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Lise-Meitner-Lectures 2015: Material in neuem Licht - wie maßgeschneidertes Licht Materie strukturieren und anordnen kann

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nach der herzlichen Dank für die sehr nette Einführung wollen Land uns gehört es geht um das Jahr des Lichtes deshalb soll es
ein Vortrag zum nicht sein und außerdem ist in der Tradition von Lise Meitner sie wird an einen Vortrag vorkommen also wenn sie aufpassen wenn sie auf eine kleine Verbindung das Licht zu Lise Meitner werden wollte habe ich betitelt Material in neuem Licht etwas zweideutig denn einerseits beschäftige ich mich wirklich Licht andererseits aber auch mit der Möglichkeit mit Licht Material zu strukturieren
und das nicht geht möchte ich gerne Staaten mit ein paar Beispielen von nicht weiter weil er den 1. dieser Art beginnen in Germany dazu 23. bis gesagt den Englisch so etwa wird der kürzlichen Englisch ist Wilfried mit nur einem ähnlichen und wie mir mit und zum wenn wir uns anschauen was sich besonders im 2. Jahr sich
doch alle selbst diejenigen die mit Musik wenig zu tun haben begeistert ist das nicht eigentlich überall präsent ist das zeigt dieses Zitat von Johann Wolfgang von Goethe vielleicht sehr gut wo Licht ist ist auch Schatten und das bedeutet nicht dass in der Natur und erleben das täglich ein anderes Beispiel ist das Licht das Licht auch nicht seriös ist es wird besonders morgen früh ist denn morgen früh ist eine Sonnenfinsternis und als jemand der hier haben diesen vor der Welt am nächsten Morgen noch in Berlin ist wollte ich mir noch die
nötige Ausrüstung besorgen stand schon in der Zeitung dass hier Sonnenfinsternis Brillen ausverkauft sind und die Fracht an einigen Stellen und da war das wirklich nicht der ist denn ich habe erfahren von einigen die mir sagten ja das war letzte Woche noch nicht bekannt ob die Sonnenfinsternis ist denn das kann man nicht so gut vorher berechnet dass wer weiß wieder sich in diese Woche fällt und andere haben dann gesagt naja man weiß ja nicht ob überhaupt das Wetter so ist das eine Sonnenfinsternis gibt es aber eine gar nicht
präpariert dafür dass interessant was so ja einige von der Natur denken wie unberechenbar doch auch nicht sein könnte sich das aber
nicht nur Natur Sonnenlicht ist auch Kunst und dem Licht ist Kunst hier in Berlin und ich es auch Kunst als Objekt in Natur und das ist ein Zitat von Ralf Walter Emerson nicht weil der 1. einmal und durch sie in Berlin auch immer einmal und es gibt ganz verschiedene Dinge wodurch die auch in letzter Zeit in Berlin für Kunst verwendet wurde nicht
ist aber auch der 1. Information und Energie und hier sehen Sie ein Beispiel wohl nicht mit seiner Energie sich manifestiert nicht ist aber auch Informationen wie David Bowie dass hier sagt
dass die Datenübertragung an die sie alle haben die irgendwo Verbindungen zu einer der Welt eine Einrichtung wo sie Mitgliedstaaten übertragen und sei zum Beispiel der Glasfaser und das bedeutet natürlich dass nicht sehr sehr viele Möglichkeiten hat uns zu unterstützen bei dem
was heute aktuell ist und das macht auch das Interesse an Mehr des Lichtes aus der geht es natürlich auch um Kunst und der Natur aber auch um das Potenzial des Lichtes für Informationsverarbeitung und
warum ist das so weil einerseits das Licht an eine Besonderheit hat es hat die höchste überhaupt in der Natur vorkommen Geschwindigkeit sind der hier auf eine DVD geht haben die mehrere Fachdisziplinen vereint kurzzeitig in den letzten Jahren habe das Neutrino mal die Nase vorn und zwar die Vermutung dass es schneller als nicht vorbeigehen konnte das hat sich nicht als richtig herausgestellt pikanterweise deshalb weil man vergessen hat zu berechnen ist irgendwo dazwischen ein Glasfaser Übertragungsstrecke war bei dem
man die Lichtgeschwindigkeit falls ein eingeschätzt hatte also wichtig ist weiterhin der schnellste Objekt das schnellste Teilchen und das macht es natürlich für die Telekommunikation sehr attraktiv aussehen kann nicht parallel übertragen eine einfache Dingen überträgt mit einem Schlag sehr sehr viele Bildpunkte an eine andere Stelle und das ist etwas ganz Besonderes und Licht ist etwas das keine Masse hat aber trotzdem so stark sein kann dass das Material bearbeiten kann das heißt es ist zurzeit ein Bohrer ein Fräser der aber nicht verschweigen auch
das ist besonders wichtig und alle diese Punkte sind einerseits schon lange lange in der Forschung aktive nannte vielen anderen geführt sehen aber auch der Grund warum es aktuell auf viele Forschungsfragestellungen geht von einer Forschungsfragestellung hängt
damit zusammen dass wir immer noch Probleme haben das die Informationsverarbeitung angeht einerseits wollen wir alle dass diese sehr schnell voran geht das in hohen Durchsatz hat und auch eine große
Bandbreite wollen egal ob Daten auf dem Computer oder per Telefon instantan
kommunizieren wir wollen das große Datenmengen transportiert werden kann und wir wollen auch vieles parallel machen und das führt dazu dass wir immer noch offene Fragen bei der Wellenleitung oder zum Beispiel auch eine Abbildung
nämlich es gibt die so fundamentale fundamentalen Dinge der Welt die dort berücksichtigt werden die eine besondere Rolle spielt hierbei den Glasfasern den kurze Pulse übertragen Material verbreiten sie sich das ist die Dispersion und wenn sie sich verbreiternd kann man nicht so viele Daten übertragen wie man gerne möchte ich Ihnen Mikroskop die
Beugung die dazu führt dass die Auflösung begrenzt ist es gab ja auch zu Beginn der Woche einen sehr schönen Vortrag von Stefan Hell mit welchen Tricks man heute arbeiten kann mit welchem genialen Tricks um dieses zu umgehen aber ist ist immer noch eine Beschränkung und aus dem wünscht man
sich dass manche dieser Geräte oder diese Anwendung sich verändern je nach Anforderung also attraktiv und rekonfigurierbare sind und wie könnte man das tun da gibt es viele Diskussionen der Forschung aktuell und ein Ansatz
ist zu sagen dazu muss man Jahr strukturieren durch
künstliche Strukturierung Rahmenbedingungen schaffen bei denen diese Effekte besonders gut in den Griff bekommen werden können und die Antwort ist daher strukturiert man das Material dann hat man die Chance die Dispersion oder die Beugung in Griff zu bekommen die
Vision diese Strukturierung ist hier einmal von meinem Kollegen Herrn ist ja nur Kulisse dargestellt der das Foto nicht Mikropolis also die photonischen Großstadt genannt hat was hier aufgezeigt es ist eine Art zukünftiger photonischer Computer sie würden ihr Element das diejenigen die Daten gespeichert werden Datenautobahn auf dem die Daten entlanglaufen Element in dem die Daten zwischengelagert werden und in denen sie produziert werden und alles zitiert aus besteht aus kleine Elementen aus Struktur Strukturen Entschuldigung die zusammengesetzt genau das
ist und dass es geht wir von gucken wie man Material strukturieren kann oder Material künstlich aus kleineren Bauelementen zusammensetzen kann mit der Vision das vielleicht zum Schluss diese Elemente einen photonischen Chip ergeben können und das möchte
mit Ihnen heute besprechen stattdessen zusammen 4 Episoden verteilt und eine der kleinen vor Kapitel für den 1. wissen so berichten was ich mit künstlichen Strukturen überhaupt nur eine was ist diese diskrete Welt um die es geht dann würde ich Ihnen gerne vorstellen was photonische geht das sind die Struktur und Licht miteinander wechselwirken können und was eine Banknote ist dann ,komma in komplexen Strukturen vorstellen die sehr viel auch mit fatalen Denken zu tun
haben und dann nach diesen beiden Kapiteln in denen Licht Material zusammen Dropdown strukturierte wollen wir hier von unten nach oben schauen und gucken über kleinste nach neuen Mikropartikel zusammensetzen können um dann auch wieder Material zu erzeugen und zwar einmal für die Materialwissenschaft aber auch für die Lebenswissenschaften und
zum Schluss für die fluide für die durch die Wissenschaft starten wir
mit der Frage was meint er denn das ist eigentlich eine Periode System das sind die künstlichen Strukturen und nicht wie in einer weißen ist zeigen die Periodizität in der Physik ja
das ist der Strukturen gibt und was diese Strukturen dann auch mit einem Thema zu tun haben einerseits gibt es schon immer in der Geschichte der Physik strukturierte System und
ein strukturiertes System das wir alle sehr gut kennen ist das betonen das Atom besteht aus Elektronen die in diskreten Bahnen festgelegten Bahn um den Atomkern kreisen und als eine Entwicklung die zu Beginn des letzten Jahrhunderts zu sehr viele Nobelpreise geführt hat Max Planck Lisboa Max Planck der die Hilfsgröße eingeführt hat die zu dieser Quantelung fündig Niels wurde entwickelt hat und Einstein der zusätzlich dazu dann das auch für das Licht angewandt hat zum Beispiel bei der letzten Funktion und das aber nicht nur diese die dazu beigetragen haben sondern auch 2 sehr bekannte da denn dieser Mann hat umgekehrt aufgrund dieser Entwicklungen ja die die Kernspaltung dann diskutiert hat sich angeschaut was da passiert den Kernzerfällen und eine
relativ unbekannte weitere Fälle in denen die 2. Nobelpreisträgerin in er sich immer wieder gewehrt Meyer hat dann das Austernschalen Modell entwickelt das genauso auf diskreten Bahnen und Klangschalen beruht und diese Darstellung insbesondere die Kerne werden beschrieben durch eine besondere gleich mit die Schrödingergleichung und je nachdem wie sie die Schrödingergleichung anschauen haben sie hier entweder ein
Berater und eine Wellenfunktion und sie sagt nichts anderes als die zeitliche Entwicklung der Wellenfunktion wieder ordentlich gekoppelt ist und hier vor allem Potenzial abhängt und das kann vom Material ,komma sie einmal viel schon Welle und Material in der Wechselwirkung das ist die 1. Strukturierung der der Physik sehen aber auch
Material strukturiert das inzwischen sehr berühmte Kraft
sehen das auch mit einem Nobelpreis ausgezeichnet wird eine Struktur die hexagonale ist und die sehr sehr niedrig ist und damit sehr sehr viele ganz besondere Eigenschaften erzeugt
insbesondere weil es auch als zweidimensionales Material ausgeformt sein kann
andererseits gibt es auch schon schon die weniger bekannt sind dass jetzt eine Struktur von einem fließen wie von der Alhambra in Spanien ist gibt es insbesondere in den islamischen Bereich in sehr vielen Moscheen und besonderen geboren das so genannte quasi kristalline Strukturen Strukturen die zunächst einmal ganz irregulär aussehen wenn man näher anschaut wenn man weiter weg geht stellt man doch fest dass es gewisse Strukturen immer wieder wiederholen also Ordnung und Unordnung in einer Struktur und das gibt es natürlich auch in mathematischen Strukturen und
insbesondere auch im physikalischen kristallographischen Strukturen und deshalb ist es etwas was wiederum Material mit diskreten Strukturen verbindet was auch einen Nobelpreis vergeben
2011 entschieden es
gibt aber auch Strukturen die besondere Relation haben eine besondere kommt wieder aus der Kunst und Architektur das ist der Goldene Schnitt oder der Goldenen Winkel der Leonardo da Vinci paart sich geprägt hat die Idee von der Schönheit in den Verhältnissen die in gewissen Objekt möglich sind und diese Schönheit ist dass es in der Natur vorhanden aber auch in der Kunst und Architektur und sie hängt auch damit zusammen dass man gewisse Strukturen reflektiert und das ist ja
sehr schön an der Kathedrale und einem Eingangsportal des Kölner Doms zu sehen wir haben Strukturen die in Gold der Schnitt berücksichtigen und immer wieder kommen dieses Stück Strukturen wieder zum Vorschein sind hier drin die sind hier drin fiebert immer wieder kleiner und kleiner als Selbstähnlichkeit die sich hier darstellt die aber der Natur zum Beispiel bei diesen Brokkoli Romanesco sehr schön zum Tragen kommt solche Strukturen sind alle vorhanden und diese Strukturen bedeuten auch dass eine Rolle spielen in der Materialentwicklung oder auch in der Entwicklung des Lichtes
gesehen noch Beispiele von einem Phänomen das auch in der Natur gibt es in Spirale viralen können überall auftreten zu können Pflanzen auftreten sie können aber auftreten in solchen Schnecken oder in künstlichen Objekten wie hier eine Sperre eintreten die hier in einem Museum in Berlin vorhanden ist und es ist gerade auch eine besondere Rolle weil sie können insbesondere auch Dinge die eine gewisse Spirale Richtung haben eine Händigkeit besonders transportieren übertragen und
dann gibt es auch Strukturen sind vollkommen zufällig und diese zufälligen Strukturen spielen auch eine große Rolle zum Beispiel hier in der Kunst oder eben auch nicht bei den anderen nicht das auf eine raue Oberfläche fehlt ganz zufällige Strukturen entwickelt die Frage ist jetzt können wir
diese Strukturen nutzen Licht und Material zusammenzubringen und
damit welche Staaten des 1. Kapitels photonische geht es nicht um Strukturen soll die Grundlage der ich werde etwas dazu sagen warum ich dieses Titelbild hier gewählt hat es geht also erst um periodische Strukturen und die Überraschung die das bietet dann schauen uns an was das mit Licht und Licht erzeugen zu tun hat und den ich Ihnen ein Beispiel zeigen dass langsam Licht und was mit langsamen Licht auf sich hat hat das auch genannt Licht
hinter Gittern Sie werden gleich sehen dass das Licht eben hinter Gittern besondere Eigenschaften hat er
schon in die Natur und an der Natur kann man erkennen das
haben Sie werden aber wir haben ja nicht unbedingt durch eine Fahrt Additionen Mischung zustande kommen soll das Fahrrad auch durch andere Effekte zustande kommen können dass sonderbar Schmetterling der Fall wenn sich diese Schmetterlinge anschauen und schauen Sie einen Flügel an dann stellen wir fest der hat gar nicht diese Farbe sollen eine Struktur die besteht aus stehen die über Kreuz angeordnet sind und ungleichen dazwischen und das Licht das dort reflektiert wird er gibt diesen Farbeindruck das kennt man auch von
Materialien dieser Oper viele in ganz verschiedenen fahren und wenn man sich anschaut was in England passiert hat man auch eine gewisse Strukturen das heißt wenn er sein Material anschauen unterstreicht mit weißem Licht mit gewissen nicht zurück reflektiert ein anderes nicht und wenn wir uns das anschauen dann würden wir sagen es gibt in dem Band der verschiedenen Frequenzen eine Lücke die nicht reflektiert wird deshalb werde
man ja auch von den Bandlücke Struktur und warum das so ist das will ich Ihnen kurz erklären was können schon mal mitnehmen die Farbe entsteht ist nicht dadurch dass der Fahrer Addition und Subtraktion ist sondern es gibt eine Periode Struktur die dafür sorgt dass gewisse Farben reflektiert werden und andere eben nicht wie kommt das
zustande stellen und sie eine Periode das Material vor das einfach Periode angeordnet zum Beispiel den Brechungsindex ändert 2 verschiedene Materialien mit verschiedenen Brechungsindizes wenige Materialien nicht geordnet dann würden wir einfach erwarten dass eine Streuung geht wenn aber die Macht angeordnet sind dann für diese Streuung
dazu dass gewisse Währungseffekte gibt Interferenzen und die führen dazu dass gewisse Frequenzen in diesem Fall war mit der propagieren und einige Frequenzen in nicht die werden zurück reflektiert das selbe gilt übrigens auch für die
Linke wird unter verschiedenen Winkeln auf sein Material einstrahlen können einige Winkel durchdringen und andere können nicht durchdringen und das ist genau die Selektivität die wir mit der Bandlücke bezeichnen es gibt eine Lücke in der Transmission an dieser Stelle für die Farbe Grün und an dieser Stelle für den Winkel der gerade aus dem Geld das
heißt oder Richtungen nicht weitertransportiert werden durch die Periodizität des Materials schauen uns also nur ein bisschen genauer an wenn wir jetzt an einem Material mit allen Farben einstrahlen dann werden wir sehen das ist die eine Frage die reflektiert wird und diese geht nicht durch das heißt was
übrig bleibt ist ein Loch in der Darstellung der Propagation über die Intensität des gibt eine gewisse Frequenzen nicht durchkommen die durchkommen nennt man Bloch Zustände was nicht kommt ist in die Bandlücke und das Ganze nennt man dann einen photonischen Kristall weil es eine Periode Struktur ist und diese Periode Struktur wird das auch das Licht wenn man es darstellen würde ich für die verschiedenen Frequenzen sich die Propagation verhält dann stellt man fest es gibt für gewisse Propagation eben keine Frequenz gibt es geht es geht aber hier gewisse Abhängigkeit die für verschiedene Frequenzen sich die Propagation verhält das sind die sogenannten Dispersionsfarben die verknüpfen und Männer die Frequenz mit dem Wellenleitung und diese Abhängigkeit ist solange sie gerade ist eine lineare Abhängigkeit und
proportional zur Qual und dass die Lichtgeschwindigkeit aber hier am Abend kommen sich diese Strukturen das liegt an dieser Bandlücke um diese Kunden bedeutet dies dass die Änderung der Frequenz mit den Bällen legte er sich anders verhält als es üblicherweise gewohnt sind also an dieser Stelle hier ist die Änderung der Frequenz mit den beiden Vektoren nicht mehr vorhanden besonders wenn das gerade ist die Ableitung 0 und dann würde das bedeuten dass in die
freien Frequenzen informellen Sektor abhängen würde und weniger konstant ist und dann würde das nicht mehr ganz andere Geschwindigkeit bekommen das nennen wir langsam das Licht und wir schauen uns daher gleich an wie das funktioniert können wir die
Situation anders wäre unter verschiedenen Winkeln einstrahlen alle verschiedenen Winkeln kommen das Material in einem in diesem Fall können wir sogar so ausnutzen dass das Material in der Transfers Einrichtung strukturiert ist und wer in alle Richtungen Einstreu Strahl wieder die Situation gewisse Richtungen werden durch die andere Richtung werden nicht durch die auch das können wir jetzt wieder
auftragen mit uns Band der haben die verschiedenen Quellen dauernd über diejenigen die die stehen und nicht durchgehend dann aber in alle Richtungen jetzt hier einsteigen können Sie das ein bisschen komplizierter aus den USA einmal im Kreis und gucken in welche Richtung geht das Licht wieder und wir sind wieder einen Bereich in der kein Licht nicht durchdringen gewisse Richtung werden nicht propagiert und das ist das
was ich Ihnen hier zeigen wollte diese beiden Flamingos und bewährte die Struktur wie so eine Bandlücke sind also Band die das können wir feststellen in Diensten der Bereichen hier gibt es eine besondere Art der
Provokation und wir wissen das nicht wenn es durch eine Periode Struktur geht durch ein
Gitter ist das Projekt das passiert ja auch die Bäume unserer diskrete Struktur ist ganz besonders bei ganz froh große Winkel stärker verstärkt werden als in der Mitte das heißt große Winkel werden hier stärker angesprochen in der Beugung und dass es an dieser Probleme sichtbar und dann gibt
es aber Situation die sind in der Nähe der Bandlücke in der Nähe der beiden Blöcke können die beiden Vektoren weil ja dann verboten ist alle beendet und anzusprechen nicht mehr gut zu propagieren das heißt die Beugung kann nicht mehr stattfinden und dann geht das Licht aus frei propagieren das man auch eine sogenannte Solitonen das gucken wir uns auch gleich an das heißt dass wir jetzt gesehen haben ist dass durch die Strukturierung ganz besondere Bedingungen herrschen die Situation erzeugen können die wir sonst gar nicht bekommen wenn ein homogenes Material und diese schauen wir uns jetzt mal ein bisschen an bevor wir das aber machen will ich
Ihnen noch vorstellen die im Moment der Stand der Forschung ist man kann diese eindimensionale Struktur der Brechungsindizes Modulation erzeugen aber auch zweidimensionale und dreidimensionale Strukturen hat Strukturen die die Frequenz manipulieren oder kontrollieren können und die räumliche Ausdehnung kontrollieren können das bekannteste ist eindimensional das haben sie
alle irgendwo mit sich das sind verschiedene Schichten von Brechungsindizes das sind auch noch reflektieren Geschichten an die Reflexe richten die sich viele von uns auf der Brille haben weil sie dadurch reflektieren das keine Metallspiegel da es mit einer Folie sondern weil verschiedene Schichten dafür sorgen dass gewisse Lichtfrequenzen reflektiert werden andere transportiert werden das aber auch von Raum machen ich das hier rein will wird normalerweise gebeugt aber in gewissen Strukturen kann dann nur in eine Richtung propagieren in 2
Dimensionen wird es ein bisschen schwieriger aber waren sie je 2 beispiele zum Beispiel eine Periode das Loch und ein Loch das von der EU Strukturen umgeben ist das eine Kristallfasern Phrase heißen photonische Kristalle Phase aber es ist eben kein Material in der Mitte sondern ein Loch und ist noch kein leiden weil die Umgebung eben nicht erlaubt ist und propagieren und damit haben auch eine Möglichkeit nicht zuletzt deshalb ist hier der Fall kann nicht hier daran hindern nach den Seiten auszuweichen und propagieren und dann kann man auch in 3 Dimensionen diese Strukturen erzeugen der Lithograph Techniken oder durch Techniken der organischen Chemie in der man mir kleine Kügelchen Zusagen das Gedichte sehr Kugelpackung einen mit einem Arzt aus ist und dann die Kügelchen herauslöst dann bekommen wir so eine Struktur der Provinz ein in
Ukraine ist weil es so wie der Opa funktionieren weil diese Strukturen sind lange und sehr erfolgreich hergestellt viele werden auch industriell eingesetzt das Problem ist dass diese aber alle zunächst sind wenn sie einmal hergestellt sind und sie gelten dann nur für eine Wellenlänge in ihrer Funktion oder für eine Richtung wenn man das gerne anpassen wollte das schon lange die Mission können wenn ich auch nicht selbst benutzen um diese Materialien herzustellen und eine Technik
die gibt es dazu die ist schon lange bekannt nutzen auch viele Wissenschaftler und Wissenschaftler ist mit kurzen Pulsen mit hoher Energie in einem Material eine Struktur schreiben dass wenn man das direkt den Laserstrahl schreiben und dieses direkt Laserstrahl schreiben hat die Eigenschaft im Materialstrukturen erzeugen zu können zum Beispiel auch Periode Strukturen was man zum Beispiel machen kann ist eine Struktur die das Licht reflektiert in gewissen Richtungen hier ist eine Struktur macht die er zusammen mit einem Resonator ein Leser ergibt integriert auf eine kleine Struktur und auch ganz kleine schützt
erzeugen das haben wir hier gemacht haben ein Wellenleiter geschrieben mit den 1. Strahlen und haben dann wissen wir leider wieder so strukturiert in kleine Kojote Strukturen und was herauskommt ist also ein Modell eines integrierten
Wellenleiters sind besonders die Eigenschaft hat zum Beispiel langsam das Licht zu erzeugen sie können also noch weiter treiben in 2 oder 3 Dimensionen ist ein Beispiel von meiner Kollegin Maria Fassade aus Griechenland aus der die das Kunststoff gemacht hat und hier eine Spirale Kristall erzeugt das gerne der genau diese Eigenschaften hat die wir zur Anfang gesagt habe eine Spiralstruktur können gewisse Richtung transportieren und andere nicht mehr gibt es eine ganze
Palette von Dingen aber auch hier ist das Fest das erzeugt wird auch wenn es mit Licht erzeugt
wird es gibt eine weitere Möglichkeit und da ich heute besonders darüber berichten dass die Möglichkeit im mit Licht
eine Struktur zu erzeugen und diese aber auch wieder anpassen zu können dazu muss man das so genannte Foto aktive Kristallen einige gezeigt und Strontium Barium mir Bergkristall und mit einem elektrischen Feld kann man dessen Wirkung auf Licht kann man die Abstieg das kann man zum Beispiel dort ein Schreiben an keine
Interferenz Erzeugen von 2 Lichtstrahlen unseren Interferenz besteht aus 2 Quellen wollen die diese Interferenzbild diese beiden werden und einfach die Richtung der Strahlen über Lage und in der man diese Richtung darstellt hat man 2 Punkte die man jetzt wieder in den Wellen Wetterdiagramm der als Schwerpunkte darstellen kann also
2 Wellen erzeugen ein Kette Menschen draufgehe als solche ein Gitter und dabei eindimensionalen photonischen Kristallen über das Material das Licht in einem Brechungsindex umwandelt und der Brechungsindex am Anfang meiner Periode Strukturen Material ist das wenn man die optische Induktion von photonischen Kristall es kamen und weiter treiben will ich gerne ein Quadrat Struktur haben will dann muss ich 4 Wellen überlagern
oder 2 Tage dann bekomme ich eine quadratische photonische Struktur die hier HI-Viren Brechungsindex ändern kann kann auch ein Hexagon nehme dann brauche ich ein paar von 2 Strahlen und das zu erzeugen
das wird schon etwas herausfordern das hatte am Anfang gemacht und hat damit in die hexagonale Struktur und sehr viele Experimente gemacht da komme ich auch einmal bei demnächst zu
Zeit da es immer schwieriger wenn ich jetzt zum Beispiel ein Quasikristalle erzeugen oder billig eine fraktale Struktur erzeugen dann ist das nicht mehr so
einfach denn noch ist das Prinzip immer eine Interferenz und damit ein grundlegendes Prinzip das auf der aus der Holographie in 2 Wellen überlagern sich erzeugt eine Struktur die dann wieder für das nicht genutzt werden kann dann kann man das auch ein bisschen anders machen man kann nämlich ein Gerät nutzen dass wir alle auch wir in vielem Situation zu nutzen und einen räumlichen
Lichtmodulator nichts anderes als ein Display ist im Handy oder in diesem Klima ist auch das können Sie jetzt eine Struktur aufbrechen und wenn sie die Route berechnet werden Hologramm und projizieren die hier vorne auf die Fläche dann ein 2. genau diese Strukturen Material und dann können sie sehr viel komplexer werden und hinten mit der Kamera das Auto ist was das haben wir für den nächsten Strukturen dass es noch mal hier eine Struktur die ganz einfach die Quadrate ist außer Zweifel steht der Dichtung und auch eine gewisse Phase und die
Amplitude über einem Hologramm schreibt dass hier ein Unternehmen mit der Kamera schauen dann hat tatsächlich den Brechungsindex moduliert und ein Foto und Auswahl erzeugt das genaue und Quasikristalle erzeugen erzeugen die Amplitude und die Phase unseren Lichtmodulator der Quasikristalle entsteht als kristallinen Struktur im Brechungsindex des Materials oder so Zufall Strukturen kann man ebenfalls erzeugt das heißt wir haben jetzt ein Instrument in der Hand in der Intensität und Vasen modellieren photonische Kristalle zu erzeugen photonische geht das nach dem Prinzip der Holographie das
aber mit dem Monogramm der Induktion von Vätern in dem Material wenn wir dann das Licht ausschalten ist unser Material so stark erzeugt präparierte und wir können es nutzen um wieder zuschauen billigte propagiert und werde jetzt alle diese fundamentalen Strukturen erzeugen können andere ist eine Art Toolbox für sind entlegene für sie weil wir in diesen nicht induzierten Photonen Kristallen sehr viele verschiedene Strukturen erzeugen können die besonders für die fundamentale Physik ganz wichtig sind die so einfach und sicher stellen und das will ich mit
Ihnen jetzt in den zukünftigen
bisschen diskutieren hier aber nochmal dazu zeigt der verschiedenen Strukturen überzeugen können dass man sich als Titelbild gesehen in der Struktur die wir auch auf dem Kloster der Ankündigung der Veranstaltung hatten und einige der Strukturen will ich ein bisschen darauf aus geklärt werden behaftete
hexagonale Struktur es gibt ja sowas wie so eine beste Strahlen zirkularen strahlend oder hier auch elliptische und hyperbolische Strahlen denen alles besondere photonische Kristalle erzeugen kann
ja ich will das 1. mit ihnen langsam nicht diskutieren und
langsam das Licht ist eine besondere Eigenschaft die ja wenn man Sie so hört vielleicht ein bisschen paradox ist warum es langsam ist nicht interessant langsam das Licht scheint erst mal ein wenig die Sonne eigentlich schnell zu sein nichts Besonderes zu sein und langsam ist immer relativ das ist hier ein nettes Bild von meinem Kollegen trägt verbiegen oder mit ultrakurzen Pulsen beschäftigt niemand sagen wollte Geschwindigkeit hat sich
relativ den US-Amerikaner System ist ein Geschwindigkeitslimit von 50 Meilen pro Stunde 107 60 Meilen pro Stunde vor eine schnelle Geschwindigkeit ja also ich weiß warum brauchen wir das Licht und die Antwort ist denken Sie an einem möglichen photonischen Computer dann würden sie auch Tag und rufen müssen das heißt man muss eben ein Instrument haben um nicht auch manchmal anzuhalten oder zu verlangsamen wie macht man das
jetzt wissen alle dass wir nicht den Material geht den Brechungsindex erfährt und damit die Lichtgeschwindigkeit im Material langsamer ist als in der Luft das ist aber nicht viel und normalerweise wenn nicht durch einen Brechungsindex durch durchgibt geht es einfach weiter wenn jetzt allein schon das Licht geben würde es bedeuten dass in dem Material der Polizist solange propagiert dass er sehr viel später herauskommt oder
wenn er schneller propagieren würde nur der schneller wieder herauskommen und das 1 zu wie das geht das kann man denken an den einmal werden in sehr hohem Brechungsindex aber der Brechungsindex der meistens im Bereich 1 oder 2 liegt wenn es besonders hoch es reicht eben nicht aus um das Sonnenlicht ausreichend zu bestimmten
verlangsamen was kann man denn machen der
Trick ist natürlich versuchen Periode das Material zu benutzen erzeugen einfach der Interferenz hier in dem Material eine Struktur und tun in unserem Material übertragen dann haben wir so ein Programm das aus Interpretation die Aussagen der Zeugen ein Hologramme Material und eine künstliche Strukturen Brechungsindex und die soll es
jetzt langsam das Licht erzeugen wie kann man sich das vorstellen zum einen wissen wir schon es diese Band wird und auch in diesem Material
gibt es eine Bandlücke das heißt wenn man sich anschaut wie zum Beispiel die Transmission ist gibt es einen Bereich für Frequenzen der nicht ganz mit in diesem Bereich ändert sich aber auch der Brechungsindex soll die Dispersion und besonders an diesen Stellen hier ändert sich die Testversion ganz besonders fürs 1. eine und mit der Testversion ist eben auch die Geschwindigkeit des Lichts verbunden das heißt an dieser Stelle wo die Änderungen so stark ist ist auch die Gruppengeschwindigkeit die Geschwindigkeit eines Lichtpulses besonders stark verändert gehört das ist umso langsamer das Licht je tiefer umso schneller das Licht
um glücklich ist aber schauen wo dieses Artikels ist das jetzt genau hier wo das ja gar keine hohe Transmission gibt das heißt es verliert unglücklich wenn gar kein Licht durchkommt dass dann verlangsamt wurde da kann man wieder einen Trick anwenden dann machen jetzt eine Lücke in unserer Periodizität ist ,komma defekten nennen aber ein sehr hilfreicher Effekt in was jetzt passiert ist dass in dieser Struktur können wir jetzt nämlich Propagation anschauen eine Lücke in der Bandlücke entsteht das heißt hier in diesem Bereich kann wir nicht respektiert werden ganz
kleinen Bereich da ändert sich auch wieder der Brechungsindex stark und dann ändert sich auch der Gruppen Index 1. man sieht hier kann man sehr gut sehr langsam das Licht erzeugen an einer Stelle bei der genug nicht respektiert wird und das ist genau der Trick mit der Unterbrechung der Periodizität Unterbrechung der Symmetrie bekomme ich
langsam das Licht und die Chance das Licht zuvor langsam ich die Bandlücke hier modellieren das haben wir gemacht wir haben das gemacht mit verschiedenen Bundesländern ist ein Beispiel für 2 ,komma Pikosekunden Größe dieser Puls der hereinkommt wird jetzt indem man diese Bandlücke verändert verschoben und man sieht dann dass er verzögert werden kann 3 bis fünfmal
und man kann diese Verzögerung des Nutzen und Licht für Telekommunikationsanbieter Anwendung zu kann sich überlegen wie wie weit kann man das 3 liegen die genauen kann man diese Bandlücke maßschneidern und kann das tun indem man mehrere Effekte einbringen indem man defekte als Resonatoren Kalamitäten einführt und ganz ganz verschiedene Tricks überlegen und dann kann das nicht sogar 3 bis 4 Größenordnungen langsamer werden wenn sie es an 300 Tausend Kilometer pro Sekunde denken unter ein Faktor 10 und 13 Uhr 4 abziehen dann sind sie irgendwo in den Bereichen 300 Kilometer pro Stunde oder vielleicht auch irgendwann dann im Bereich von 13 Kilometer pro Stunde und einem meiner Kollegen in Harvard Lene
Hau ab 2009 den Rekord des langsam nämlich dass er mit 25 Kilometer pro Stunde das haben Sie vorhin gehört ,komma Münster ist eine Fahrradstadt von Kilometer pro Stunde flach ist es
zudem in Münster da kann man schon den Vater der ja kommen also sozusagen nicht damit die Geschwindigkeit eines Fahrradfahrers auch unser Oberbürgermeister werden Münster mit dem Fahrrad kann der deshalb schneller als Lichtgeschwindigkeit langsam Lichtgeschwindigkeit fahren und in Münster so die Polizei auf dem Fahrrad unterwegs kann die Polizei dann schneller als das Licht fahren und deshalb dann denjenigen der mit Lichtgeschwindigkeit mit voller Geschwindigkeit fährt einzuholen also ganz andere Perspektiven wenn also eine Geschwindigkeit denkt aber in der Anwendung besonders profanen Informationsverarbeitung wichtig damit möchte ich zum nächsten
Kapitel kommen nämlich die Frage was gibt es für besondere photonische Landschaften und ich will ihn einerseits einen optischen Zoom haben die zahlreichen Fotos Kaffee und optische Sonnenblumen und optische Tornados das
Erste was mit ihnen besprechen will die Frage eines optischen Zoom ist es so dass ich jetzt erstmal ganz erschreckend an den der
Tsunami Ansicht scheint etwas zu sein was Naturkatastrophen erzeugt und eigentlich positiv besetzt ist ist aber es ist eigentlich eine ganz besondere werde es ist eine Welle die sich nicht so verhält wie normale was wir von der normalen Welle erwarten wir der Prinz ist ein Holzschnitt von aber war der schon von der 18 Uhr 30 in der Historie von Japan die vielen schweren Tsunami ist die dort an der Küste aufschlagen dokumentiert diese werde hat nicht die Eigenschaft die wir sonst wäre das nämlich wenn irgendwo ein Erreger sein um eine Welle ist diese Welle langsam nach außen ablegen das heißt diese werden wird nicht schwächer sie geht nicht nach
außen hat also keine Dispersion oder die Situation anders als durch die Wähler auch nicht wenn die Welle bricht dann ist der kann schneller als der Geist und diese brechen würde bedeuten dass die Wähler eine sehr starke Energie zum Beispiel am Strand hinterlässt der beides zusammen wird dann kann es passieren dass einerseits die Bälle nicht zerfließt und andererseits aber auch nicht richtig bleibt zusammen und das hat schon 2008 834 als Schotte in einem kleinen in Schottland festgestellt hat dass die Strahlen theatralisch der beschrieben mit denen gesagt hat der hat so eine Welle gesehen die es nicht langsam aber abgeklungen aber auch nicht auf gestalten S fährt in der werden Kilometer weit in
den Kanal und das alle so beschrieben dass es im Leben nicht geglaubt wurde und hier gibt es eine Konferenz der Wissenschaftler
die sich mit diesem Phänomen beschäftigen den sogenannten Solid und die hier an der Überführung das ist im Juni entscheiden unter einer auf unter 1 über eine Autobahn genau dieses Phänomen erzeugt haben man kann das Erzeugen
eine Initiierung einer 1. Impuls den gibt und dass wir dieses Boot in gemacht in dem es eine Bugwelle erzeugt hat und die läuft dann dieses kleine Stücke
entlang und eben sich zu verändern und die Frage ist kann man eine solche Quelle die nicht erschließen sich nicht auf der Welt auch in der Optik sehen da gibt es auch etwas Historisches denen der Kugelblitz wird als eine nicht vernommen vermutet dass so aussieht als könnte er so etwas wie ein dreidimensionales Soliton sein und mit diesen
das anfängliche Überlegungen gab es schon in den sechziger und siebziger Jahren mit der Entwicklung des Lesers Entdeckungen bei denen man gesehen hat dass in der Glasfaser ein Polizist der fließt sondern so bleibt wie er ist das sogar eine optische und der Glasfaser oder das in festen Materialien nicht nicht mehr Projektionen sondern zusammen bleibt auch ein Effekt und dieser solle
dann können wir es auch in unserer Bandstruktur sehen ist die Bandstruktur gezeigt von so einer solchen Struktur eine quadratische Struktur die Sie hier sehen und das kann man ja sehen dass in verschiedene Richtungen gehen wir ein strahlend sich hier verschiedene Propagation ergeben und hierzu eine Bandlücke zu sehen und hier gesehen auch verschiedenen Krümmungen und je nachdem in welche Richtung wir einschlagen treffen wir auf verschiedene Länder und damit auch an verschiedene Propagation Bedingungen hier mal schauen wir würden als 1.
hier ein in diesem Bereich werden wir mit dem Einschlag 1 in einen Bereich geben in dem ganz viele Bände existierenden würde die Beugung sehr stark sein und die USA äußeren Bereich der diskreten beugen besonders betont es
gebe in diesem Bereich in diesem Bereich wenn ich jetzt hier bin ich ganz nahe an der Bandlücke und das bedeutet ich kann bei der Propagation nicht alle diese Frequenzen erzählen was man sieht ist das
Lichter eingestrahlte verändert sich nicht es bleibt genauso schmal wie es vorher war es geht also gerade die Runde zu beugen und das ist genau diese Sorge und dann kann noch Tricks anwenden werden Bereichen sein in dem die Einrichtung des verbreitert die Bohrung stattfinden die andere Richtung nicht das heißt man kann sogar diese Eigenschaften maßschneidern in die verschiedenen Richtungen und was
anderes an was diese Materialien herstellen kann das photonische Kaffee und wir haben vorhin schon diskutiert dass man 3 Jahre von Strahlen brauchen um eine hexagonale Gitterstruktur zu erzeugen ist in dann kein
Trick ich ändern nämlich die Vater-Sohn-Beziehung zwischen diesen Spot in dem ich zum Beispiel hier dieses Sports in einer Phase etwas verschieben um 6 p
insgesamt dann erinnert diese Struktur in dieser hier und das ist eine so genannte Bienenwaben Wabenstruktur das ist Kaffee das heißt wir haben jetzt eine Struktur erzeugt ist Koffein ich kann noch ein bisschen einen Knopf drehen ich kann zum Beispiel nur Philippi im Umlauf die die einzelnen Phasen des Sports verändern dann bekomme andere Struktur die ist auch sehr bekannt in der er sich das nur so genannte Kagome Strukturen für die Experten die hat in einigen Bereichen hier zum Beispiel einen eine optisch Struktur die
Banken auch eine spiralartig vergibt und hier eine Art zu sagen Sanduhr Struktur eine andere Umlaufrichtung untersuchen und hat deshalb diese Struktur keine Notwendigkeit aber lokal
gibt es Händigkeit eine sehr berühmte auch in der Festkörperphysik wichtige Strukturen haben einfach mit einem Knopf die Phase der Interferenz zu verändern erzeugt Kraft und auch diese Struktur was kann man
es mit Kaffee in Untersuchungen der können dass es mit Licht ein Kaffee herstellen und eine Frage stellen die Kraft besonders attraktiv macht die 1. waren der Traum von Koffein dargestellt in der dreidimensionalen Darstellung sehen wie das obere bangen und
das und dazwischen eine Bandlücke aber es gibt ja ganz besondere Stellen die nennen sich auch teuflische Dirac boomt weil hier kommen die beiden Länder zusammen man weiß nicht ob an
dieser Stelle eine Bandlücke ist oder nicht es gibt einen Punkt in dem sie berühren in dieser Punkt ist dem entartet und dort kann man Quantenphänomene sich anschauen denn dann können die Strahlen oder die gleichen Ton zwischen den beiden Wahlen gewinnen und die Band wird überwiegend das
verkauft schauen wir uns an das können wir uns anschauen dann ist vielleicht ein bisschen mehr für die Experten unter Ihnen gerne im hexagonalen Gitter in der privaten Zone oder in der Fouriertransformation ManCity die hexagonale Struktur und der strahlende jetzt darin einen und theoretisch kann man sagen man hat verschiedene Möglichkeiten einerseits können in der Mitte ein Strahl dann würde meine
Propagation bekommen wenn wir bei den Seiten an den Kanten ein strahlend an eine andere Bedingungen dann würden wir erwarten dass Sie eine Entartung die von 3 verschiedenen Struktur und andererseits haben sich die gegenüberliegende Seiten und auch hier gibt es eine Entartung man würde erwarten dass diese Seiten gleichberechtigt sind wie kann man die ansprechen ich Verträge ist meine Straße geht dem sozusagen eine Richtung dann gar nicht von der Stelle in der Mitte zum Braten geben und wenn ich dann an diesen Punkt gekommen wo den Abend stattfindet schonend ein Strahl zu diesen Punkten hier
unter diesen Traum gibt es 2 Möglichkeiten das entartet sich hier und dann gibt es ja eine Oszillation und das kennt man aus der Festkörperphysik das wir einen Tunnel 110 zu einer Art Oszillationen und dann hier auf den Seiten die Endlösung dessen quantenphysikalische Phänomene können Sie jetzt genau darin sehen dass ein Experiment
gemacht sie sehen hier die und die zugehörigen Instrument und wir sehen uns wieder in unserer strahlen jetzt langsam von der Mitte zu dieser Band Kante
waren sind obwohl .punkt dann wohl die Strahlen in die nächsten Punkte und von dort können Sie uns hier und können eben genau dieses Phänomen zeigen also haben wir ein kleines Tool dazu nutzen können um gewisse Phänomene und anzuschauen bei
denen auch gesagt dass diese Strukturen auch aus der Natur Ideen entwickeln können und das hier sind die so genannten biometrischen Strukturen die damit zu tun dass in der Natur vorkommen aber jetzt zum Beispiel eine Spiralstruktur habe absolvieren einen Moment haben wir hier eine Struktur aus ,komma die eine Spirale gibt aber wir nach außen radial gehen
hat sie eigentlich überhaupt keine Struktur das ist aber eine Struktur die man sich anguckt ist die berühmte Fibonacci-Zahlen die Fibonacci-Zahlen eine Zahl wenn man die regelmäßigen Abständen die nacheinander folgen ins Verhältnis zusammensetzt bekommt man den Goldenen Schnitt aus und genauso ist bei dieser Struktur hier das heißt es sind Spiralstruktur mit 400 mitreden die frei
ist wenn wir die dann auch realisiert getan das ist jetzt nicht so einfach weil eine solche Struktur der Geheimdienst regelmäßiges hat mit Interferenz und Holographie wird das schwierig und
dann noch in einen besonderen Trick und der Trick ist dass wir jetzt eine unserer Strahlen in den besten Strahlen als kleinste Einheit in diesem Strahl ist auch unser Material Strahlen und verschiedene besser waren an verschiedenen Stellen überlagern und wenn man das macht so einige 50 bis 100 Mark dann bekommt man genau hier zu einer Vogel Spirale heraus und damit
haben wir dann unser Material diese Struktur erzeugt eine Vogel Spirale unser Material mit diesen Straße dasselbe gemacht wie
sie mir die eine vorstellbar
in der nunmehr extra wenn er nicht aufhören ist dass der Brechungsindex und wir sehen auch dass nicht nur hier propagieren kann das ist das besondere an diesen Strukturen in einer 400 Struktur ist die Bandlücke eine ganz gegenüber über alle Richtungen sodass sie in alle Richtungen zum Beispiel Solitaire Propagation sehen können und dass er auch für beide verwundert Strukturen für beide Spiralen also für die Aloe Vera und für die Sonnenblumen
der und das ist in unserer Publikation hier auf das Titelbild erschienen war das eben ein besonderer Art ist dieses Foto und die Struktur zu erzeugen wir damit möchte ich
jetzt mit diesem Kapitel aufhören und Zusagen Perspektivwechsel von wir wollen immer noch Material wirklich strukturieren aber jetzt von kleinen und großen geben und das will ich nicht nur für Materialien machen Nanopartikel sondern auch für biologische Partikel und
kleinste Partikel anzuordnen umzustrukturieren gibt es schon relativ lange und besonders auch zu beobachten dass Deutschland Luxemburg gemacht als er
selbst am 19. 1. Mikroskop entwickelt das ist hier die kleine Linsen mit der Beobachtung denn er hat ja einen Stift gesetzt und wollte damit kleinste Partikel nämlich Lebewesen vor dass man bei
ihnen das einen besonders interessiert Spermatozoen und die hat er dann sich so unter dem Mikroskop angeguckt und bezeichnet sie festzuhalten und wir es besser sehen kann hat er einen besonderen Trick angewandt hat hier so eine Art der kleine gezogene nach dem Ende des Polo Glas
glasklare entwickelt darin hatte die Spermatozoen einen gebetet und sie dann festzuhalten und sie besser sehen zu können und hat geschrieben dass Länder wird erst bei der mir der nächste Welt Lucullus auf Platte Pia eine Möglichkeit etwas festzuhalten und es dann besser zu sehen das macht man heute und
brauchen auch dieser das Festhalten von kleinen Partikel um sie besser zu analysieren hier zum Beispiel ist eine mikromechanische Einheit den kleinsten biologischen Einheiten dieser wirklich sind festzuhalten zum Beispiel Nematoden oder in der oder andere und hier auch so
eine Struktur in indem man zum Beispiel Einzelzellen festhalten kann das ich sehr
sehr beeindruckende Entwicklung die auch in großen Dimensionen vordringen die man sich vor einigen Jahren kaum vorstellen konnte das Problem ist man hält damit eine Zelle fest und kann sie auch beschädigen jetzt kommt mir die Frage können nicht tun das ist
deshalb besonders wichtig weil viele Anwendungen wie zum Beispiel diese Westentaschen Labor gar keine Möglichkeit geben dass man mit einer Pinzette hineingreift da braucht man etwas anderes und das ist die Idee kann man Licht als Pinzette benutzen kann man das benutzen Materialien einzuordnen ist
,komma man das ist lange bekannt das hat den Wechsel von
873 berechnet und dann als 1. 970 gezeigt wenn es ein durchsichtiges transparentes Partikel gibt das in einem fokussierten Laserstrahl sich bewegt dieses Partikel hier dann wird das in den Fokus gerückt durch verschiedene Kräften eingestreut Kraft eine Karte in Kraft die einen zieht es in die Mitte die andere zieht es entlang des Focus und zum Schluss ist das einzige Land in der Mitte befand gefangen das heißt das sich ein
Lichtstrahl der fokussiert kann ein Partikel halte ich einen Lichtstrahl bewege dann kann ich auch das Partikel bewegen und das hat dazu geführt dass man das kombiniert haben vorhin schon von räumlichen Lichtmodulator gehört mit denen der gewisse Strukturen erzeugen kann jetzt dazu haben über die Strukturen Partikel zu
halten bestrahlt mit einem Messer auf unseren Lichtmodulator gegen ein Mikroskop das Mikroskop fokussiert ist eine stellen und dort das Partikel gehalten ist ändern wir hier diese Struktur dann verändern wir auch hier zum Beispiel wo das Partikel gehalten wird oder ob mehrere Patente gehalten werden und ich kann mir Hologramm auch dynamisch verändern und können auch Artikel bewegen das sieht man
vielleicht am besten hier in einem Beispiel dafür ist hier ansehen kann
wir haben jetzt hier einige Artikel gefahren bewegen und ein Laserstrahl Anordnung und bewegen in 2 und 3 Dimensionen sondern wir können wir drehen und können dabei die Partikel in alle Richtungen bewegen nun wirklich nichts anderes als Licht wird hier dabei und das
haben wir so verschiedene Dinge anwenden und die 1.
Anwendung die ihnen zeigen wie man wir mit Kunst zu tun mit einem Schweizer Künstler Ursus Wehrli der seine Kunst nennt aufräumen mit Kunst der Welt Ordnung schaffen zum Beispiel so in er ja die kommen die Vereine die dazugehören Anordnung oder beim
Frühstück und werde den gleich
daran alles zu sortieren oder auch beim Mittagessen das muss alles ordentlich sortiert werden das hat aber einen für die nach 6 der wichtigen Hintergrund oft geht es darum Gewässersystemen zu ordnen hierarchisch zuordnen und gewisse Funktionalitäten Systematik zu verstärkt die Frage ist also können wir Organisationen mit Licht in dieser Form machen können wir also aufräumen mit Licht und das
möchte zeigen an Materialien die zusammen mit meiner Kollegin Luisa die oder von der Universität Münster früher und jetzt an der Universität Straßburg untersucht haben sogenannte Zeolithe das sind in dieser Provison Strukturen und wenn man genau hinschaut haben die hier so eine Art ja legte einen rechteckiger hexagonale Struktur und der man noch genauer hinschaut haben sie darin Kanäle und diese Kanäle sind sehr lange
entlang entwickelt diese Kanäle können Sie zum Beispiel funktionale Molekül Drohneneinsätze schon in eine Richtung angeordnet wenn es jetzt noch gelänge diese hier andere auf einem Haufen in den Zeolith auch anzuordnen dann könne man sehr systematisch die funktionalen Eigenschaften dieser Materialien nutzt das haben wir
gemacht zu sagen der mit Lego gespielt mit unseren optische Pinzetten haben diese Zeolithe angepackt und haben sie dann benutzt um sie einzuordnen das Erste was wir gemacht haben im Sinne von uns werden hatten wir ganz verschiedene Größen in diesen 4 mal 4 erhält wir haben angefangen sie so zu sortieren nach der Größe oder in Dimensionen einfach einen künstlichen FCC Kristall damit erzeugt indem wir einfach die
angeordnet haben das heißt sie können mit den einzelnen Bauelemente dann eine Struktur erzeugen können die nach einem Harz oder Kunststoff ein haben eine solche Struktur erzielt oder können sie auf der Oberfläche an Ort und das Ende
2010 erzeugt und das hat auch der ganz spektakuläre eingeschlagen weil man damit diese Strukturen anordnen kann dann kann man aber nur die Funktionalitäten nutzen gewisse Operationen zu erzeugen die haben sie jetzt 6 von diesen Ciolek wird können Sie mit unserem nicht auch drehen 3 davon sind jetzt mit Fluoreszenz Partikeln beladenes haben Sie gerade gesehen ist ordnen wir die an nicht so anordnen dass sie einen Ausbau Bausteinen der bestehenden Lichtwellenleiter geben und dann
können wir beleuchten wir sehen dass da das Licht dann über diese verschiedene Strukturen bei der propagiert wir könne es auch nutzen als Sensor für Polarisation oder als Element um zum Beispiel Licht zu leiten dort weitgehend ist also ein Wellenleiter angeordnet mit Licht aus kleinsten Einzelteile eine andere
Anwendung der frühen sei es geht darum Lebewesen und Lebewesen die besonders interessant sind sind zum Beispiel Bakterien weil Bakterien sich bewegen weil sie meist mit einem molekularen Motoren mit denen sie auch in kleinen Einrichtungen selbst selbst organisiert sich bewegen können das wäre der Traum dass diese Bakterien die zum Beispiel
durch die NSA die Struktur der Flagellen sich bewegen dass dieser sich besonders mit nicht einordnen lassen also mit Licht festgehalten werden ja die
Frage ist wie kann man das machen man dazu ist endlich die Antwort mit
Licht und was ich besonders uns anschauen wollen ist wie kann man denn diese Eigenschaft der Verkehr benutzt werden die Bakterien nutzen und was Sie tun um sich fortzubewegen ist einerseits ihre Flagellen ordnen und dann als Felix Artikel Spirale den Antrieb sorgen oder sich drehen es kann man mal schauen wie das ist ich deshalb ich dir meine Kollegen der Niggemeier aufgenommen an der Universität Köln das sind die Bakterien
Flagellen mit Fluoreszenzfarbstoffen versehen und wir sehen die verschiedenen Bewegung US-Modell diese Frage haben jetzt würden wir gerne vergällen nutzen um in Micro Systemen Motorkraft einzusetzen und dazu haben wir eine besondere
Technik entwickelt einerseits können wir mit der optischen Pinzette diese Bakterien alle halten andererseits können sie auch nehmen und auf gewisse zum Beispiel Oberfläche fest und das haben
wir gemacht wir haben hier eine Anordnung von 204 Bakterien mit der Pinzette genommen haben Sie auf eine Oberfläche die funktionalisierter angedockt haben dann die Leser weggenommen und haben geschaut was die Bakterien machen den angehauchte sind und das sehen Sie hier die den bewegen sie sich drehen sich weil das die die Art der Fortbewegung ist Namen angehauchte an der Oberfläche und wenn Sie das tun dann kann man sich anschauen was ihnen in den Flur tun und sie treiben und hier in dem florierte die Bewegung an können also als so ne komische in einem Fluid agieren und das dann dort auch entsprechend mischen das ist besonders deshalb interessant weil wenn man genauer hinschaut sieht man dass sich die einzelnen Bakterien mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen wir uns das genauer angeschaut und welche Arbeitern sind synchronisieren auch und wenn sie synchron dann sich bewegen können sie umso stärker ein Eintrag in das Projekt
durchführen also eine Möglichkeit selbst gesteuerte für mich ein kleines Unternehmen zu haben das kann auch
vorstellen wir können uns überlegen dass sich zum Beispiel umso Zeolithe kombiniert mit den Bakterien und ein Mikromotor zu erzeugen und das sage ich immer schnelleren einen Zeolith mit kombiniert und der transportieren die Bakterien so gepackt und unzähligen auf ganz weite Strecken die weite Strecken sind das kann man sich hier anschauen
über brauchen Bewegung die Zeolithen in den Flur mit einem Verzicht auf diesen Bereich bewegen und hier hat uns Biometrie Maschine das Bakterium das so transportiert werden können
auch Zellen untersuchen damit und gleichzeitig hier noch kurz ein Beispiel an einer Blutzelle in unser optischen Pinzette Geschmack und haben können dann diese Blutzellen informieren auf ihre Elastizität hin prüfen und können ganz verschiedene Eigenschaften dazu sehen dasselbe kann man auch zum Beispiel mit Zebrafischen und mit Stammzellen machen das überspringe ich jetzt gerade dabei die ihn
auch noch einen anderen Einblick geben wird das geht das kann ich
Ihnen jetzt zeigen dass auch für ihn manipulieren kann nicht manipulieren von Florida ist besonders deshalb so interessant weil für Manipulation etwas
sind das typischerweise schwierig möglich ist und ich will Ihnen ein 2 Aspekten zeigen interessanter sein kann das
Erste was man überlegen muss ist wenn ich ein absolvieren das und habe dann ist die schöne Idee mit der optischen Pinzette gar nicht mehr so einfach weil das Partikel das absorbiert nicht in die Mitte des Focus gezogen wird sollen daraus das katapultiert wird man muss also eine Art finden aus der jetzt ein Tropfen der absorbiert oder ein Partikel des absorbiert nicht mehr herauskommt dann muss man einen Hohlraum haben und diesen Hohlraum zu erzeugen und das ist nicht so
einfach und dennoch von den wir erzeugen erzeugen würde schlicht für so überlagern dass in der Mitte eine Öffnung bleibt ein Hohlraum und in diesen Programmen kann man den Artikel fragen das hier
gezeigt dass das Experiment dieses Forum und da haben wir das fertige drin und das können wir jetzt
auch dort verschiedene andere Objekte zu fahren und wir haben wir
gezeigt dass wir in demokratischen Anordnung viele von diesen Raum vor allem erzeugen können hier zum Beispiel Grafikkarte Partikel fragen können was sie jetzt machen wir uns den
Auftrag und hier haben wir eine besondere Entwicklung gemacht die sich erst mal etwas eigenartig aber trotzdem Konstantin eine Größe zu erzeugen die mikroskopische ist also im Mikrometerbereich nicht so einfach sein Leben lang eine ganz breite Größenverteilung das was sehr gut und sehr systematisch die
Tropfengröße festhält sind die guten alten Tintenstrahl diesen weil die mit elektrischen Defekt Tropfen generieren und die sind sehr gut reproduzierbar das wir jetzt gemacht und wir wollten schauen wie reagiert ein Tropfen mit einem nicht zusammen mit einer nicht eben mit einem nicht Front unterkommen tatsächlich sehen dass diese Tropfen an dieser nicht geben reflektiert werden das heißt was passiert
ist dass das Licht ab einer gewissen Intensität Tropfen reflektieren kann und wenn man das Rauchen und weiterführt dann kann man schließlich
feststellen dass man wenn man die nicht stimmig sind die nicht mit ihrem Gewissen Richtung orientiert und Geld hat man so was wie ein optisches Trampolin man kann tatsächlich Tropfen in verschiedene Richtungen je nach Größe selektiert man keinen Tropfen Ordnung und Sortieren und Tropfen lenkt das kann man
allein mit einem Licht das ist damit eigentlich nicht tun was man besser
machen kann ist man kann ein Effekt nutzen wir auch mit der Fragen zu tun haben und so nannte die Elektrophorese wissen das elektrische Felder auch Kräfte aus und Licht in elektrische Felder erzeugen dem wir nicht auf dieses Material schicken das Material an der Oberfläche der elektrische Felder erzeugen die Vision ist also mit Licht elektrische Felder zu erzeugen und dann Partikel anzuordnen das gelingt das ist hier gesehen können
Sie hier sehen wir haben unsere normalen Streifen und Strukturen die wir vorher schon hatten mit Licht erzeugt und den Artikel an der Oberfläche angeordnet und alle unsere Mitarbeiter wollte zeigen dass man jede beliebige Struktur machen kann und auf das Geburtsjahr des Bohrschen Atommodell und da sind ja auch Grafikkarte geladen worden und jetzt wollen wir das
auch Florida machen und den
Fluegen kann man genau das selbe machen erzeugen und setzt eine Westentaschen Labor in dem man hier Flutgraben hat und die Menschen kÃnnen und hier eine Reaktionskammer was wir jetzt
tun ist in dem ein solches Material von dem wir gerade das
besprochen haben und legen auf das Material diese Strukturen die wir jetzt mit Laserstrahl schreiben von erzeugt haben das heißt einerseits haben eine Basis die auf Licht reagieren Felder erzeugt und andererseits haben Tropfen und in so einer Flut
Systemen kann man dann Tropfen erzeugen ist ein Beispiel das ein Fluid in der Messluft Tropfen erzeugen wir sollen wir diesen lusttropfen mit Licht manipulieren nicht das
erzeugt mit Licht erzeugen Ladung und die Ladung als sondern ein Tropfen von den Manipulationen an hier mal ein Beispiel erzeugen Sie an dieser Stelle eigentlich nicht bei jenen die mit gleich angeschaltet und dann nicht bei sich ausgeprägt hat werden die Tropfen davon abgestoßen in diesem Fall gehen in die andere Richtung kann jetzt auch meine Landes-Bezüge umdrehen und kann das auch erreichen dass sich auf einer ob sich induzierten schien schienen die
Tropfen propagieren also das wieder dichtere Tropfen hier in einem Fluid meinte der man sieht jetzt dass diese Tropfen hier auf dieser Schiene entlang laufen kann also nicht wirklich virtuelle schienen virtuelle Kanäle virtuelle bei Barrieren erzeugen jederzeit wieder wegnehmen und neue hinstellen kann damit in unseren besten nicht lenken über Kreuz lenken auf gewisse wegen lenken und kann damit wirklich statt Elektronen anzubringen mit diesem nicht ganz besondere Strukturen erzeugen mit denen ich nicht kontrollieren ja damit bin ich in
meiner Reise durch die verschiedenen Episoden von Licht und Materie an denen ich wollte ihnen zeigen dass nicht etwas ist das Material sehr gut
strukturieren kann ich hatte einige photonischen Strukturen gezeigt und ihnen gezeigt dass sich das dann propagiert sehr viel zu Fragen der fundamentalen Physik beitragen kann zum Beispiel zum Tode oder zu Solid und wenn man den Perspektivwechsel vornehmen kann man aber auch mit Licht auch von unten nach oben Kleinstpartikel anordnen und ganz besondere Wirkung erzeugen Abmahnungen Material anordnet ob man Bakterien anordnen oder ob man zum Beispiel Tropfen an Orten deshalb würde ich sagen
diskrete Struktur durch Licht erzeugt ist neue Struktur und besonders Struktur die sowohl für Grundlagen für Anwendung sehr viel Schönes und attraktives bietet und das ist nicht das Licht wiederum kontrolliert damit möchte ich meinen
Mitarbeitern die für diese Arbeit sehr viel beigetragen haben danken unseren Geldgebern und natürlich in allen dass sie zugehört haben vielen Dank FÖ
Mhm
Physik
Optische Strahlung
Jahr
Meitner, Lise
Material
Material
Meitner, Lise
Chemische Verbindungen
Computeranimation
Jahr
Angeregtes Atom
Schatten
Jahr
Sonnenfinsternis
Sonnenstrahlung
Wetter
Frachtschiff
Woche
Sonnenfinsternis
Optische Strahlung
Geschwindigkeit
Informationsverarbeitung
Energie
Optische Strahlung
Neutrino
Datenübertragung
Kalenderjahr
Chemische Verbindungen
Glasfaser
Telekommunikation
Fräser
Pixel
Bohrer
Lichtgeschwindigkeit
Material
Schnelles Teilchen
Dispersion
Mikroskop
Informationsverarbeitung
Abbildung <Physik>
Material
Durchfluss
Bandbreite <Elektrotechnik>
Telefon
Computeranimation
Glasfaser
Wellenleiter
Dispersion
Gerät
Beugung
Jahr
Material
Klangeffekt
Griff
Woche
Bauelement
Chip
Material
Bahnelement
Photon
Computeranimation
Material
Mikropartikel
Computeranimation
Werkstoffkunde
Atom
Regelstrecke
Kernzerfall
Entwicklung <Photographie>
Kernspaltung
Atomkern
Quantisierung <Physik>
Elektronikerin
Computeranimation
Fall
Kraft
Welle
Wellenfunktion
Material
Atomkern
Plancksches Strahlungsgesetz
Moschee
Unordnung
Material
Computeranimation
Goldener Schnitt
Optische Strahlung
Architektur
Stuck
Material
Dom
Optische Strahlung
Oberfläche
Material
Richtung
Optische Strahlung
Angeregtes Atom
Gemisch
Additionsreaktion
Fall
Gitter
Farbe
Experiment innen
Fahrrad
Flügel <Technik>
Klangeffekt
Computeranimation
Streuung
Farbe
Material
Brechzahl
Energielücke
Frequenz
Weißes Licht
Computeranimation
Lücken <Gleichstrom>
Fall
Grün
Photonischer Kristall
Material
Frequenz
Uplink
Computeranimation
Lücken <Gleichstrom>
Richtung
Photon
Dispersion
Farbe
Material
Energielücke
Schubvektorsteuerung
Band <Textilien>
Kugelblitz
Lichtgeschwindigkeit
Photonischer Kristall
Propagation <Chemie>
Dispersionsfärbung
Abend
Frequenz
Computeranimation
Wellenleiter
Überspannungsableiter
Dispersion
Zustand
Energielücke
Photonischer Kristall
Quelle <Physik>
Geschwindigkeit
Photon
Dispersion
Fall
Strahl
Material
Energielücke
Übertragungsverhalten
Frequenz
Computeranimation
Richtung
Bäumen
Schubvektorsteuerung
Beugung
Propagation <Chemie>
Zylinderblock
Dispersion
Gitter
Material
Energielücke
Sekundärionen-Massenspektrometrie
Soliton
Computeranimation
Modulation
Magnetisches Dipolmoment
Frequenz
Richtung
Optische Strahlung
Wellenlänge
Lithograph
Fall
Kugelpackung
Material
Photonischer Kristall
Elektrotechniker
Richtung
Photon
Diesellokomotive Baureihe 219
Laserstrahlung
Strahlen
Resonator
Material
Hohe Energie
Computeranimation
Wellenleiter
Richtung
Optische Strahlung
Photon
Kristall
Elektrisches Feld
Beugung
Photonischer Kristall
Schnelle Fourier-Transformation
Palette <Logistik>
Kunststoff
Computeranimation
Richtung
Optische Strahlung
Quelle <Physik>
Band <Textilien>
Lichtstrahl
Computeranimation
Richtung
Photon
Schwerpunkt
Kette <Zugmittel>
Gitter
Strahlen
Material
Brechzahl
Photonischer Kristall
Optische Strahlung
LIGA-Verfahren
Photon
Gerät
Elektrische Ladung
Holographie
Hexagonaler Kristall
Strahlen
Tag
Brechzahl
Quasikristall
Computeranimation
Display
Hologramm
Kraftwagen
Elektrische Ladung
Dichtung <Technik>
Quasikristall
Computeranimation
Klima
Handy
Holographie
Lichtmodulator
Material
Router
Brechzahl
Amplitude
Photonischer Kristall
Kamera
Material
Photonischer Kristall
Computeranimation
Laser
Geschwindigkeit
Kurzschlussstrom
Hexagonaler Kristall
Tag
Strahlen
Photonischer Kristall
Computeranimation
Stunde
Luft
Sonnenstrahlung
Lichtgeschwindigkeit
Material
Brechzahl
Computeranimation
Optische Strahlung
Dispersion
Geschwindigkeit
Gruppengeschwindigkeit
Optische Strahlung
Mini <Marke>
Material
Brechzahl
Energielücke
Frequenz
Computeranimation
Band <Textilien>
Propagation <Chemie>
Brechzahl
Energielücke
Klangeffekt
Computeranimation
Lücken <Gleichstrom>
Mini <Marke>
Resonator
Uhr
Größenordnung
Energielücke
Abfall
Klangeffekt
Computeranimation
Tonbandgerät
Stunde
Optische Strahlung
Geschwindigkeit
Informationsverarbeitung
Lichtgeschwindigkeit
Fahrrad
Computeranimation
Stunde
Kaffee
Welle
Uhr
Computeranimation
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Dispersion
Energie
Kugelblitz
Welle
Strahlen
Kanal
Optische Strahlung
Juni
Impuls
Kugelblitz
Optik
Boot
Soliton
Computeranimation
Optische Strahlung
Bandstruktur
Propagation <Chemie>
Projektion <Optik>
Energielücke
LES
Klangeffekt
Kalenderjahr
Computeranimation
Richtung
Glasfaser
Bohrung
Beugung
Optische Strahlung
Propagation <Chemie>
Energielücke
Frequenz
Computeranimation
Richtung
Kaffee
Uplink
Knopf
Strahlen
Kalenderjahr
Computeranimation
Kaffee
Festkörperphysik
Sanduhr
Knopf
Kraft
Energielücke
Computeranimation
Optische Strahlung
Band <Textilien>
Wurstmasse
Propagation <Chemie>
Abend
Computeranimation
Richtung
Hexagonaler Kristall
Strahl
Beugung
Strahlen
Verkantung
Energielücke
Toner
Photon
Magnetisches Dipolmoment
Festkörperphysik
Strahlen
Tunnel
Energielücke
Computeranimation
Holographie
Goldener Schnitt
Strahl
Strahlen
Material
Experiment innen
Computeranimation
Optische Strahlung
Spiralgalaxie
Druckwerk
Propagation <Chemie>
Material
Brechzahl
Energielücke
Computeranimation
Richtung
Optische Strahlung
Mikroskop
Nanopartikel
Material
Linse
Computeranimation
Glas
Platte
Kalenderjahr
Computeranimation
Maßeinheit
Brennpunkt <Optik>
Laserstrahlung
Kraft
Druckkraft
Computeranimation
Hologramm
Mikroskop
Laserstrahlung
Curtis
Lichtstrahl
Lichtmodulator
Messer
Computeranimation
Richtung
Störgröße
Computeranimation
Hexagonaler Kristall
Molekül
Zeolith
Kanal
Richtung
Lichtwellenleiter
Band <Textilien>
Optische Pinzette
Bauelement
Eisenbahnbetrieb
Fluoreszenz
Oberfläche
Baustein
Physikalische Größe
Zeolith
Kunststoff
Computeranimation
Polarisation
Einrichten
Computeranimation
Wellenleiter
Fluoreszenzfarbstoff
Optische Pinzette
Antrieb <Technik>
Oberfläche
Systems <München>
Computeranimation
Geschwindigkeit
Arbeit <Physik>
Fluid
Oberfläche
Computeranimation
Elastizität
Strecken
Optische Pinzette
Maschine
Applikation
Zeolith
Kleinstmotor
Computeranimation
Temperatur
Hohlraum
Optische Pinzette
Experiment innen
Aspekt <Astronomie>
Tropfen
Computeranimation
Mikrometerbereich
Hohlraum
Forum
Computeranimation
Elektriker
Front <Meteorologie>
Tropfengröße
Tropfen
Computeranimation
Richtung
Elektrisches Feld
Oberfläche
Material
Klangeffekt
Druckkraft
Computeranimation
Nissan Patrol
Lore <Eisenbahn>
Optische Strahlung
Flüte
Fall
Fluid
Laserstrahlung
Material
Tropfen
Systems <München>
Computeranimation
Richtung
Schiene
Fluid
Ahle <Werkzeug>
Material
Elektronikerin
ERS
Tropfen
Kanal
Computeranimation
Chip
Deutsche Physikalische Gesellschaft
Meitner, Lise
Computeranimation
Schoner

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Lise-Meitner-Lectures 2015: Material in neuem Licht - wie maßgeschneidertes Licht Materie strukturieren und anordnen kann
Serientitel Lise-Meitner-Lectures
Autor Denz, Cornelia
Lizenz Keine Open-Access-Lizenz:
Es gilt deutsches Urheberrecht. Der Film darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden.
DOI 10.5446/19330
Herausgeber Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG)
Erscheinungsjahr 2015
Sprache Deutsch
Produktionsort TU Berlin

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik

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