Vorträge im WS 2001/2002

Prof. Dr. Hans Ludwig, Universität Lund, Schweden Hydrodynamische Simulationen von Sternatmosphären: Aspekte zu Turbulenz und Mischen (5. Februar 2002) Hydrodynamische Simulationen von Sternatmosphären, in denen konvektiv getriebene Strömungsvorgänge statt finden, geben Einblick in das komplexe Zusammenspiel zwischen Strahlung und Gasströmungen, die deren Struktur bestimmen. In letzter Zeit sind insbesondere mit der Entdeckung sogenannter Brauner Zwerge und extra-solarer Planeten sehr kühle Objekte ins Blickfeld gerückt. In meinem Vortrag gebe ich einen Überblick über den Stand hydrodynamischer Modellrechnungen und gehe anschließend auf das spezifische Problem der Transporteigenschaften konvektiver Strömungen in den Atmosphären kühler Sterne ein. Die Fragestellung ist von Bedeutung für die Verteilung von Staubpartikeln (analog irdischer Wolken) in diesen Objekten, welche das beobachtbare spektrale Erscheinungbild bestimmt.
 
Prof. Dr. R. Wiesendanger, Zentrum für Mikrostrukturforschung der Universität Hamburg

Quantenphänomene auf der Nanometerskala: Neue Einblicke mittels Rastertunnelspektroskopie (29. Januar 2002)

Rastersondentechniken erlauben in vielfältiger Hinsicht neue Einblicke in den Nanokosmos, da sie als Nahfeldmethoden eine Kombination atomarer Ortsauflösung und hoher Energieauflösung im Submillielektronenvoltbereich bieten, was für die Untersuchung von Quantenphänomenen in Nanostrukturen eine wesentliche Voraussetzung darstellt. Gezeigt werden aktuelle Beispiele aus der Halbleiterphysik im Hinblick auf die Eigenschaften des Elektronensystems in Gegenwart eines räumlich fluktuierenden Potentials, hervorgerufen durch eine inhomogene Dotieratomverteilung. Erstmals konnte der Effekt der Landauquantisierung direkt im Ortsraum beobachtet werden, wobei die Spinaufspaltung der Landauzustände spektroskopisch nachgewiesen und erstmals eine räumliche Fluktuation auf der Nanometerskala beobachtet wurde. Spinaufspaltungen elektronischer Zustände wurden auch an Oberflächen von ferro- und antiferromagnetischen Materialien studiert. Durch den Einsatz ferromagnetisch beschichteter Sondenspitzen kann über spinabhängige Tunnelprozesse die räumliche Verteilung jeweils einer Spinkomponente ausgemessen werden, was für die Abbildung magnetischer Domänenwände mit Subnanometer-Auflösung bis hin zur Abbildung antiferromagnetischer Spinstrukturen auf atomarer Skala genutzt werden kann. Durch die Kombination mit der inelastischen Tunnelspektroskopie können schließlich Ladungs- und Spindichteanregungen in Nanostrukturen studiert werden. Das Verständnis der physikalischen Phänomene im Nanokosmos liefert letztlich die Grundlage für eine neue Technologie auf der Nanometerskala, welche die digitale Kontrolle der Materie auf Einzelatom-, Einzelladungs- und Einzelspinebene vereinigt.
 
Prof. Dr. Gregor Morfill, Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik Garching

Komplexe Plasmen unter Schwerelosigkeit - Das Plasmakristallexperiment an Bord der International Space Station (22. Januar 2002)

Plasmakristalle sind eine neue Form der Materie. Sie entstehen spontan in komplexen Plasmen, d.h. Plasmen, die Mikropartikel beinhalten. Diese Partikel werden- durch die Wechselwirkung mit den freien Elektronen und Ionen im Plasma aufgeladen, und bilden somit eine weitere, durch ihre große Masse (verglichen zu Elektronen und Ionen), dominierende Komponente des Plasmas. Bei Untersuchungen komplexer Plasmen im Labor dominiert die Schwerkraft über alle anderen, viel schwächeren Kräfte. Nur in einem schmalen Bereich in der Plasmarandschicht, dort wo das elektrische Feld ausreichend stark ist um der Schwerkraft entgegenzuwirken, lassen sich komplexe Plasmen mit Mikropartikeln herstellen. Unter Schwerelosigkeit hingegen lassen sich große, 3-dimensionale komplexe Plasmen und Plasmakristalle im Hauptplasma erzeugen. Hier spielen viel schwächere Kräfte eine Rolle, die im Einzelnen gezielt untersucht werden können. Das Plasmakristall-Experiment, PKE-Nefedov, ist das erste physikalische Experiment auf der ISS. Es wurde Ende Februar 2001 von Baikonur in Kasachstan mit einer Progress-Rakete gestartet und von der ersten permanenten Crew an Bord der ISS in Betrieb genommen, bevor andere große Wissenschaftsplattformen installiert werden konnten. Ziel von PKE-Nefedov ist die Erforschung des komplexen Plasmas über einen breiten Parameterbereich. Aus den gewonnen Daten sollen dedizierte Experimente definiert werden.
 
Dr. habil. Eugen Weschke, Institut für Experimentalphysik, Freie Universität Berlin

Wachstum, elektronische Struktur und magnetische Eigenschaften epitaktischer Lanthanidmetallfilme (15. Januar 2002)

Dünne metallische Filme und Schichtsysteme mit neuen Materialeigenschaften sind Gegenstand intensiver Forschung. Für viele dieser Systeme sind - nicht nur bei hoher Reaktivität - Untersuchungsmethoden interessant, die eine Präparation in situ erlauben. So konnten neben Photoelektronenspektroskopie auch Röntgenstreuung und resonante magnetische Röntgenstreuung unter Ultrahochvakuumbedingungen durchgeführt werden und ermöglichten eine detaillierte Charakterisierung der elektronischen Struktur im Zusammenhang mit kristalliner Struktur und magnetischer Ordnung. Einige Möglichkeiten dieser komplementären Kombination von spektroskopischen und strukturellen Methoden werden am Beispiel epitaktischer Lanthanidmetallfilme demonstriert. Der Vortrag wird sich dabei mit Phänomenen beschäftigen, die aus der Wechselwirkung der lokalen magnetischen 4f-Momente mit den Leitungselektronen resultieren, wie Phasenübergänge im Zusammenhang mit dem Kondo-Effekt oder langreichweitige magnetische Ordnung mit helikalen Spinstrukturen. In diesem Zusammenhang werden auch zwei weitere Aspekte betrachtet, nämlich die Möglichkeit, chemische Reaktionen an Oberflächen geordneter dünner Filme zu untersuchen, sowie Perspektiven, die sich bei magnetischen Röntgenstreuexperimenten an sehr dünnen Filmen eröffnen, wenn man Resonanzen im weichen Röntgenbereich ausnutzt.
 
PD Dr. Kai Starke, Institut für Experimentalphysik, Freie Universität Berlin

Magnetische Grenzflächen im Röntgenlicht (15. Januar 2002)

Magnetische Schichtsysteme aus wenigen Atomlagen haben es in kurzer Zeit aus den Labors der Grundlagenforschung bis zur Anwendung in der Speichertechnologie gebracht, dank der Abhängigkeit des elektrischen Widerstands vom Spin der Leitungslektronen. Nach diesem Erfolg rein metallischer Systeme erwartet man nun, dass der Elektronspin auch die Halbleiterelektronik revolutionieren wird wenn es gelingt, heteromagnetische Grenzflächen zu präparieren, an denen die Valenzstände hochgradig spinpolarisiert sind. In diesem Vortrag werden spektroskopische Methoden vorgestellt, die den wohl derzeit genauesten Blick auf magnetische Grenzflächen erlauben. Den Spin der Leitungselektronen kann man direkt mit (Inverser) Photoemission im vakuum-ultravioletten Spektralbereich nachweisen. Um an Verbindungsgrenzflächen die Beiträge einzelner Elemente zur Magnetisierung zu unterscheiden, regt man Rumpfelektronen aus inneren Schalen an. Dabei können Photoelektronen oft mit einzelnen Atomlagen an der Grenzflläche identifiziert werden. Weiter werden kürzlich begonnene Untersuchungen der Ummagnetisierung magnetischer Nanosysteme in äußeren Feldern vorgestellt. Riesige Oszillatorstärken im weichen Röntgenbereich (Wellenlänge ~ 5..10nm) erlauben es an heutigen Synchrotron-Lichtquellen, mit magneto-optischem Kerreffekt die temperaturabhängige Magnetisierung komplexer Systeme element-spezifisch zu messen.
 
Dienstag, 15. Januar 2002, 16:45 Dr. Martin Weinelt, Lehrstuhl für Festkörperphysik, Universität Erlangen-Nürnberg

Energetik und Dynamik elektronischer Zustände an Festkorperoberflächen (15. Januar 2002)

Ultraschnelle Elektronentransferprozesse zwischen Festkörperoberflächen und auf der Oberfläche adsorbierten Atomen oder Molekülen sind grundlegende Vorgänge der Adsorbat- Substrat Wechselwirkung. Solche Ladungstransferprozesse sind einerseits durch die elektronische Struktur der Valenzzustände anderseits durch die Dynamik elementarer Elektronenstreuprozesse bestimmt. Das Ziel der vorgestellten Arbeiten ist ein mikroskopisches Verständnis dieser Prozesse auf der Femtosekunden-Zeitskala zu entwickeln. Mit Hilfe der (hochaufgelösten) Rumpfelektronenspektroskopie an Synchrotronstrahlungsquellen werden Kohärenzeffekte zwischen Anregung und Zerfall von Rumpflochzuständen ausgenützt, um dynamische Phänomene wie Elektronentransfer und nukleare Bewegung rein spektroskopisch zu verfolgen. Direkt zeitaufgelöste Photoelektronenemission ist bisher nur mit Pump-Probe Experimenten realisierbar. Ein erster Femtosekunden-Laserpuls regt Elektronen in einen definierten Zwischenzustand an, dessen zeitliche Entwicklung mittels eines zweiten, zeitversetzten Pulses abgefragt wird. Inelastische und quasielastische Streuprozesse im Zwischenzustand führen einerseits zu Zerfall der angeregten Elektronenpopulation andererseits zu Phasenrelaxation. Winkelenergie- und zeitaufgelöste Photoemissionspektroskopie erlaubt diese Prozesse getrennt und zustandselektiv zu untersuchen.
 
PD Dr. Joachim Bansmann, Fachbereich Physik, Universität Rostock

Von dünnen Filmen zu deponierten Clustern auf Oberflächen der Einfluss der Größe und der Struktur auf die magnetischen und elektronischen Eigenschaften (8. Januar 2002)

Der Beitrag befasst sich mit den elektronischen und magnetischen Eigenschaften in nieder-dimensionalen metallischen Systemen wie ultradünnen Schichten, Inselstrukturen und Clustern auf Oberflächen. Im Vordergrund stehen hierbei Veränderungen der physikalischen Eigenschaften durch die Reduzierung der Größe, den Einfluss von Grenzflächen und räumliche Einschränkungen. Die Effekte werden am Beispiel von Eisen- und Kobaltfilmen auf W(110) sowie an aus der Gasphase deponierten, massenselektierten Eisenclustern dargestellt. Die Charakterisierung der Größe und der Struktur der untersuchten Systeme erfolgte mit LEED, Rastertunnelmikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie. Die Experimente zum Magnetismus und zur elektronischen Struktur wurden mit verschiedenen Methoden durchgeführt, in der Regel unter Verwendung von durchstimmbarer, linear bzw. zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung an den Speicherringen BESSY und ESRF. Die Messungen umfassen mit der winkelaufgelösten Photoemission und dem Magneto-optischen Kerr-Effekt (im sichtbaren und im weichen Röntgenbereich) die Spektroskopie der Elektronenhülle. Zusätzlich werden Resultate an kleinen 57Fe-Teilchen auf einer Wolframoberfläche unter Verwendung einer nuklearer Festkörperanregung, der kernresonanten Vorwärtsstreuung (Mössbauer-Spektroskopie mit Synchrotronstrahlung), vorgestellt. Die Ergebnisse an den ausgewählten Systemen werden im Rahmen von Modellrechnungen und Resultaten an vergleichbaren Systemen anderer Gruppen diskutiert.
 
Dr. Thomas Greber, Physik Institut der Universität Zürich

Untersuchung der Elektronenbewegungen an einer spintronischen Grenzfläche (8. Januar 2002)

Das Verständnis von atomar scharfen Grenzflächen baut maßgeblich auf Ergebnissen der Elektronenspektroskopie. Dabei kommt der Photoemission eine Schlüsselrolle zu weil mit ihr die Energie, der Impuls und der Spin von Elektronen an Oberflächen gemessen werden kann. Am Beispiel einer einzelnen Atomlage hexagonalen Bornitrids auf ferromagnetischem Nickel wird damit die geometrische und elektronische Struktur bestimmt. Es zeigt sich, dass sich die minoritaets und majoritaets Fermiflächen des Nickels in Anwesenheit eines Isolators verändern, woraus Schlüsse für elektronische und ´spintronische´ Grenzflächen gewonnen werden können
 
Dr. Clemens Heske, Experimentelle Physik II, Universität Würzburg

Spektroskopie mit weichen Röntgenstrahlen: von verborgenen Grenzschichten bis zur resonanten Raman-Streuung(8. Januar 2002)

Die elektronischen und chemischen Eigenschaften von Grenzflächen spielen sowohl in der Technologie- als auch in der Grundlagen-orientierten Forschung ein wichtige Rolle, z.B. bei der Herstellung und Optimierung von Leuchtdioden, Solarzellen, oder auch Quantentrog- Strukturen. Durch die Inbetriebnahme hochbrillanter Synchrotronstrahlungsquellen der dritten Generation konnten in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte bei der Untersuchung solcher Grenzflächen und allgemein der elektronischen Struktur von Festkörpern erzielt werden. So erlaubt der hohe Photonenfluss u.a. den Einsatz hochaufgelöster Röntgenemissionsspektroskopie, die aufgrund ihres ´photon-in-photon-out´-Charakters hervorragend geeignet ist, vergrabene Grenzflächen zu untersuchen. Dies gilt insbesondere für die Kombination mit etablierten Methoden der Oberflächenphysik (z.B. Photoelektronenspektroskopie und Inverse Photoemission). Im ersten Teil des Vortrags werden u.a. anhand ausgewählter Oberflächen und fest/fest- bzw. flüssig/fest-Grenzflächen des industriell sehr vielversprechenden Cu(In,Ga)(S,Se)2- Dünnschichtsolarzellen-Systems einige der neuen spektroskopischen Möglichkeiten und Aussagen demonstriert, z.B. hinsichtlich Durchmischung, Oxidation, Bandanpassung und Lokalisierung von Verunreinigungen. Der zweite Teil des Vortrags widmet sich den zusätzlichen Effekten bei resonanter Anregung: es wird gezeigt, dass mit resonanter inelastischer Streuung eine Analyse der Volumen-Bandstruktur von isolierenden oder makroskopisch ungeordneten Materialien möglich ist, die im Rahmen einer elektronischen Ramanstreuung beschrieben werden kann.
 
Dr. Pavel Kroupa, Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Kiel

Die Bedeutung von Sternhaufen für Galaktische Astrophysik (18. Dezember 2001)

Die fundamentalen Bausteine von Galaxien sind Sternhaufen. Die Physik der Entstehung von Sternhaufen definiert die physikalischen Eigenschaften von Galaxien, und insbesondere die Eigenschaften der Sternpopulation und die Phasenraumverteilung der Sterne. So kann zum Beispiel die Form der Periodenverteilung von Doppelsternen in der Milchstrasse durch das Auflösen von Doppelsternen in jungen Sternhaufen verstanden werden. Die rechenintensive Quantifizierung der stellardynamischen Vorgänge in jungen Sternhaufen ist daher von zentraler Wichtigkeit für unser Verständnis der Eigenschaften sehr junger Doppelsterne; mit entsprechenden wichtigen Implikationen für die Theorie der Sternentstehung. Des weiteren kann das bisher unverstandene Anwachsen der Geschwindigkeitsdispersion von galaktischen Feldsternen mit ihrem Alter dadurch erklärt werden, dass die Sternentstehungsrate in der Milchstrasse ruhiger geworden ist und deshalb früher massivere Sternhaufen entstanden sind, als in der heutigen Epoche. Dieser Ansatz hat demnach wichtige kosmologische Implikationen für die Entwicklung und Stabilität von dünnen Scheibengalaxien.
 
Dr. Edgar Weckert, HASYLAB/DESY, Hamburg

Zukunft der Synchrotronstrahlung bei DESY (4. Dezember 2001)

Die Zukunftspläne von DESY konzentrieren sich auf den Bau und den Betrieb von TESLA, einer 33 km langen Elektronen- Positronen- Kollisionsmaschine im Verbund mit einem Laserlabor im Röntgengebiet. Zusätzlich zu den Laserröntgenquellen beabsichtigt DESY auch in Zukunft, Strahlung aus Speicherringen, die im internationalen Vergleich in Bezug auf Fluss und Brillanz konkurrenzfähig ist, den Nutzern zur Verfügung zu stellen. Dies ist auf längere Sicht mit dem bisher für Synchrotronstrah-lungsexperimente genutzten Speicherring DORIS nicht möglich; da einer Aufrüstung dieses Speicherrings zu einer höchst brillanten Synchrotronstrahlungsquell geometrische Einschränkungen durch das bestehende Gebäude entgegenstehen. Aus diesem Grund wird ein Ausbau des 2,3 km langen PETRA-Rings zu einer dedizierten Synchrotronstrahlungsquelle ins Auge gefasst. In der Grundausbaustufe sollten bereits Brillanz und Flusswerte vergleichbar mit denen der heutigen ESRF erreichbar sein. Durch den Einsatz von Dämpfungswigglern ließe sich die Emittanz um einen weiteren Faktor vier auf 1 nmrad bei 6 GeV Elektronenenergie verkleinern. Damit werden Brillanzwerte jenseits von 1021 ph/s/mm2/mrad2/0,1%BW für Undulatoren möglich. Damit wird eine auf mindestens zwei Dekaden hinaus international konkurrenzfähige Strahlungsquelle mit ca. 13-15 Undulator-Meßplätzen zur Verfügung stehen. Die genauere Definition der zu bauenden Experimentierstationen wird im ersten Halbjahr 2002 in Angriff genommen werden.
 
Dr. Jürgen Fritsch, Institut für Theoretische Physik, Universität Regensburg

Manifestation atomarer Rekonstruktion und struktureller Ordnung in Oberflächenschwingungen (27. November 2001)

Die Schwingungszustände einer Oberfläche geben unmittelbar Aufschluss über die Anordnung der Atome und die Bindungskräfte in den obersten Lagen eines Festkörpers. Ein detailliertes Studium der vibronischen Anregungen trägt daher zu einem genauen Verständnis der treibenden Kräfte und Prozesse bei, die die mikroskopische Struktur und elektronischen Eigenschaften einer Oberfläche festlegen. Mit Hilfe von Berechnungen, die auf der Dichtefunktionaltheorie beruhen, gelingt es, die physikalischen Eigenschaften kristalliner Festkörper und ihrer Oberflächen mit großer Genauigkeit zu bestimmen. Da in derartigen Rechnungen keine an experimentelle Daten anzupassende Parameter verwendet werden, sind die so gewonnenen numerischen Ergebnisse von sehr großem Nutzen, um die Resultate aus spektroskopischen Untersuchungen zuverlässig interpretieren zu können. Der Vortrag skizziert zunächst das Vorgehen, das der Berechnung der strukturellen, elektronischen und dynamischen Eigenschaften der Oberflächen kristalliner Festkörper zugrunde liegt. Im Anschluss daran wird anhand der Beispiele der mit Antimon und Wismut bedeckten (110)-Oberflächen von III-V-Halbleitern und der Cr2O3(0001)-Oberfläche verdeutlicht, dass das Studium der elektronischen Dispersion und mikroskopischer Schwingungszustände einen entscheidenden Beitrag zur Bestimmung der atomaren Anordnung und der Bindungsstruktur leistet. Die Identifikation eines mittels hochauflösender Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie nachgewiesenen Schwingungszustands bestätigt die für Cr2O3(0001) diskutierte atomare Struktur. So bildet sich auf der mit Wismut bedeckten
 
Prof. Dr. Rainer Grauer, Theoretische Physik, Ruhr-Universität Bochum

Turbulenz, singuläre Strukturen und magnetische Rekonnexion (13. November 2001)

Intermittenz in turbulenten hydro- und magnetohydrodynamischen Strömungen ist ein faszinierendes, kontrovers diskutiertes und immer noch ungelöstes Problem. In jüngster Vergangenheit wurden erhebliche Fortschritte in einem Modell-System der Turbulenz, der sogenannten Burgers Turbulenz, erzielt. Dabei konnten die Schwänze der Verteilungsfunktionen für die Geschwindigkeitsinkremente aus Informationen der in der Strömung vorhandenen singulären Strukturen (hier Schocks) bestimmt werden. Man erwartet eine ähnliche Situation für die Navier-Stokes und MHD Gleichungen, wo die Rolle der Schocks von Wirbelröhren und Stromschichten übernommen wird. Hochaufgelöste numerische Simulationen, basierend auf blockstrukturierter adaptiver Gitterverfeinerung mit einer effektiven Auflösung von bis zu 40963 Gitterpunkten, werden für die Entwicklung der singulären Strukturen vorgestellt. Singuläre Strukturen spielen außerdem eine entscheidende Rolle im Verständnis der sogenannten schnellen magnetischen Rekonnexion. Ein wichtiger Aspekt der magnetischen Rekonnexion ist der enorme Bereich relevanter räumlicher Skalen, der an dieser Form der Strukturbildung beteiligt ist. Zum Beispiel wird in einem Fusionsexperiment die Dynamik auf der Makroskala (einige Meter) durch die Instabilitäten und Turbulenz auf der Skala der Elektronen-Eindringtiefe beeinflusst. Aufgrund der auftretenden Skalentrennung bietet die adaptive Gitterverfeinerung derzeit die einzige Möglichkeit, Rekonnexionsrechnungen mit realistischen Massenverhältnissen durchzuführen.
 
Prof. Dr. K.-H. Meiwes-Broer, Fachbereich Physik, Universität Rostock

Spektroskopie an kalten und heißen Clustern (6. November 2001)

Metallische Partikel spielen bereits seit Jahrhunderten eine Rolle, so beispielsweise bei der Anfertigung farbiger Kirchenscheiben. Heutzutage experimentieren wir mit noch kleineren Teilchen, den Clustern. Viele interessante Eigenschaften wurden im vergangenen Jahrzehnt entdeckt: Es zeigen sich neue elektronische und optische Effekte, das magnetische Verhalten unterscheidet sich drastisch von dem des Festkörpers, auch chemische Reaktivitäten können von der exakten Atomanzahl eines Clusters bestimmt werden. In dem Vortrag sollen zwei neue Untersuchungsrichtungen zur Sprache kommen: Zum einen gelingt es, Metallcluster in Heliumtröpfchen bei 0.4 Kelvin zu präparieren und zu spektroskopiern. Dabei zeigt sich im Falle von Magnesiumcluster eine neue elektronische S chalenstruktur. Zum anderen kann die endliche Ausdehnung eines Clusters genutzt werden, um die Einkopplung intensiver elektromagnetischer Strahlung in Materie zu studieren. In ultrakurzen Lichtfeldern lassen sich dichte Plasmazustände anregen mit einer Dichte, die nahezu der des Festkörpers entspricht. In der folgenden Coulomb- explosion entstehen hochgeladene Ionen mit Energien bis zu einem MeV.
 
Dr. André Melzer, Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Kiel

"Dynamik komplexer Plasmen" (23. Oktober 2001)

Seit der Entdeckung von Coulombkristallisation in komplexen Plasmen im Jahre 1994 haben sich diese Systeme zum dramatisch wachsenden Gebiet der Plasmaphysik entwickelt. In komplexen Plasmen können dynamische Prozesse auf der atomaren kinetischen Ebene sichtbar gemacht werden, die die Untersuchung einer Reihe unerwarteter und faszinierender Phänomene in stark gekoppelten Plasmen und in Modellsystemen kondensierter Materie ermöglichen. Komplexe (und staubige) Plasmen bestehen aus makroskopischen Partikeln im Größenbereich von einigen Nanometern bis hin zu einigen hundert Mikrometern, die in ein Plasma aus Elektronen, Ionen und Neutralteilchen eingebettet sind. Die Partikel werden im Plasma stark negativ geladen, und aufgrund ihrer starken Coulombwechselwirkung können sich die Partikel unter geeigneten Bedingungen in geordneten Strukturen, dem sogenannten Plasmakristall anordnen. Dabei erlauben die Zeit- und Größenskalen in komplexen Plasmen eine direkte und individuelle Beobachtung der einzelnen Partikel und ihrer Bewegung. In diesem Vortrag werden ausgesuchte Laborexperimente zur Dynamik in diesem neuartigen Gebiet der komplexer Plasmen vorgestellt, die grundlegende quantitative Untersuchungen zur Wechselwirkung der Partikel untereinander sowie der Partikel-Plasma-Wechselwirkung ermöglichen. Dabei hat sich die in unserer Arbeitsgruppe entwickelte Methode der Manipulation individueller Partikel mit fokussierten Laserstrahlen als extrem wirkungsvoll für eine gezielte Anregung verschiedenster dynamischer Vorgänge, wie Wellen, Normalmoden und Machkegeln, und für direkte Kraftmessungen erwiesen.