Photonen- und Teilchenspektroskopie
Die Untersuchung energiereicher Strahlung liefert wichtige Einblicke in die zugrundeliegenden Wechselwirkungsprozesse.
Ein Forschungsschwerpunkt des Helmholtz-Instituts Jena ist die experimentelle und theoretische Untersuchung der relativistischen und quantenelektrodynamischen Effekte bei extremen Feldstärken, wie sie bei Schwerionen oder in intensiven Laserfeldern auftreten
Auf der experimentellen Seite ist hier vor allem die Entwicklung und Anwendung von Techniken zum präzisen Nachweis von energiereicher Teilchen- und vor allem Photonenstrahlung zu nennen. Bei der Präzisionsspektroskopie im Röntgenbereich profitiert das Helmholtz-Institut von der Nähe zu der Universität Jena, welche über jahrzehntelange Expertise auf dem Feld der Kristallspektroskopie verfügt. Darüber hinaus stehen dem Helmholtz-Institut zukünftig neuartige Kalorimetersysteme für Präzisionsexperimente in einem breiten Photonenenergiebereich zur Verfügung.
Neben der spektralen Untersuchung von Röntgenstrahlung entwickelt das Institut auch Techniken für polarisationsaufgelöste Messungen. So stehen beispielsweise für die Untersuchung der linearen Polarisation von harter Röntgenstrahlung neuartige, effiziente Compton-Polarimeter zur Verfügung.
Die Spektroskopie an intensiven Laserquellen stellt aufgrund der extrem intensiven und kurzen Strahlungspulse eine besondere Herausforderung dar, auch hier werden neue Möglichkeiten der Röntgendiagnose untersucht und an den zur Verfügung stehenden Lasersystemen getestet.
An den zukünftigen Anlagen zur Laser- und Schwerionenforschung bieten sich neue Perspektiven zur Untersuchung der Wechselwirkung von Strahlung und Materie in extremen Feldern. Dazu sind theoretische Vorarbeiten von relativistischen Effekten und QED-Beiträgen, wie beispielsweise bei Ionisationsprozessen, notwendig. Des Weiteren wird unter anderem die Möglichkeit der Untersuchung von Paritätsverletzung in atomaren Übergängen theoretisch behandelt.
