Πρόσφατα, η ερευνητική ομάδα του Xiao-Jun Liu στο Institute of Precision Measurement (IPM) έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο στον τομέα της φυσικής attosecond. Η ομάδα πρότεινε ένα νέο σχήμα που ονομάζεται «πύλη πόλωσης attosecond», το οποίο πραγματοποιεί την εξαιρετικά γρήγορη ανίχνευση της δυναμικής συσχέτισης ηλεκτρονίων σε ισχυρό ατομικό ιονισμό που βασίζεται σε λέιζερ. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο Physical Review Letters, ένα κορυφαίο περιοδικό φυσικής, και επιλέχθηκαν ως πρόταση εκδοτών.
Η αποκάλυψη των νόμων της ηλεκτρονικής δυναμικής εντός της ύλης στη χρονική κλίμακα του attosecond είναι μια σημαντική φυσική βάση για την αναγνώριση και την κατανόηση των πολλών εξαιρετικά γρήγορων φωτοφυσικών και φωτοχημικών διεργασιών στη φύση. Για το λόγο αυτό, το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2023 απονεμήθηκε σε τρεις επιστήμονες που έχουν κάνει εξαιρετική συμβολή στην έρευνα στον τομέα της φυσικής attosecond. Μεταξύ των πολλών φασματοσκοπικών τεχνικών για μετρήσεις attosecond, η τεχνική γωνιακής ράβδου attosecond (επίσης γνωστή ως "attosecond") προσφέρει ένα μοναδικό μέσο ανίχνευσης ηλεκτρονικών δυναμικών διεργασιών attosecond λόγω της ιδιότητάς της αυτοαναφοράς - η ανάλυση χρόνου attosecond μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση λέιζερ femtosecond παλμούς χωρίς τη χρήση παλμών φωτός attosecond. Το "attosecond" παρέχει ένα μοναδικό μέσο για να διερευνηθεί σε βάθος η δυναμική των ηλεκτρονικών διεργασιών attosecond. Η τεχνική "attosecond" έχει εφαρμοστεί με επιτυχία στη μέτρηση του χρόνου διέλευσης ηλεκτρονίων ισχυρού πεδίου, της χρονικής καθυστέρησης ιονισμού δύο ηλεκτρονίων στον διαδοχικό διπλό ιονισμό κ.λπ. Ωστόσο, η παραδοσιακή τεχνική "attosecond" δεν μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα σε πιο περίπλοκες φυσικές διεργασίες όπως η συσχέτιση ηλεκτρονίου-ηλεκτρονίου, λόγω του ελλειπτικά πολωμένου οπτικού παλμού που χρησιμοποιείται. -συσχέτιση ηλεκτρονίων και άλλες πιο πολύπλοκες φυσικές διεργασίες.
Προκειμένου να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, η ερευνητική ομάδα του Xiaojun Liu πρότεινε ένα σχήμα «attosecond» που βασίζεται σε παλμούς λέιζερ «πύλη πόλωσης» και το εφάρμοσε επιτυχώς στην ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο της δυναμικής συσχέτισης ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίου σε ατομικό διπλό ιονισμό ισχυρού πεδίου διαδικασίες. Ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο δυναμικής συσχέτισης ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίου σε ατομικό διπλό ιονισμό ισχυρού πεδίου. Με βάση το προηγουμένως καθιερωμένο και αναπτυγμένο σύστημα λέιζερ femtosecond σταθεροποιημένο σε φάση φέροντος φακέλου, η ερευνητική ομάδα συνέθεσε επιτυχώς υπερμικρούς οπτικούς παλμούς "πύλη πόλωσης" ελέγχοντας με ακρίβεια τη χρονική καθυστέρηση και τη φάση φέροντος φακέλου δύο ακτίνων αριστερής και δεξιάς περιστροφής. περιστροφή κυκλικά πολωμένοι παλμοί λέιζερ femtosecond, συνειδητοποιώντας την ελλειπτική πόλωση των παλμών λέιζερ σε χρόνο attosecond ακρίβεια και ακριβή έλεγχο. Η κατάσταση ελλειπτικής πόλωσης του παλμού λέιζερ είναι επακριβώς ελεγχόμενη με ακρίβεια χρόνου σε ένα δευτερόλεπτο. Σε σύγκριση με τον μοναδικό ελλειπτικά πολωμένο οπτικό παλμό που χρησιμοποιείται συνήθως στην προηγούμενη τεχνολογία attosecond, ο εξαιρετικά βραχύς παλμός "πύλη πόλωσης" μπορεί όχι μόνο να προετοιμάσει αποτελεσματικά την κατάσταση συσχέτισης ηλεκτρονίων και να οδηγήσει την εκπομπή συσχέτισης ηλεκτρονίων στην περιοχή πόλωσης κοντά στο κέντρο του, αλλά και να διατηρήσει το χαρακτηριστικό της δειγματοληψίας υψηλής ακρίβειας του χρόνου εκπομπής ηλεκτρονίων σε γωνιακές λωρίδες attosecond. Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε ένα ισχυρό πεδίο ατόμου αργού για τη δειγματοληψία του χρόνου εκπομπής ηλεκτρονίων. Η ερευνητική ομάδα έχει επιδείξει με επιτυχία την τεχνική "πύλης πόλωσης attosecond" μελετώντας τη συσχετισμένη διαφορά χρόνου εκπομπής ηλεκτρονίων μεταξύ των διπλά διεγερμένων καταστάσεων που δημιουργούνται από τη διαδικασία διπλού ιονισμού ισχυρού πεδίου των ατόμων αργού ως παράδειγμα. Η μελέτη δείχνει ότι ο ιονισμός δύο συσχετιζόμενων ηλεκτρονίων σε διπλά διεγερμένη κατάσταση πραγματοποιείται κυρίως μέσω δύο διαφορετικών καναλιών και η τεχνική "πύλη πόλωσης σε δεύτερο" μετρά με ακρίβεια τη διαφορά χρόνου ιονισμού μεταξύ των δύο συσχετιζόμενων ηλεκτρονίων που αντιστοιχούν στα διαφορετικά κανάλια. που είναι 234 (±22) arsec και 1043 (±73) arsec, αντίστοιχα.
