Dr. rer. nat. Karsten Holldack
Der BESSY-Physiker entwickelt neuartige Methoden und Instrumente an Synchrotronstrahlungsquellen
Karsten Holldack studierte von 1980-1985 Physik an der Humboldt-Universität Berlin und promovierte dort im Jahre 1987 über Ionenimplantation in Halbleitern. Nach einem Jahr in der Halbleiterindustrie arbeitete er als wissenschaftlicher Assistent an der Humboldt-Universität.
Bereits im Jahre 1990 begann er bei BESSY I in Wilmersdorf mit der Nutzung von Synchrotronstrahlung. Auch im Rahmen einer anschließenden Postdoc-Stelle an der Universität Heidelberg blieb er der Synchrotronstrahlung treu und untersuchte strukturelle organische und magnetische Domänen auf Oberflächen mit abbildender Photoelektronen-Mikroskopie. Mit dem Startschuss für BESSY II folgte er schließlich1993 dem Angebot, eine moderne Strahlungsquelle der 3. Generation mit aufzubauen und zu betreiben. In dieser Zeit von ihm entwickelte Diagnostiksysteme sind an fast allen neu erbauten Speicherringanlagen weltweit zum Standard geworden.
Neben seinen Arbeiten für die Entwicklung und Nutzung neuartiger Methoden und Instrumente an Synchrotronstrahlungsquellen war Dr. Holldack stets von der Möglichkeit fasziniert, dass relativistische Elektronen-Pakete (Bunche) im Speicherring kohärente Synchrotronstrahlung im THz-Bereich emittieren, wenn sie auf die Größenordnung der Wellenlänge komprimiert werden.
In enger Zusammenarbeit mit Beschleunigerphysikern von BESSY konnte ein Spezialbetrieb des Speicherrings erfolgreich umgesetzt werden. Im Jahre 2002 erhielten Karsten Holldack und Kollegen den Innovationspreis Synchrotronstrahlung für "Development of a powerful broad band source of Terahertz radiation on the basis of an electron storage ring". Seitdem ist er mit der Entwicklung neuer Konzepte für Speicherring-basierte THz-Quellen befasst. Er konnte kürzlich im Rahmen eines gemeinsamen BMBF-Projektes mit Wissenschaftlern vom HZB und der FU-Berlin die Methode der Hochfeld-THz-EPR mit kohärenter Synchrotronstrahlung etablieren, die es in dieser Form nur an BESSY II in Adlershof gibt.
Seit 2003 ist Karsten Holldack im „Femtoslicing“-Projekt engagiert, bei dem (laserinduziert) 100 fs kurze, zirkular polarisierte, Röntgenpulse erzeugt werden. Hier hat sich wiederum der Nachweis von THz-Pulsen als Schlüssel erwiesen, denn dies ist die „Lampe“, die leuchtet, wenn man mit dem fs-Laser den haarfeinen Elektronenbunch aus einigen 10 m Entfernung trifft und energiemoduliert. Verblüffend ist, dass die THz-pulse von einem „Loch“ im bunch emittiert werden (Abbildung), die man wiederum benutzen kann, um die Ankunftszeit der Elektronen mit 5 fs Präzision zu messen oder Laser pump-THz probe-Experimente auf ultrakurzen Zeitskalen zu bewerkstelligen.
K. Holldack, S. Khan, R. Mitzner, T. Quast, “Femtosecond THz pulses from Femtoslicing at BESSY” Phys. Rev. Lett. 96, 054601 (2006), Phys. Rev. Lett. 96, 054601 (2006).
Kontakt: Dr. Karsten Holldack, E-Mail: Karsten.Holldack(at)Helmholtz-Berlin.de, Tel. +49 30 / 6392-3170