Нещодавно дослідницька група Сяо-Цзюнь Лю в Інституті прецизійних вимірювань (IPM) досягла значного прогресу в галузі фізики аттосекунд. Команда запропонувала нову схему під назвою «поляризаційна аттосекунда», яка реалізує надшвидке виявлення динаміки електронної кореляції в сильній лазерній іонізації атомів. Результати були опубліковані в Physical Review Letters, провідному фізичному журналі, і обрані як пропозиція редакторів.
Виявлення законів електронної динаміки в речовині на аттосекундному часовому масштабі є важливою фізичною основою для розпізнавання та розуміння багатьох надшвидких фотофізичних і фотохімічних процесів у природі. З цієї причини Нобелівську премію з фізики 2023 року присуджено трьом ученим, які зробили видатний внесок у дослідження в галузі фізики аттосекунд. Серед багатьох спектроскопічних методів для аттосекундних вимірювань метод аттосекундних кутових смуг (також відомий як «аттосекунди») пропонує унікальний засіб дослідження аттосекундних електронних динамічних процесів завдяки своїй властивості самореференції — аттосекундної роздільної здатності можна досягти за допомогою фемтосекундного лазера. імпульсів без використання аттосекундних світлових імпульсів. «Атосекунда» надає унікальний засіб для глибокого дослідження динаміки аттосекундних електронних процесів. Техніка «атосекунд» була успішно застосована для вимірювання часу тунелювання електронів у сильному полі, затримки часу двоелектронної іонізації при послідовній подвійній іонізації тощо. Однак традиційна методика «атосекунд» не може бути безпосередньо застосована до більш складних фізичних процесів наприклад, електрон-електронна кореляція, завдяки використанню еліптично поляризованого оптичного імпульсу. -електронна кореляція та інші більш складні фізичні процеси.
Щоб подолати цю проблему, дослідницька група Сяоцзюня Лю запропонувала «аттосекундну» схему, засновану на лазерних імпульсах «поляризаційних воріт», і успішно застосувала її для виявлення в реальному часі динаміки електрон-електронної кореляції в подвійній іонізації атомів у сильному полі. процеси. Виявлення в реальному часі динаміки електрон-електронної кореляції при подвійній іонізації атомів сильного поля. На основі раніше створеної та розробленої фазово-стабілізованої фемтосекундної лазерної системи обвідної несучої дослідницька група успішно синтезувала ультракороткі оптичні імпульси «поляризаційних воріт» шляхом точного контролю затримки часу та фази обвідної несучої двох променів лівого обертання та правого обертання. обертання циркулярно-поляризованих фемтосекундних лазерних імпульсів, що реалізують еліптичну поляризацію лазерних імпульсів в аттосекундній точності та точному управлінні. Стан еліптичної поляризації лазерного імпульсу можна точно контролювати з точністю до аттосекунд. У порівнянні з одним еліптично поляризованим оптичним імпульсом, який зазвичай використовувався в попередній аттосекундній технології, ультракороткий імпульс «поляризаційних воріт» може не тільки ефективно підготувати кореляційний стан електронів і керувати кореляційним випромінюванням електронів в області поляризації поблизу його центру, але також зберігає особливість високоточної дискретизації часу емісії електронів в аттосекундних кутових смугах. Дослідницька група використовувала сильне поле атома аргону для вимірювання часу емісії електронів. Дослідницька група успішно продемонструвала техніку «ататосекунди поляризаційних воріт», вивчивши на прикладі корельовану різницю в часі емісії електронів між подвійно збудженими станами, створеними процесом подвійної іонізації сильним полем атомів аргону. Дослідження показує, що іонізація двох асоційованих електронів у подвійно збудженому стані в основному здійснюється через два різні канали, а метод «поляризаційних воріт за секунду» точно вимірює різницю в часі іонізації між двома асоційованими електронами, що відповідають різним каналам, які становлять 234 (±22) арсек і 1043 (±73) арсек відповідно.
