Team in den 1990er Jahren mit einer ganzen Reihe von Innovationen[8] zur Weiterentwicklung der Femtosekunden-Lasertechnologie bis an ihre ultimative Grenze – bis hin zu Lichtpulsen, die den überwiegenden Teil ihrer Energie in einer einzigen Schwingung des elektromagnetischen Felds tragen. Eine unabdingbare Voraussetzung für die Erzeugung derart kurzer Lichtblitze ist die hochpräzise Kontrolle der Verzögerung verschiedener Farbkomponenten von breitbandigem (weißen) Licht über eine volle Oktave. Die von Krausz und Szipöcs entwickelten Spiegel aus aperiodischen Multilagen (chirped mirrors[9]) machten eine solche Kontrolle erstmals möglich und bilden heute einen wesentlichen Bestandteil jeder modernen Femtosekunden-Laseranlage. Mithilfe intensiver, aus ein bis zwei Wellenzyklen bestehender Laserpulse konnte Krausz’ Gruppe im Jahr 2001 erstmals einen Attosekunden-Lichtpuls (aus extrem ultraviolettem Licht, EUV) sowohl erzeugen als auch messen[10] und wenig später damit auch die Bewegung von Elektronen auf subatomarer Skala in Echtzeit verfolgen.[11] Die von Krausz und seinem Team demonstrierte Kontrolle der Wellenform von Femtosekundenpulsen[12] und den daraus resultierenden reproduzierbaren Attosekundenpulsen erlaubten die Etablierung der Attosekunden-Messtechnik,[13][14] wie sie heute als technologische Basis für die experimentelle Attosekundenphysik dient. Mit diesen Werkzeugen gelang Krausz und seinen Mitarbeitern die Steuerung von Elektronen in Molekülen[15] und die erstmalige Echtzeitbeobachtung einer Reihe fundamentaler Elektronenvorgänge wie Tunneln,[16] Ladungstransport,[17] kohärente EUV-Emission,[18] verzögerter Photoeffekt,[19] Valenzelektronen-Bewegung,[20][21] Kontrolle der optischen und elektrischen Eigenschaften von Dielektrika.[22][23] Diese Resultate wurden in internationalen Kooperationen erzielt, unter anderem mit den Gruppen von Joachim Burgdörfer, Paul Corkum, Theodor Hänsch, Misha Ivanov, Ulrich Heinzmann, Stephen Leone, Robin Santra, Mark Stockman und Marc Vrakking.

Die Femtosekunden-Lasertechnologie, die als Grundlage für die Attosekunden-Messtechnik diente, nutzen Krausz und sein Team nun zur Weiterentwicklung der Infrarotspektroskopie für biomedizinische Anwendungen. Mit ultrakurzen Infrarot-Laserpulsen angeregte biologische Proben senden Infrarotwellen aus. Durch das Abtasten des elektrischen Feldes dieser Wellen können über die Messung des so genannten „electric-field molecular fingerprint“ (EMF) kleinste Veränderungen in der molekularen Zusammensetzung der untersuchten Proben detektiert werden. Ziel der Forschungskooperation „Lasers4Life“ und „Center for Molecular Fingerprinting“, bestehend aus Laserphysikern, Mathematikern, Medizinern und Molekularbiologen, ist es anhand der Messung des EMF von Blutproben den Gesundheitszustand von Menschen zu verfolgen und Krankheiten im frühen Stadium zu erkennen.[24][25]

2015 war Krausz bei Thomson Reuters als einer der Favoriten (Clarivate Citation Laureate) für einen Nobelpreis für Physik gelistet, da er sehr oft zitiert wurde.[26] Acht Jahre später, im Jahr 2023, war es dann tatsächlich so weit, mit Pierre Agostini und Anne L’Huillier erhielt er den Nobelpreis.[27]

Ehrungen

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Preise und Auszeichnungen

Mitgliedschaften

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Commons: Ferenc Krausz – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. ↑ F. Krausz, M. Ivanov, Reviews of Modern Physics 81, 163 (2009). (Memento vom 23. September 2015 im Internet Archive) (PDF; 14,2 MB).
  2. ↑ The Nobel Prize in Physics 2023. Abgerufen am 3. Oktober 2023 (amerikanisches Englisch).
  3. ↑ Curriculum Vitae. (PDF) In: attoworld.de. Februar 2023, abgerufen am 3. Oktober 2023 (englisch).
  4. ↑ Yaron Silberberg: Physics at the attosecond frontier. In: Nature. Band 414, Nr. 6863, 2001, S. 494–495, doi:10.1038/35107171, PMID 11734831.
  5. ↑ Maciej Lewenstein: Resolving Physical Processes on the Attosecond Time Scale. In: Science. Band 297, Nr. 5584, 2002, S. 1131–1132, doi:10.1126/science.1075873, PMID 12183615.
  6. ↑ Louis F. DiMauro: Atomic photography. In: Nature. Band 419, Nr. 6909, 2002, S. 789–790, doi:10.1038/419789a, PMID 12397335.
  7. ↑ Philip H. Bucksbaum: Ultrafast control. In: Nature. Band 421, Nr. 6923, 2003, S. 593–594, doi:10.1038/421593a, PMID 12571581.
  8. ↑ Thomas Brabec, Ferenc Krausz: Intense few-cycle laser fields: Frontiers of nonlinear optics. In: Reviews of Modern Physics. Band 72, Nr. 2, 2000, S. 545–591, doi:10.1103/revmodphys.72.545 (attoworld.de [PDF]).
  9. ↑ R. Szipöcs, K. Ferencz, Christian Spielmann, Ferenc Krausz: Chirped multilayer coatings for broadband dispersion control in femtosecond lasers. In: Optics Letters. Band 19, Nr. 3, 1994, S. 201–201, doi:10.1364/ol.19.000201, PMID 19829591 (szipocs.com [PDF]).
  10. ↑ Michael Hentschel, Reinhard Kienberger, Christian Spielmann, Georg A. Reider, Nenad Milošević, Thomas Brabec, P. B. Corkum, Ulrich Heinzmann, Markus Drescher, Ferenc Krausz: Attosecond metrology. In: Nature. Band 414, Nr. 6863, 2001, S. 509–513, doi:10.1038/35107000, PMID 11734845.
  11. ↑ Markus Drescher, Michael Hentschel, Reinhard Kienberger, M. Uiberacker, Vladislav S. Yakovlev, Armin Scrinzi, T. Westerwalbesloh, Ulf Kleineberg, Ulrich Heinzmann, Ferenc Krausz: Time-resolved atomic inner-shell spectroscopy. In: Nature. Band 419, Nr. 6909, 2002, S. 803–807, doi:10.1038/nature01143, PMID 12397349.
  12. ↑ Andrius Baltuška, Th. Udem, M. Uiberacker, Michael Hentschel, Eleftherios Goulielmakis, Christoph Gohle, Ronald Holzwarth, Vladislav S. Yakovlev, Armin Scrinzi, Theodor W. Hänsch, Ferenc Krausz: Attosecond control of electronic processes by intense light fields. In: Nature. Band 421, Nr. 6923, 2003, S. 611–615, doi:10.1038/nature01414, PMID 12571590.
  13. ↑ Reinhard Kienberger, Eleftherios Goulielmakis, M. Uiberacker, Andrius Baltuška, Vladislav S. Yakovlev, F. Bammer, Armin Scrinzi, T. Westerwalbesloh, Ulf Kleineberg, Ulrich Heinzmann, Markus Drescher, Ferenc Krausz: Atomic transient recorder. In: Nature. Band 427, Nr. 6977, 2004, S. 817–821, doi:10.1038/nature02277, PMID 14985755.
  14. ↑ Eleftherios Goulielmakis, M. Uiberacker, Reinhard Kienberger, Andrius Baltuška, Vladislav S. Yakovlev, Armin Scrinzi, T. Westerwalbesloh, Ulf Kleineberg, Ulrich Heinzmann, Markus Drescher, Ferenc Krausz: Direct Measurement of Light Waves. In: Science. Band 305, Nr. 5688, 2004, S. 1267–1269, doi:10.1126/science.1100866, PMID 15333834 (attoworld.de [PDF]).
  15. ↑ Matthias F. Kling, Ch. Siedschlag, A. J. Verhoef, J. I. Khan, Martin Schultze, Thorsten Uphues, Y. Ni, M. Uiberacker, Markus Drescher, Ferenc Krausz, Marc J. J. Vrakking: Control of Electron Localization in Molecular Dissociation. In: Science. Band 312, Nr. 5771, 2006, S. 246–248, doi:10.1126/science.1126259, PMID 16614216 (attoworld.de [PDF]).
  16. ↑ M. Uiberacker, Thorsten Uphues, Martin Schultze, A. J. Verhoef, Vladislav S. Yakovlev, Matthias F. Kling, J. Rauschenberger, Н. М. Кабачник, H. Schröder, M. Lezius, K. L. Kompa, H. G. Müller, Marc J. J. Vrakking, Stefan Hendel, Ulf Kleineberg, Ulrich Heinzmann, Markus Drescher, Ferenc Krausz: Attosecond real-time observation of electron tunnelling in atoms. In: Nature. Band 446, Nr. 7136, 2007, S. 627–632, doi:10.1038/nature05648, PMID 17410167.
  17. ↑ Adrian L. Cavalieri, Norbert Müller, Thorsten Uphues, Vladislav S. Yakovlev, Andrius Baltuška, Balint Horváth, B. Schmidt, Ludwig Blümel, Ronald Holzwarth, Stefan Hendel, Markus Drescher, Ulf Kleineberg, Pedro M. Echenique, Reinhard Kienberger, Ferenc Krausz, Ulrich Heinzmann: Attosecond spectroscopy in condensed matter. In: Nature. Band 449, Nr. 7165, 2007, S. 1029–1032, doi:10.1038/nature06229, PMID 17960239.
  18. ↑ Eleftherios Goulielmakis, Martin Schultze, Michael Hofstetter, Vladislav S. Yakovlev, Justin Gagnon, M. Uiberacker, Andrew Aquila, Eric M. Gullikson, David Attwood, Reinhard Kienberger, Ferenc Krausz, Ulf Kleineberg: Single-Cycle Nonlinear Optics. In: Science. Band 320, Nr. 5883, 2008, S. 1614–1617, doi:10.1126/science.1157846, PMID 18566281 (unt.edu [PDF]).
  19. ↑ Martin Schultze, Markus Fieß, Nicholas Karpowicz, Justin Gagnon, Michael Korbman, Michael Hofstetter, Stefan Neppl, Adrian L. Cavalieri, Yannis Komninos, Theodoros Mercouris, Cleanthes A. Nicolaides, Renate Pazourek, Stefan Nagele, Johannes Feist, J. Burgdörfer, Abdallah M. Azzeer, Ralph Ernstorfer, Reinhard Kienberger, Ulf Kleineberg, Eleftherios Goulielmakis, Ferenc Krausz, Vladislav S. Yakovlev: Delay in Photoemission. In: Science. Band 328, Nr. 5986, 2010, S. 1658–1662, doi:10.1126/science.1189401, PMID 20576884.
  20. ↑ Eleftherios Goulielmakis, Zhi-Heng Loh, Adrian Wirth, Robin Santra, Nina Rohringer, Vladislav S. Yakovlev, Sergey Zherebtsov, Thomas Pfeifer, Abdallah M. Azzeer, Matthias F. Kling, Stephen R. Leone, Ferenc Krausz: Real-time observation of valence electron motion. In: Nature. Band 466, Nr. 7307, 2010, S. 739–743, doi:10.1038/nature09212, PMID 20686571.
  21. ↑ Adrian Wirth, M. Th. Hassan, Ivanka Grguraš, Justin Gagnon, A. Moulet, Tran Trung Luu, Stefan Pabst, Robin Santra, Z. A. Alahmed, Abdallah M. Azzeer, Vladislav S. Yakovlev, Vladimir Pervak, Ferenc Krausz, Eleftherios Goulielmakis: Synthesized Light Transients. In: Science. Band 334, Nr. 6053, 2011, S. 195–200, doi:10.1126/science.1210268, PMID 21903778.
  22. ↑ Agustin Schiffrin, Tim Paasch-Colberg, Nicholas Karpowicz, Vadym Apalkov, Daniel Gerster, Sascha Mühlbrandt, Michael Korbman, Joachim Reichert, Martin Schultze, Simon Holzner, Johannes V. Barth, Reinhard Kienberger, Ralph Ernstorfer, Vladislav S. Yakovlev, Mark I. Stockman, Ferenc Krausz: Optical-field-induced current in dielectrics. In: Nature. Band 493, Nr. 7430, 2012, S. 70–74, doi:10.1038/nature11567, PMID 23222521.
  23. ↑ Martin Schultze, Elisabeth M. Bothschafter, Annkatrin Madlen Sommer, Simon Holzner, Wolfgang Schweinberger, Markus Fieß, Michael Hofstetter, Reinhard Kienberger, Vadym Apalkov, Vladislav S. Yakovlev, Mark I. Stockman, Ferenc Krausz: Controlling dielectrics with the electric field of light. In: Nature. Band 493, Nr. 7430, 2012, S. 75–78, doi:10.1038/nature11720, PMID 23222519.
  24. ↑ Mihalea Žigman: A new watchman guarding our health? (PDF) In: pulse – the newsletter of attoworld. Dezember 2020, abgerufen am 1. Oktober 2021 (englisch).
  25. ↑ Ioachim Pupeza, Maximilian Huber, Michael K. Trubetskov, Wolfgang Schweinberger, Syed Ali Hussain, Christina Höfer, Kilian Fritsch, Markus Poetzlberger, Lénárd Vámos, Ernst E. Fill, Tatiana V. Amotchkina, Kosmas V. Kepesidis, Alexander Apolonski, Nicholas Karpowicz, Vladimir Pervak, Oleg Pronin, F. Fleischmann, Abdallah M. Azzeer, Mihaela Žigman, Ferenc Krausz: Field-resolved infrared spectroscopy of biological systems. In: Nature. Band 577, Nr. 7788, 2020, S. 52–59, doi:10.1038/s41586-019-1850-7, PMID 31894146.
  26. ↑ Olivia Meyer-Streng: Prof. Ferenc Krausz wird „2015 Thomson Reuters Citation Laureate“. In: idw – Informationsdienst Wissenschaft. 24. September 2015, abgerufen am 17. Januar 2021.
  27. ↑ The Nobel Prize in Physics 2023. In: nobelprize.org. 3. Oktober 2023, abgerufen am 3. Oktober 2023 (englisch).
  28. ↑ Eva-Maria Gruber: Verleihung der START- und Wittgenstein-Preise 2002. ORF.at, 2002, abgerufen am 10. Februar 2018.
  29. ↑ Letokhov Medal Recipients. EPS, 25. Februar 2019, abgerufen am 26. Februar 2019 (englisch).
  30. ↑ Wolf-Preis 2022 (Memento vom 8. Februar 2022 im Internet Archive)
  31. ↑ Neuer Ehrenbürger der Marktgemeinde auf meinbezirk vom 21. Dezember 2023, abgerufen am 22. Dezember 2023.
  32. ↑ Attila Leitner: Nobel laureate Krausz wins Public Media's Person of the Year Award. Budapest Times, 22. Dezember 2023, abgerufen am 24. Dezember 2023 (englisch).
  33. ↑ Sabine Dobel: Nobelpreisträger Krausz erhält Maximiliansorden. In: bayerische-staatszeitung.de. 6. Februar 2024, abgerufen am 7. Februar 2024.
  34. ↑ 2009 OSA Fellows. OSA, abgerufen am 10. Februar 2018.
  35. ↑ Mitgliedseintrag von Ferenc Krausz bei der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, abgerufen am 3. Juni 2016.
Personendaten
NAME Krausz, Ferenc
KURZBESCHREIBUNG österreichisch-ungarischer Physiker
GEBURTSDATUM 17. Mai 1962
GEBURTSORT Mór, Ungarn
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