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Peter Toschek

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Peter Toschek

Peter E. Toschek (* 18. April 1933 in Hindenburg, Oberschlesien; † 25. Juni 2020[1] in Hamburg) war ein deutscher Physiker und Hochschullehrer. Er befasste sich mit Atomphysik, Quantenoptik und der Physik des Lasers und war Professor an der Universität Hamburg. Er gilt als einer der Pioniere der Laser-Spektroskopie und ist bekannt geworden durch die von ihm erstmals verwirklichte Speicherung einzelner isolierter Atome (Ionen) in einer experimentell kontrollierten Umgebung.

Leben

Toschek studierte Physik an der Universität Göttingen und an der Universität Bonn, wo er 1961 bei Wolfgang Paul mit einer Dissertation zur Streuung von Galliumatomen in definierten Zeeman-Zuständen an Argon und Helium promovierte. 1963 gründete er als Wissenschaftlicher Assistent am Institut für Angewandte Physik der Universität Heidelberg die erste deutsche Forschungsgruppe für Laser-Spektroskopie. Diesem Arbeitskreis schloss sich bald auch Theodor Hänsch an (Promotion 1969).

Toschek habilitierte sich 1968 und wurde 1972 Professor in Heidelberg. 1981 wurde er als Professor an die Universität Hamburg berufen, wo er seither tätig ist und 1989/1991 mit Günter Huber das Institut für Laser-Physik gründete. Von 1980 bis 1990 war Toschek Mitherausgeber von Optics Communications. Als Gastwissenschaftler arbeitete er unter anderem an der Stanford University (1972) bei Tony Siegman, am Laboratoire Aimé Cotton in Orsay, Frankreich, (1978/79) und als Fellow des Joint Institute for Laboratory Astrophysics (JILA) in Boulder, Colorado (1986/87). Peter Toschek blieb auch nach seiner Emeritierung 1998 am Institut für Laser-Physik wissenschaftlich aktiv.

Toschek verstarb im Alter von 87 Jahren am 25. Juni 2020[2].

Wirken

Seit den 1960er-Jahren entwickelten Peter Toschek und Mitarbeiter laserspektroskopische Verfahren wie die dopplerfreie Sättigungsspektroskopie[3][4][5] und die höchstempfindliche Absorptionsspektroskopie im Laser-Resonator (ICAS)[6][7]. Sie beobachteten nicht-lineare Wechselwirkungen des Lichts mit Atomen[8][9], darunter die selbst-induzierte Transparenz eines Absorbers und die Erzeugung optischer Einzel-Schwingungen, sog. Solitonen[10]. Toscheks Forschungsgruppe demonstrierte 1978 erstmals die Kühlung von Atomen durch Laser-Licht[11], kurz vor deren Beobachtung durch David Wineland und Mitarbeiter. Nachdem Peter Toschek und Hans Georg Dehmelt 1975 die Darstellung und Beobachtung einzelner atomarer Ionen vorgeschlagen hatten[12], zeigten 1979 Werner Neuhauser, Martin Hohenstatt und Peter Toschek erstmals die Speicherung und Untersuchung eines einzelnen, mit Laser-Licht gekühlten Atoms (eines Barium-Ions) in einer Paul’schen Ionenfalle[13]. Damit wurde die direkte wiederholte Beobachtung, Manipulation und spektroskopische Untersuchung einzelner Atome möglich[14]. An derart präparierten Einzel-Ionen gelang Toschek und Mitarbeitern 1986 erstmals die Beobachtung der von Niels Bohr vorhergesagten Quantensprünge[15], gleichzeitig mit und unabhängig von deren Beobachtung durch Hans Georg Dehmelt und Mitarbeiter. Weitere Arbeiten betrafen die erstmalige Demonstration eines Zwei-Photonen-Lasers[16] (1981), die Eliminierung des Quantenrauschens (im Differenzfrequenz-Signal zweier Laser-Emissionslinien) mittels korrelierter Spontan-Emission (1990)[17][18], die stochastische Kühlung einzelner Ionen (1995)[19], die Beobachtung der Schwingungs-Dynamik eines gespeicherten Ions[20] (1998), die Demonstration der Atominterferometrie an einem einzelnen Atom (1999)[21] und den unzweideutigen Nachweis des Quanten-Zeno-Effekts (2000)[22][23].

Zu Toscheks Mitarbeitern zählten, neben anderen, Bernd Appasamy, Valery Baev, Rainer Blatt, Klaus-Jochen Boller, Philippe Courteille, Jürgen Eschner, Theo Hänsch und Werner Neuhauser.

Auszeichnungen

1990 erhielt Peter Toschek den Robert-Wichard-Pohl-Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG). Ab 1994 war er Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg. 2002 wurde er Fellow der Optical Society of America. Für 2015 wurde ihm der Herbert-Walther-Preis der DPG zugesprochen.

Literatur

  • mit Werner Neuhauser: Einzelne Ionen für die dopplerfreie Spektroskopie. In: Physikalische Blätter. 36, Nr. 7, 1980-07-01 S. 198–202, doi:10.1002/phbl.19800360714.
  • Das Einzelion — Quantenpräparat und Idealuhr. In: Physikalische Blätter. 46, Nr. 7, 1990-07-01 S. 213–219, doi:10.1002/phbl.19900460706.
  • Peter Toschek: Was enthüllt ein beobachtetes Atom seinem Beobachter?, in: Berichte aus den Sitzungen der Joachim Jungius-Gesellschaft der Wissenschaften e. V., Hamburg. Jahrgang 23 (2005), Heft 1. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 2005, ISBN 3-525-86329-2

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ Maiwald: Der FB Physik trauert um einen geschätzten Emeritus-Kollegen. Universität Hamburg, Fachbereich Physik, 26. Juni 2020, abgerufen am 27. Juni 2020.
  2. ↑ Irmgard Flick: Der FB Physik trauert um einen geschätzten Emeritus-Kollegen. Universität Hamburg, 26. Juni 2020, abgerufen am 27. Juni 2020.
  3. ↑ Th. Hänsch, P. Toschek: Measurement of neon atomic level parameters by laser differential spectrometry. In: Physics Letters. 20, Nr. 3, 1966-02-15 S. 273–275, doi:10.1016/0031-9163(66)90361-1.
  4. ↑ Th. Hänsch, P. Toschek: Laser differential spectrometry measurement on neon depolarization. In: Physics Letters. 22, Nr. 2, 1966-08-01 S. 150–151, doi:10.1016/0031-9163(66)90553-1.
  5. ↑ Th. Hänsch, P. Toschek: Observation of Saturation Peaks in a He-Ne Laser by Tuned Laser Differential Spectrometry. In: IEEE Journal of Quantum Electronics. 4, Nr. 7, 1968-07-01 S. 467–468, doi:10.1109/JQE.1968.1075367.
  6. ↑ T. Hansch, A.L. Schawlow, P. Toschek: Ultrasensitive response of a CW dye laser to selective extinction. In: IEEE Journal of Quantum Electronics. 8, Nr. 10, 1972-10 S. 802–804, doi:10.1109/JQE.1972.1076854.
  7. ↑ V. M. Baev, T. Latz, P. E. Toschek: Laser intracavity absorption spectroscopy. In: Applied Physics B. 69, Nr. 3, 1999-09-01 S. 171–202, doi:10.1007/s003400050793.
  8. ↑ Th. Hänsch, R. Keil, A. Schabert, Ch. Schmelzer, P. Toschek: Interaction of Laser Light Waves by Dynamic Stark Splitting. In: Zeitschrift für Physik. 226, Nr. 3, 1969-06-01 S. 293–296, doi:10.1007/BF01392091.
  9. ↑ Th. Hänsch, P.E. Toschek: Theory of a Three-Level Gas Laser Amplifier. In: Zeitschrift für Physik. 236, Nr. 3, 1970-06-01 S. 213–244, doi:10.1007/BF01394503.
  10. ↑ W. Krieger, P. E. Toschek: Self-induced transparency on the 1.15-μm line of neon. In: Physical Review A. 11, Nr. 1, 1975-01-01 S. 276–279, doi:10.1103/PhysRevA.11.276.
  11. ↑ W. Neuhauser, M. Hohenstatt, H. Dehmelt, P. Toschek: Optical Sideband Cooling of Visible Atom Cloud Confined in Parabolic Well. In: Physical Review Letters. 41, Nr. 4, 1978-07-24 S. 233–236, doi:10.1103/PhysRevLett.41.233.
  12. ↑ H. Dehmelt, P. Toschek: Proposed visual detection laser spectroscopy on single Ba+ ion. In: Bulletin of the American Physical Society. 20, 1975-01-29 S. 61.
  13. ↑ W. Neuhauser, M. Hohenstatt, P. E. Toschek, H. Dehmelt: Localized visible Ba+ mono-ion oscillator. In: Physical Review A. 22, Nr. 3, 1980-09-01 S. 1137–1140, doi:10.1103/PhysRevA.22.1137.
  14. ↑ Deutsches Museum, Das sichtbare Ion
  15. ↑ Th. Sauter, W. Neuhauser, R. Blatt, P. E. Toschek: Observation of Quantum Jumps. In: Physical Review Letters. 57, Nr. 14, 1986-10-06 S. 1696–1698, doi:10.1103/PhysRevLett.57.1696.
  16. ↑ B. Nikolaus, D. Z. Zhang, P. E. Toschek: Two-Photon Laser. In: Physical Review Letters. 47, Nr. 3, 1981-07-20 S. 171–173, doi:10.1103/PhysRevLett.47.171.
  17. ↑ Michael P. Winters, John L. Hall, Peter E. Toschek: Correlated spontaneous emission in a Zeeman laser. In: Physical Review Letters. 65, Nr. 25, 1990-12-17 S. 3116–3119, doi:10.1103/PhysRevLett.65.3116.
  18. ↑ Ingo Steiner, Peter E. Toschek: Quenching Quantum Phase Noise: Correlated Spontaneous Emission versus Phase Locking. In: Physical Review Letters. 74, Nr. 23, 1995-06-05 S. 4639–4642, doi:10.1103/PhysRevLett.74.4639.
  19. ↑ J. Eschner, B. Appasamy, P. E. Toschek: Stochastic Cooling of a Trapped Ion by Null Detection of Its Fluorescence. In: Physical Review Letters. 74, Nr. 13, 1995-03-27 S. 2435–2438, doi:10.1103/PhysRevLett.74.2435.
  20. ↑ B. Appasamy, Y. Stalgies, P.E. Toschek: Measurement-Induced Vibrational Dynamics of a Trapped Ion. In: Physical Review Letters. 80, Nr. 13, 1998-03-30 S. 2805–2808, doi:10.1103/PhysRevLett.80.2805.
  21. ↑ R. Huesmann, Ch. Balzer, Ph. Courteille, W. Neuhauser, P. E. Toschek: Single-Atom Interferometry. In: Physical Review Letters. 82, Nr. 8, 1999-02-22 S. 1611–1615, doi:10.1103/PhysRevLett.82.1611.
  22. ↑ Chr. Balzer, R. Huesmann, W. Neuhauser, P. E. Toschek: The quantum Zeno effect – evolution of an atom impeded by measurement. In: Optics Communications. 180, Nr. 1–3, 2000-06-01 S. 115–120, doi:10.1016/S0030-4018(00)00716-1.
  23. ↑ Gerhard Mack, Sascha Wallentowitz, Peter E. Toschek: Decoherence in generalized measurement and the quantum Zeno paradox. In: Physics Reports. 540, Nr. 1, 2014-07-01 S. 1–23, doi:10.1016/j.physrep.2014.02.004.
Personendaten
NAME Toschek, Peter
ALTERNATIVNAMEN Toschek, Peter E.
KURZBESCHREIBUNG deutscher Physiker und Hochschullehrer
GEBURTSDATUM 18. April 1933
GEBURTSORT Hindenburg, Oberschlesien
STERBEDATUM 25. Juni 2020
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