22 23 ct.qmat ct.qmat AREA A B C D Röntgenstrahlen werden von einem Quantenmaterial reflektiert. X-rays being reflected by a quantum material. Fokus Quantenoptik Focus on Quantum Optics Adriana Pálffy-Buß nutzt extrem kurzwellige Röntgenstrahlung statt sichtbarem Licht, um winzigste Teilchen zu erforschen. Die Wechselwirkung von Röntgenquanten mit Atomkernen soll der Materialforschung ganz neue Optionen eröffnen. Die Expertin auf dem jungen Forschungsfeld der Röntgenquantenoptik schreibt somit die Würzburger Röntgentradition in eine neue Quantenrichtung fort. Denn am Physikalischen Institut der Universität Würzburg entdeckte Wilhelm Conrad Röntgen 1895 die „X-Strahlen“. „Würzburg ist nicht nur die Heimat der Röntgenstrahlung, sondern durch das Exzellenzcluster ct.qmat auch eine unglaublich spannende Forschungsumgebung für die Quantenphysik“, erklärt die Röntgenphysikerin. Sie entwickelt theoretische Modelle für die Wechselwirkung von Licht und Materie, die Röntgenstrahlung bzw. -photonen anstelle des Laserlichts in den Mittelpunkt stellen. Denn um das Verhalten und die Struktur von Atomkernen zu erforschen, braucht es hochenergetische Lichtteilchen. Während die Elektronen der Atomhülle durch optisches Laserlicht angeregt werden, sind zur Anregung von Atomkernen Röntgenphotonen mit bis zu 150.000-fach größerer Energie notwendig. „Eine spannende Perspektive ist, die Streuung der Röntgenphotonen durch topologische Effekte gezielt zu kontrollieren und dadurch neuartige Möglichkeiten für die Materialanalyse zu erschaffen“, so Pálffy-Buß, deren theoretische Überlegungen zur „starken Kopplung“ von Röntgenstrahlen und Atomkernen experimentell bestätigt wurden. Theoretische Quanteninformation und Quantenoptik, Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, JMU Würzburg Adriana Pálffy-Buß #Zusammenspiel: ct.qmat-Professorin Pálffy-Buß untersucht Effekte, die sich im Atomkern durch die Wechselwirkung mit Röntgenstrahlen ergeben. #The X factor: Professor Pálffy-Buß at ct.qmat investigates effects in the atomic nucleus induced by X-ray interactions. Instead of using visible light, Adriana Pálffy-Buß employs ultrashort-wavelength X-rays to study extremely tiny particles. The interaction between X-ray quanta and atomic nuclei holds promise for novel approaches in materials science. As a leading figure in the nascent field of X-ray quantum optics, Pálffy-Buß is steering Würzburg’s X-ray legacy towards new quantum boundaries. After all, it was in Würzburg that Wilhelm Conrad Röntgen first discovered X-rays in 1895 at the Physikalisches Institut of Universität Würzburg. “As well as being the birthplace of X-rays, Würzburg is also an incredibly exciting research environment for quantum physics research thanks to ct.qmat,” says Pálffy-Buß. She develops theoretical models focusing on the interactions between light and matter, specifically with X-rays and X-ray photons, rather than laser light. The study of atomic nuclei’s behavior and structure necessitates high-energy light particles. While optical laser light can excite the electrons in an atomic shell, it takes X-ray photons – with up to 150,000 times more energy – to stimulate atomic nuclei. “One fascinating prospect is to use topological effects to specifically control the scattering of X-ray photons, thus paving the way for new material analysis methods,” elaborates Pálffy-Buß, whose theoretical work on the “strong coupling” of X-rays with atomic nuclei has already been experimentally validated.
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