Wetenschappers van het Max Born Instituut voor niet-lineaire optica en korte pulsspectroscopie (MBI) in Berlijn combineerden ultramoderne experimenten en numerieke simulaties om een ​​fundamentele aanname te testen die ten grondslag ligt aan de sterke-veldfysica. Hun resultaten verfijnen ons begrip van sterke veldprocessen zoals hoge harmonische generatie (HHG) en laser-geïnduceerde elektronendiffractie (LIED).

Wetenschappers van het Max Born Instituut voor niet-lineaire optica en korte pulsspectroscopie (MBI) in Berlijn combineerden ultramoderne experimenten en numerieke simulaties om een ​​fundamentele aanname te testen die ten grondslag ligt aan de sterke-veldfysica. Hun resultaten verfijnen ons begrip van sterke veldprocessen zoals hoge harmonische generatie (HHG) en laser-geïnduceerde elektronendiffractie (LIED).

Sterke infrarood laserpulsen kunnen een elektron uit een molecuul halen (ionisatie), versnellen het weg in de vrije ruimte, draai het dan om (voortplanting), en uiteindelijk botsen met het molecuul (recollision). Dit is het veelgebruikte driestappenmodel van de sterke-veldfysica. In de recollision-stap, het elektron kan, bijvoorbeeld, recombineren met het ouderion, die aanleiding geven tot hoge harmonische generatie, of elastisch verstrooien, wat aanleiding geeft tot laser-geïnduceerde elektronendiffractie.

Een van de veelgebruikte aannames die ten grondslag liggen aan de attoseconde-fysica is dat, in de voortplantingsstap, de initiële structuur van het geïoniseerde elektron is "uitgewassen", waardoor de informatie over de oorspronkelijke orbitaal verloren gaat. Tot dusver, deze veronderstelling werd niet experimenteel geverifieerd in moleculaire systemen.

Een gecombineerd experimenteel en theoretisch onderzoek aan het Max Born Institute Berlin onderzocht de door een sterk veld aangedreven elektronterugslagdynamiek in de 1, 3-trans-butadieen molecuul. In dit molecuul de interactie met het sterke laserveld leidt voornamelijk tot de ionisatie van twee buitenste elektronen met een heel verschillende dichtheden. De state-of-the-art experimenten en simulaties stelden de wetenschappers vervolgens in staat om de kans op herverstrooiing onder een hoge hoek voor elk elektron afzonderlijk te meten en te berekenen. Deze kansen bleken zowel in de metingen als in de simulaties behoorlijk verschillend te zijn. Deze waarnemingen tonen duidelijk aan dat de terugkerende elektronen structurele informatie over hun oorspronkelijke moleculaire orbitaal behouden.

De studie is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang .