Voor de eerste keer, een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Prof. Dr. Giuseppe Sansone aan het Institute of Physics van de Universiteit van Freiburg heeft de complexe evolutie van zwakke elektrische velden volledig kunnen karakteriseren. Het team heeft zojuist zijn onderzoeksresultaten gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurfotonica .

Lichtpulsen zijn elektromagnetische golven. Hun kenmerken zoals de richting van oscillatie, duur en intensiteit zijn afhankelijk van de ruimtelijke en temporele evolutie van hun elektrische en magnetische velden. Beide vectoren kunnen in complexe banen lopen als een lichtpuls zich voortplant - bijvoorbeeld, ze kunnen langs een cirkel bewegen, een elliptische trainer of een variatie daarvan beschrijven. De beweging vindt plaats op een tijdschaal van enkele honderden attoseconden, wat veel sneller is dan een gewoon elektronisch of opto-elektronisch apparaat kan meten:een attoseconde is een miljardste van een miljardste van een seconde.

Om te observeren hoe het elektrische veld toch beweegt, het team ontwikkelde een methode met behulp van een zogenaamde attoseconde laser. "Met deze nieuwe tool konden we elektronen produceren in de vorm van golfpakketten die maar een paar honderd attoseconden meegaan, " legt Sansone uit. Tijdens hun dynamiek, elektronen zijn erg gevoelig voor elke vorm van externe verstoring. De onderzoekers gebruikten deze eigenschap om de banen van de elektronen te wijzigen met zwakke zichtbare lichtpulsen. Vervolgens konden ze meten hoe de trajecten waren veranderd, waardoor de intensiteit en richting van het elektrische veld worden afgeleid. "Onze methode zal onderzoekers in de toekomst in staat stellen om de elektronische dynamiek in vaste stoffen volledig te karakteriseren door het zichtbare licht te meten dat op het oppervlak wordt gereflecteerd, ' zegt Sanson.

Onderzoekers van de Universiteit van Jena, Max Planck Instituut voor Kernfysica in Heidelberg, het National Metrology Institute of Germany (PTB) in Braunschweig en de Politecnico in Milaan en het Istituto di Fotonica e Nanotecnologie (Instituut voor Fotonica en Nanotechnologie) in Padua, Italië, aanzienlijk bijgedragen aan deze bevindingen.