science >> Wetenschap >  >> Fysica

Attoseconde foto-elektronenspectroscopie versneld

Attoseconde-fysica sneller maken. Krediet:Thorsten Naeser

Laserfysici zijn erin geslaagd de acquisitietijd voor gegevens die nodig zijn voor een betrouwbare karakterisering van multidimensionale elektronenbewegingen met een factor 1000 te verminderen.

Het klinkt misschien paradoxaal, maar het vastleggen van de ultrasnelle bewegingen van subatomaire deeltjes is eigenlijk erg tijdrovend. Experimenten die zijn ontworpen om de dynamiek van elektronen te volgen, duren vaak weken. Om de hectische draaiingen van elementaire deeltjes in kaart te brengen, moeten buitengewoon korte laserpulsen worden gebruikt, en lage signaal-ruisverhoudingen maken de accumulatie van enorme datasets over lange perioden noodzakelijk.

Nu zijn natuurkundigen van de Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) in München betrokken bij het MEGAS-project - een onderzoekssamenwerking tussen het Max Planck-instituut voor kwantumoptica, LMU München en de Fraunhofer Institutes for Applied Optics and Precision Engineering and for Laser Technology hebben de duur van dergelijke experimenten aanzienlijk verkort. Het kernelement van hun nieuwe techniek is een nieuwe verbeteringsresonator. ultrakort, nabij-infrarode laserpulsen die met een snelheid van 18,4 miljoen per seconde aan de holte worden afgegeven, worden omgezet in pulstreinen van extreem ultraviolet attoseconde, die bij uitstek geschikt zijn voor experimenten in elektronendynamica.

"De nieuwe laserbron genereert pulsen met snelheden die ongeveer 1000 keer hoger zijn dan voorheen haalbaar was in dit spectrale bereik, die de benodigde meettijden met dezelfde factor vermindert, "Als leider van het project, Dr. Ioachim Pupeza, verklaart. "Deze vooruitgang is van groot belang voor onderzoek naar systemen met gecondenseerde materie. Het opent ook nieuwe mogelijkheden voor het onderzoek naar lokale elektrische velden in nanostructuren, die van groot belang zijn voor toepassingen in toekomstige informatieverwerking met lichtgolven."