Physikalisches Kolloquium

Physics Colloquium at The Faculty of Mathematics and Natural Sciences

Lectures on tuesdays 16:15pm in Hans-Geiger auditorium

Leibnizstr. 13, 24098 Kiel

 

Wintersemester 2019/2020

 

  • 15.10.2019

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 22.10.2019

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 29.10.2019: Prof. Dr. Nahid Talebi (IEAP, Universität Kiel)

    Titel: Nanooptics with Slow and Fast Electrons (Antrittsvorlesung)

    Abstract: Electron-light interactions and the various mechanisms lying within this context have been discussed from the very early days of the rise of quantum mechanics. Transition from classical concepts such as Thomson scattering to more advanced quantum mechanical counterparts like Compton scattering, photoelectric effect, and more recently free-electron lasers, opened the way towards designing precise accelerating mechanisms and radiation sources.

    Here, I first discuss electron-light interactions from the classical point of view. Mainly, inelastic interaction of electron beams with optical near-field distributions in nanostructures is considered. I show that near-field distributions can act as a mediator to transfer the energy between electron beams and light [1]. Moreover, based on the contribution of the electron-induced polarization to the radiation continuum, few-photon radiation sources are proposed and investigated [2]. Moreover, thin film electron-driven photon sources can be employed inside electron microscopes, for the purpose of spectral interferometry [3].

    In a second part of my talk, I discuss electron-light interactions from semi-classical standpoint. First, I investigate the free-space interaction and consider the generalization of Kapitza-Dirac effect (KDE) to address quantum-coherent phenomena which occur as a result of interference between ponderomotive and absorptive/emissive parts of the minimal coupling Hamiltonian [4]. Then, I talk about the interaction of point-projection slow-electron wavepackets with light and nanostructures [5]. It is shown that the coupling strength between electrons and near-field light is increased by decreasing the electron velocity; hence this fact demonstrates the sensitivity of slow electrons to the electromagnetic interactions, covering both elastic and inelastic scattering.

    References:
    [1] N Talebi, J. Opt. 19 (2017), 103001.
    [2] N Talebi, S Meuret, S Guo, M Hentschel, A Polman, H Giessen, et al., Nat. Commun. 10 (2019), 599.
    [3] N Talebi, Sci. Rep. 6 (2016), 33874.
    [4] N Talebi and C Lienau, "Interference between Quantum Paths in Coherent Kapitza-Dirac Effect," New J. Phys. 21 (2019), 093016
    [5] J Vogelsang, N Talebi, G Hergert, A Wöste, P Groß, A Hartschuh, et al., ACS Photon. 5 (2018), 3584.

    Gastgeber: Prof. Magnussen
  • 05.11.2019: (Fest-) Kolloquium Satellit Azur - Vortrag: Dr. Berndt Klecker, Max Planck Institut für extraterrestrische Physik, Garching

    Titel: Energiereiche Teilchen in der Magnetosphäre: Erkenntnisse von AZUR bis zu den Van Allen Probes

    Abstract: Vor nunmehr 50 Jahren, am 8. November 1969, wurde der erste deutsche Forschungssa-tellit (AZUR) gestartet. Etwa zehn Jahre vorher waren mit den ersten US amerikanischen Satelliten Explorer 1 und 3 (1958) energetische Teilchen in der Magnetosphäre der Erde entdeckt worden, und damit die Strahlungsgürtel der Erde, die später zu Ehren des Ent-deckers „Van Allen Strahlungsgürtel“ genannt wurden. Die Aufgabe von AZUR war es, mit einer Reihe von Sensoren (Magnetometer, Photometer, Teilchendetektoren) diese Strahlungsgürtel, sowie die Polarlichtzone und solare Teilchenereignisse näher zu er-kunden. Die Instrumentierung und der Satellit wurden in Zusammenarbeit mehrerer In-stitute in Deutschland (MPE, CAU, MPAe, TUB, DFVLR) und der Industrie (Hauptauf-tragnehmer Bölkow) entwickelt und mit einer Scout Rakete in Vandenberg (USA) gestartet.

    AZUR markiert somit den Beginn der Weltraumforschung in Deutschland, die in den folgenden Jahrzehnten einen stürmischen Aufschwung erlebte. Seither wurden weltweit zahlreiche wissenschaftliche Satelliten zur Erforschung der Magnetosphäre der Erde gestartet. Im ersten Teil des Vortrags werde ich zunächst einen Überblick über die Mission AZUR, deren Ergebnisse, sowie die Strahlungsgürtel der Erde geben. Im zweiten Teil folgt dann eine Übersicht der weiteren Entwicklung mit einigen Höhepunkten, die mit Missionen wie ISEE-1/2 (Start 1977), AMPTE (Start 1984), SAMPEX (Start 1992), Cluster (Start 2000) und van Allen Probes (Start 2012) verbunden sind.

    Gastgeber: Prof. Heber
  • 12.11.2019: Prof. Arutiun Ehiasarian (Sheffield Hallam Universiity, UK)

    Titel: High Power Impulse Magnetron Sputtering: The Age of Adolescence
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Kersten
  • 19.11.2019: Dr. Jingnan Guo (Habilitationsvorlesung)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Wimmer-Schweingruber
  • 26.11.2019: Prof. Dr. K.A.H. van Leeuwen (Eindhoven School of Education)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Talebi
  • 03.12.2019: Prof. Dr. Elke Scheer (Universität Konstanz)

    Titel: Visualization of spatial modulation and persistent response states of strongly-driven membrane resonators

    Abstract: Micro- and nano-scale mechanical resonators operated in the strongly nonlinear regime exhibit unusual dynamic behavior, including the phenomenon of persistent response, which denotes the development of a vibrating state with nearly constant and high amplitude over a wide frequency range. The origin of this persistent response state can be revealed for membrane resonators by optical profilometry. By applying a combination of temporally and spatially resolved methods we show that the rectangular membrane adopts a peculiar ring-shaped pattern I which different parts of the membrane oscillate at different frequencies, a phenomenon that we denote as spatial modulation [1]. At even larger driving strength, the persistent response arises as a signature of mode coupling between different flexural modes and their localized overtones.

    abstract_scheer_image

    Finally, we propose a phase diagram for the manifold vibrational states that the membrane can adopt and a model based on the coupling of nonlinear oscillators that qualitatively describes the experimental observations.

    [1] F. Yang et al., Phys. Rev. Lett. 122, 154301 (2019)

    Gastgeber: Prof. Berndt
  • 10.12.2019: Dr. Franko Greiner (IEAP)

    Titel: From dust in plasma to (nano) dusty plasma
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Benedikt
  • 17.12.2019: Dr. Dominik Kraus (Helmholtz-Zentrum Dresden-
    Rossendorf)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Bonitz
  • 07.01.2020: Dr. Sophie Meuret (CNRS France)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Talebi
  • 14.01.2020: Prof. Antti-Pekka Jauho (DTU Copenhagen)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Bonitz
  • 21.01.2020: Prof. Dr. Harald Brune (EPFL, Lausanne)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Berndt
  • 28.01.2020: Prof. Dr. Edvin Lundgren (Lund University)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Magnussen
  • 04.02.2020: Prof. Dr. Beatriz Roldán Cuenya (Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Magnussen
  • 11.02.2020:

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber:
  • 18.02.2020: Prof. van de Sanden (Direktor von DIFFER (Dutch Institute for Fundamental Energy Research), Eindhoven, NL)

    Titel:
    Abstract:
    Gastgeber: Prof. Benedikt