Grote sprongen in wetenschap en technologie zijn voortgestuwd door recente vooruitgang in het zien van snel evoluerende fysieke verschijnselen, zoals ze gebeuren. Femtosecondelasers van het infrarood tot het röntgengebied hebben ons in staat gesteld om te 'kijken', live, atomen dansen in moleculen en vaste stoffen op femtoseconde en picoseconde tijdschalen. Kijken naar zulke fascinerende bewegingen, niet alleen in realtime, maar op de ruimtelijke locaties waar ze plaatsvinden, is een grotere uitdaging.

Het is precies deze vooruitgang die is gemaakt door een team van onderzoekers van het Tata Institute of Fundamental Research, Bombay, York University en de Rutherford Appleton Laboratories, VK. Ze explodeerden een stevig oppervlak met een ultrahoge intensiteit (10 ¹⁹ B/cm²), 25 femtoseconde laserpuls (pomp) die een hete, dicht plasma en volgde de ultrasnelle beweging ervan door een zwakke tweede femtoseconde puls (sonde) te reflecteren. De Doppler-verschuivingen in de golflengte die wordt opgelegd aan de gereflecteerde sondepuls door het snel evoluerende plasma, geven de uiterlijke (blauwe verschuiving) en binnenwaartse (rode verschuiving) bewegingen van het plasma weg.

Geen eerdere studie legde de beweging op het gehele plasmaoppervlak - de 'dansvloer' - vast in één enkel experiment. Dit team koppelde femtoseconde tijdresolutie aan micrometerruimteresolutie, waardoor de ultrasnelle wendingen van het plasma op verschillende transversale locaties worden vastgelegd.

De experimenten bedachten een nieuwe 2D Doppler-monitor met zestien onafhankelijke, enkel schot, spectrometers met hoge resolutie die allemaal worden geactiveerd door de pomplaserpuls en de momentane snelheid van het plasma op verschillende ruimtelijke locaties vastleggen. Ze laten zien dat verschillende delen van het plasma op verschillende tijdstippen in en uit gaan, in tegenstelling tot de gebruikelijke verwachting van een enigszins uniforme beweging. Deze nieuwe methode kan erg handig zijn om de stroom van warmte en energie langs het oppervlak te volgen en de groei van plasma-instabiliteiten te observeren, erg belangrijk voor het begrijpen van laserplasmawetenschap en het vooruithelpen van toepassingen van hoge intensiteit, femtoseconde lasergestuurde laserplasma's in beeldvorming en laserfusie.