Christian Schäfer, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2020 :
"An der Schnittstelle von Quantenelektrodynamik und Elektronenstrukturtheorie: Kavitäts-QED"
"On the interface of quantum
electrodynamics and electronic structure
theory: Cavity QED"
Summary
Wenn Licht durch Spiegel auf kleinem Raum, als Kavität bezeichnet, eingesperrt und
kontrolliert wird kann die Interaktion mit Materie so signifikant werden, dass sogar
neue 'Teilchen', die polaritonischen Quasiteilchen, erzeugt werden. Polaritonen,
weder ganz Licht noch ganz Materie, teilen essentielle Eigenschaften mit beiden
Spezies. So verfügen sie über die Flinkheit des Lichts, welche uns die unvergleichlich schnelle
Übermittlung von Informationen und Energie ermöglicht, und die Robustheit und Widerstandsfähigkeit von Materie, uns schaffend und von uns geschaffen. Kontrolle über die Polaritonen hält gewaltige technologische Möglichkeiten bereit, sei es durch die Manipulation
der Regeln der Chemie oder die Eigenschaften von Materie. Innerhalb dieser Dissertation
werde ich den bahnbrechenden Fortschritt der aktuellen Forschung sowie meinen Anteil daran
beleuchten. Letzterer zeichnet sich zu allererst dadurch aus, dass er die Forschungsgemein-
schaft mit der unvoreingenommenen Perspektive ausstattet, die Notwendig ist, um die im
neuen Kontext unzutreffenden theoretischen Paradigmen zu überwinden.
Titel
Kurzfassung
When light is confined and controlled in a restricting geometry, referred to as cavity,
the way how light and matter affect each other reaches such significant levels that
even novel species, the polaritonic quasiparticles, are created. They inherit the
swiftness of light, incomparable speed of information and energy transfer, and the
tenacity of matter, shaping and being shaped by our existence. Control over the polaritonic
quasiparticles holds great technological promises, e.g. by altering the rules on which chemistry
evolves and materials are characterized. Within this work, I will highlight the breathtaking
progress of state-of-the-art research as well as my contribution. The latter foremost provides
the community with the highly demanded untainted perspective as many previous theoretical
paradigms render obsolete on the interface of quantum chemistry and optics.