Nedavno je istraživački tim Xiao-Jun Liua na Institutu za precizna mjerenja (IPM) napravio važan napredak u oblasti fizike atosekunde. Tim je predložio novu shemu nazvanu "polarizacijska kapija attosekunda", koja ostvaruje ultrabrzu detekciju dinamike korelacije elektrona u snažnoj laserskoj atomskoj ionizaciji. Rezultati su objavljeni u Physical Review Letters, vodećem časopisu za fiziku, i odabrani kao prijedlog urednika.
Otkrivanje zakona elektronske dinamike unutar materije na vremenskoj skali atosekunde je važna fizička osnova za prepoznavanje i razumijevanje mnogih ultrabrzih fotofizičkih i fotokemijskih procesa u prirodi. Iz tog razloga, Nobelova nagrada za fiziku 2023. godine dodijeljena je trojici naučnika koji su dali izuzetan doprinos istraživanju u oblasti fizike atosekunde. Među mnogim spektroskopskim tehnikama za atosekundna mjerenja, tehnika attosekundne kutne trake (također poznata kao "attosekunda") nudi jedinstveno sredstvo za ispitivanje attosekundnih elektronskih dinamičkih procesa zbog svog svojstva samoreferencije - vremenska rezolucija atosekunde može se postići korištenjem femtosekundnog lasera impulsi bez upotrebe svetlosnih impulsa atosekunde. "Atosekunda" pruža jedinstveno sredstvo za duboko ispitivanje dinamike elektronskih procesa atosekunde. Tehnika "attosekunde" uspješno je primijenjena na mjerenje vremena tuneliranja elektrona jakog polja, vremenskog kašnjenja dvoelektronske jonizacije u sekvencijalnoj dvostrukoj ionizaciji, itd. Međutim, tradicionalna tehnika "attosekunde" ne može se direktno primijeniti na složenije fizičke procese kao što je elektron-elektronska korelacija, zbog korištenog eliptično polariziranog optičkog impulsa. -korelacija elektrona i drugi složeniji fizički procesi.
Kako bi prevazišao ovaj problem, istraživački tim Xiaojun Liua predložio je shemu "attosekunde" zasnovanu na laserskim impulsima "polarizacijskih kapija" i uspješno je primijenio na detekciju dinamike korelacije elektron-elektron u stvarnom vremenu u atomskoj dvostrukoj ionizaciji jakog polja. procesi. Detekcija dinamike korelacije elektron-elektron u realnom vremenu u atomskoj dvostrukoj ionizaciji jakog polja. Na osnovu prethodno uspostavljenog i razvijenog femtosekundnog laserskog sistema stabilizovanog sa fazom nosioca, istraživački tim je uspešno sintetizovao ultrakratke optičke impulse "polarizacionih kapija" precizno kontrolišući vremensko kašnjenje i fazu omotača nosioca dva snopa rotacije levo i desno. rotirajući kružno polarizovani femtosekundni laserski impulsi, ostvarujući eliptičku polarizaciju laserskih impulsa u atosekundnoj vremenskoj tačnosti i preciznoj kontroli. Stanje eliptične polarizacije laserskog pulsa se može precizno kontrolisati u atosekundnoj vremenskoj preciznosti. U poređenju sa jednim eliptički polarizovanim optičkim impulsom koji se obično koristi u prethodnoj attosekundnoj tehnologiji, ultrakratki impuls "polarizacionih kapija" ne samo da može efikasno pripremiti stanje korelacije elektrona i pokrenuti emisiju elektronske korelacije u oblasti polarizacije blizu njenog centra, već i zadržava karakteristika visoke preciznosti uzorkovanja vremena elektronske emisije u atosekundnim ugaonim prugama. Istraživački tim je koristio jako polje atoma argona za uzorkovanje vremena elektronske emisije. Istraživački tim je uspješno demonstrirao tehniku "polarizacijske kapije attosekunde" proučavajući koreliranu vremensku razliku elektronske emisije između dvostruko pobuđenih stanja generiranih procesom dvostruke ionizacije jakog polja atoma argona kao primjer. Studija pokazuje da se ionizacija dva povezana elektrona u dvostruko pobuđenom stanju uglavnom provodi kroz dva različita kanala, a tehnika "polarizacijske kapije u sekundi" precizno mjeri vremensku razliku ionizacije između dva povezana elektrona koji odgovaraju različitim kanalima, koji su 234 (±22) arseka i 1043 (±73) arseka, respektivno.
