Projekttitel: Microenvironmental effects on the color of ionic light-absorbers

Bevillingsmodtager: Steen Brøndsted Nielsen

Bevilget beløb: 2.589.422

Projektbeskrivelse: Det første absorptionsspektrum af en biochromophor-ion isoleret i vakuum blev rapporteret i 2001 af S. Brøndsted Nielsen, L.H. Andersen et al. Siden da har Aarhus-grupperne målt en række gasfasespektre af ’nøgne’ ioner væsentlige i biofysik, uorganisk- og organisk kemi og materialevidenskab. Disse er rettesnore for avancerede kvantekemimodeller, som forudsiger elektronisk anslåede tilstande. Ofte afviger modeller betydeligt fra hinanden. En endnu større udfordring er at dechifrere et nærtliggende miljøs perturbation af den elektroniske struktur. Det kunne være et enkelt vandmolekyle i en proteinlomme. Eksperimenter på sådanne svagt bundne komplekser er komplicerede pga. lave ionstrømme; der er derfor få eksperimentelle data. SBN har demonstreret at sådanne eksperimenter kan laves med apparatur i hans laboratorium. I dette projekt vil vi undersøge en række mikrosolvatiserede ioner og svagt bundne komplekser, såsom permanganat, charge-transfer systemet meta-nitrophenolat, oxyluciferin der er ansvarlig for ildfluers lysudsendelse, hæme-NO komplekser, protoniserede baser og DNA strenge. Ioner dannet vha. electrospray undergår ionmolekyle-reaktioner i et oktopolkammer, hvorefter kompleksernes absorption måles vha. action spektroskopi. Enkelte solventmolekylers betydning på ionernes elektroniske struktur vil adresseres i detalje og sammenlignes med teori. En PhD-studerende vil blive oplært i brugen af avancerede instrumenter til besvarelse af nogle fundamentale spørgsmål.

Projekttitel: Few-body Quantum Physics with Ultracold Atoms

Bevillingsmodtager: Jan Joachim Arlt

Bevilget beløb: 2.591.091

Projektbeskrivelse: I princippet er alle aspekter af et makroskopisk system styret af de mikrofysiske egenskaber ved de partikler som systemet består af. Dog er det ikke muligt at løse Schrödinger ligningen analytisk for mere end to vekselvirkende partikler. Dette såkaldte få-legeme problem er af afgørende betydning for en lang række problemer i stort set alle grene af fysikken. En af de mest slående effekter blev forudsagt af Efimov i 1970 da han viste at tre identiske partikler kan danne en bunden tilstand selvom vekselvirkningen ikke tillader bundne to-partikel tilstande. Efter 35 års eksperimentel søgen blev disse tilstande observeret i en gas af kolde cæsium atomer i 2006 hvilket demonstrerede at kolde atomare gasser åbner helt nye muligheder for at undersøge få-legeme fysikken. I projektet vil vi undersøge få-legeme effekter i en blandet kvantegas bestående af 39K og 87Rb. For ganske nylig blev en sådan gas produceret for første gang nogensinde i vores laboratorium. Denne blanding tillader i praksis fri justering af vekselvirkningen mellem de to slags atomer og er derfor specielt velegnet til at undersøge få-legeme fysik for partikler med forskellig masse. I projektet vil vi detektere Efimov tre-partikel tilstande samt tilhørende atom-molekyle og fire-partikel resonanser. Ved at måle vekselvirkningsstyrken for disse resonanser vil vi kunne sammenligne direkte med de nyeste teoretiske beregninger og dermed markant forbedre vores forståelse af få-legeme fysikken og de teoretiske modeller.

Projekttitel: Disappearance of the N=8 magic number

Bevillingsmodtager: Karsten Vestbo Riisager

Bevilget beløb: 4.330.257

Projektbeskrivelse: De magiske tal i kerner er en grundsten i vores beskrivelse af deres natur. De svarer til "huller" i fordelingen af energiniveauerne for protoner og neutroner. Vi har gennem de sidste årtier set at flere af de klassiske magiske tal forsvinder (eller bliver afløst af nye tal) når vi bevæger os fra de stabile kerner ud mod de meget kortlivede, næsten partikel-ustabile kerner. Projektet vil fremskaffe nye data for neutron magisk tal 8, som vi ved er forsvundet i kernerne 12Be og 11Li. Vi mangler endnu viden om hvor omfattende dette "tab af magi" er, samt detaljerne i hvad der forårsager det. Projektets mål er at fremskaffe denne viden. For at fremskaffe de nye data vil vi benytte os af den nye facilitet HIE-ISOLDE (placeret på det europæiske forskningscenter CERN) som bliver startet op i 2015. Denne vil gøre det muligt at accelerere kortlivede kerner som 9Li og 11Be op til tilstrækkelig høj energi til at man via kernereaktioner kan befolke både de kendte partikelstabile kerner og deres bundne tilstande, og partikel-ustabile kerner samt resonanser over bindingsenergien i de partikelstabile kerner. Tilsammen giver denne information mulighed for at udtrække information om hvordan energiniveauerne for neutroner (og protoner) ænderer sig i dette område af kernekortet via sammenligning med teoretiske beregninger.