Forschung

Forschungsschwerpunkte: Attosekundenphysik, Hochfeldphysik, Echtzeitbeobachtung grundlegender Elektronenvorgänge, Entwicklung von Lasersystemen, Petawatt Field Synthesizer (PFS)

Ferenc Krausz ist ein ungarisch-österreichischer Physiker. Er gilt als Begründer der Attosekundenphysik, die ultraschnelle Bewegungen von Elektronen in Echtzeit beobachtet und erforscht. Auf der Basis seiner Forschungen sind neue Arbeitsgebiete entstanden, wie beispielsweise die hochauflösende Mikroskopie lebender Organismen. Zudem hat er Laser entwickelt, die bei der Diagnose von Augen- und Krebskrankheiten eingesetzt werden können.

Ferenc Krausz und seinem Team ist es erstmals gelungen, einen Attosekunden-Lichtpuls zu erzeugen und zu messen. Eine Attosekunde ist ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde (0,000.000.000.000.000.001 Sekunden). Mit diesen Attosekunden-Lichtpulsen verfolgt Krausz die Bewegung von Elektronen in Atomen und Molekülen in Echtzeit. Dafür hat er gemeinsam mit seinem Team Lasersysteme und Komponenten entwickelt, mit denen solche Beobachtungen erst möglich wurden. Elektronen bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von etwa tausend Kilometern pro Sekunde. In den Lasersystemen wirkt der Attosekundenblitz wie ein extrem kurzer Fotoblitz und friert die Bewegung zu einem bestimmten Zeitpunkt ein. Die Forscher um Ferenc Krausz konnten so messen, dass ein Elektron zwischen sieben und 20 Attosekunden braucht, um die Atomhülle zu durchqueren. Die genaue Geschwindigkeit hängt davon ab, inwieweit die Elektronen untereinander und mit dem Atomkern interagieren.

Bei hohen Intensitäten kann ein Attosekunden-Lichtpuls Elektronen von ihrer atomaren Bindung befreien und sie auf Geschwindigkeiten beschleunigen, die sich der Lichtgeschwindigkeit nähern. Hierdurch wird die Tür zur Hochfeld-Attosekunden-Wissenschaft geöffnet. Durch die Kombination unterschiedlicher Laser will Ferenc Krausz einen Petawatt Field Synthesizer (PFS) aufbauen, mit dem Lichtpulse im Petawatt-Bereich (eine Billiarde Watt) erzeugt werden können. Hierdurch könnten die Vorgänge in Atomen noch detaillierter sichtbar gemacht werden.

Mit den von ihm entwickelten Werkzeugen gelang Ferenc Krausz die Echtzeitbeobachtung grundlegender Elektronenvorgänge wie Ladungstransport, Tunneln und Fotoeffekt. Die Techniken können bei der Entwicklung von Quantencomputern und Supraleitern eingesetzt werden. Weitere Anwendungen liegen in der Medizin etwa bei der Früherkennung und Therapie bösartiger Tumore. So sind laserbasierte Teilchentherapien schonender und genauer als die gängige Strahlentherapie von Tumoren.

Werdegang

• seit 2019 Direktor, Center for Molecular Fingerprinting Research (CMF), Budapest, Ungarn
• seit 2015 Gründungsdirektor, Centre for Advanced Laser Applications (CALA), Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München
• seit 2012 Direktor, Laboratory for Extreme Photonics (LEX-Photonics), München
• 2010-2016 Gastprofessor, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Pohang, Südkorea
• 2010-2019 Direktor, Munich Centre for Advanced Photonics (MAP), München
• 2006-2009 Mitbegründer und Gründungsdirektor, Munich Centre for Advanced Photonics (MAP), München
• seit 2004 Direktor, Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ), Garching
• seit 2004 Professur und Lehrstuhl für Experimentalphysik – Laserphysik, LMU München
• 1999-2004 Professor für Elektrotechnik, TU Wien, Wien, Österreich
• 1996-1998 Assistenzprofessor für Elektrotechnik, TU Wien, Wien, Österreich
• 1993 Habilitation in Laserphysik, TU Wien, Wien, Österreich
• 1991-1993 Postdoktorand, TU Wien, Wien, Österreich
• 1991 Promotion in Laserphysik, TU Wien, Wien, Österreich
• 1988-1991 Wissenschaftlicher Angestellter, TU Wien, Wien, Österreich
• 1985-1987 Wissenschaftlicher Angestellter, Budapest University of Technology and Economics, Budapest, Ungarn
• 1985 Diplom in Elektrotechnik, Budapest University of Technology and Economics, Budapest, Ungarn
• 1981-1985 Studium der Theoretischen Physik, Eötvös Loránd Universität, Budapest, Ungarn sowie Studium der Elektrotechnik, Budapest University of Technology and Economics, Budapest, Ungarn

Funktionen

• 2012 Mitbegründer, Dennis Gabor-Gesellschaft, Berlin
• 2010-2014 Strategischer Berater des Präsidenten, Hungarian Academy of Sciences (MTA), Ungarn
• seit 2009 Initiator und Koordinator, Laboratory of Extreme Photonics (Lex-Photonics), LMU München
• seit 2009 Initiator und Koordinator, Center for Advanced Laser Applications (CALA), Garching
• seit 2008 Etablierung und Koordinierung, Forschungskooperation Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ), Garching sowie King Saud University, Riad, Saudi-Arabien
• 2007-2009 Geschäftsführender Direktor, Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching
• seit 2007 Strategischer Berater des Präsidenten, LMU München
• seit 2006 Aufbau und Leitung, International Max Planck Research School of Advanced Photon Science, München

Projekte

• 2010-2014 Initiator und Koordinator, Gemeinsames Forschungsprojekt von fünf Instituten der Max-Planck-Gesellschaft sowie fünf Instituten im Pazifischen Raum, Labor für Attosekundenphysik (LAP), Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching
• 2009 Investigator, Advanced Grant, Europäischer Forschungsrat (ERC)
• 2008-2013 Projekt „International Collaboration in Chemistry: Control of Ultrafast EUV-induced Chemical Reactions“, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• seit 2006 Sprecher, Exzellenzcluster (EXC) 158 „Münchner Zentrum für fortgeschrittene Photonik (MAP)“, DFG
• seit 2006 Direktor, International Max-Planck-Research School of Advanced Photon Science (IMPRS-APS), DFG

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 2023 Nobelpreis für Physik, gemeinsam mit Pierre Agostini und Anne L’Huillier
• 2023 BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award, Banco Bilbao Vizcaya Argentaria (BBVA) Foundation, Bilbao, Spanien
• 2022 Einstein Lecture, Freie Universität (FU) Berlin
• 2022 Wolf Prize in Physics, Wolf Foundation, Herzlia Pituach, Israel
• 2019 Vladilen Letokhov Medal, European Physical Society sowie Russian Academy of Sciences, Russland
• 2018 Janos Arany Award for Outstanding Scientific Performance, MTA, Ungarn
• seit 2016 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2015 Citation Laureate in Physics, Thomson Reuters, Toronto, Kanada
• 2014 Gelisted, The World’s most influential scientific minds, Thomson Reuters, USA
• 2013 Otto Hahn-Preis, DPG, Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) sowie Stadt Frankfurt
• 2013 King Faisal Prize for Science, King Faisal Foundation, Riad, Saudi-Arabien
• seit 2012 Mitglied, Academia Europaea
• seit 2012 Mitglied, European Academy of Sciences, Belgien
• 2012 Ritterkreuz, Ungarischer Verdienstorden, Ungarn
• 2011 Verdienstkreuz am Bande, Bundesrepublik Deutschland
• seit 2011 Mitglied, Russian Academy of Sciences, Russland
• 2011 Falling Walls Lecturer, Falling Walls-Konferenz, Berlin
• 2010 Honorarprofessor, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Shanghai, China
• 2010 Gastprofessor, King Saud University, Riad, Saudi-Arabien
• 2009 Honorarprofessor, Xian Institute für Optik, Chinese Academy of Science (CAS), China
• 2009 Fellow, Optical Society of America, USA
• 2007 Mitglied, European Academy of Sciences and Arts
• seit 2007 Mitglied, MTA, Ungarn
• 2006 Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis, DFG
• 2006 Wissenschaftspreis der Stadt Wien, Wien, Östereich
• 2006 Progress Medal, Royal Photographic Society, UK
• 2006 James Frank Memorial Lecture, Israel Academy of Sciences and Humanities, Israel
• 2006 Max von Laue Vortrag, Physikalische Gesellschaft zu Berlin, Berlin
• 2006 Manne Siegbahn Memorial Lecture, Königliche Schwedische Akademie der Wissenschaften, Schweden
• 2006 Quantum Electronics Award, Laser and Electro-Optics Society, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), New York City, USA
• 2005 Ehrenprofessur, Technischen Universität (TU) Wien, Wien, Österreich
• 2005 Ehrendoktorwürde, Budapest University of Technology and Economics, Budapest, Ungarn
• seit 2003 Mitglied, Österreichische Akademie der Wissenschaften, Österreich
• 2003 Julius Springer-Preis, Springer-Verlag GmbH, Heidelberg
• 2002 Wittgenstein-Preis, Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Forschung (BMBWF), Österreich
• 1998 Carl Zeiss-Forschungspreis, Ernst Abbe-Stiftung, Jena
• 1996 Stipendiat, START Programm, Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung, Österreich
• 1994 Fritz Kohlrausch Preis, Österreichische Physikalische Gesellschaft, Österreich