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Time domain interference with complex systems
Philipp Rieser
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (DissG: Physik)
Betreuer*in
Markus Arndt
DOI
10.25365/thesis.75243
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-18894.72751.277926-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In der Quantenmechanik ist die Interferenz von massiven Teilchen ein Exemplar des einzigartigen Verhaltens von Quantensystemen. Interferenzphänomene erscheinen, wenn die Teilchen delokalisiert sind und sich wie Wellen verhalten. Solche Materiewelleneigenschaften wurden bereits für komplexe Systeme nachgewiesen und zeigt keinen Anschein, fundamental unmöglich zu werden. Daher ist es wichtig, weitere Regime in Komplexität und Größe für Interferenzexperimente erreichbar zu machen, um damit einen direkten Einblick in das quantenmechanische Verhalten von makroskopischen Systemen möglich wird. In dieser Arbeit präsentiere ich das Zeitdomänen Materiewelleninterferometer OTIMA. Es ist ein Beispiel für ein gepulstes Interferometer vom Talbot Lau Typ und operiert im Nahfeld. Die Gitter werden durch gepulste Stehwellen verwirklicht, die den Molekularstrahl örtlich modulieren, indem sie in den Stehwellenbäuchen den Strahl entleeren. Das OTIMA Experiment veranschaulicht die notwendigen Eigenschaften und Besonderheiten eines gepulsten Interferometers, wie etwa die Notwendigkeit von starken Teilchen-Licht-Wechselwirkungen, um effiziente Gitter zu gewährleisten. Mit Protein-Interferenzexperimenten als Ziel ist es wichtig, diese Interaktionen für Systeme zu studieren und verbessern, die gegenüber Vakuum-ultravioletten Photonen inert sind. Hier präsentiere ich erfolgreiche Interferenz des Polypeptids Gramizidin, womit der Fortschritt und die notwendigen Änderungen für Proteininterferenz hervorgehoben werden. Zusätzlich beschreibe ich Ansätze für die bessere optische Kontrolle von Molekülen durch die Verwendung von photolabilen Markern, die es ermöglichen werden, den Ladungszustand von Molekülen in der Gasphase zu ändern. Ich zeige auch eine gepulsten Quelltechnik für große Nanopartikel, welche für das Laden von optomechanischen Experimenten im Hochvakuum geeignet sein könnte. Um das Proteininterferometer einzuläuten, befasse ich mich mit den physikalischen und technischen Limits, welche Interferenzexperimente mit hohen Massen beeinflussen. Diese Limits informieren das Design des nächsten Interferometers, wo ich auf die Ansprüche für Interferenz mit chemisch markiertem Insulin eingehe, was als Ansporn für Interferenz-assistierte Messungen von Moleküleigenschaften diens.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Quantenphysik Interferenz Materiewellen Peptide Proteine
Autor*innen
Philipp Rieser
Haupttitel (Englisch)
Time domain interference with complex systems
Paralleltitel (Deutsch)
Zeitdomäneninterferenz mit komplexen Systemen
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
ix, 105 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Stefan Truppe ,
Hendrik Ulbricht
Klassifikation
33 Physik > 33.23 Quantenphysik
AC Nummer
AC17062047
Utheses ID
69802
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 411 |