Nedavno je istraživački tim Xiao-Jun Liua na Institutu za precizna mjerenja (IPM) napravio važan napredak u području fizike atosekunde. Tim je predložio novu shemu nazvanu "polarization gate attosecond", koja ostvaruje ultrabrzu detekciju dinamike korelacije elektrona u jakoj laserski vođenoj atomskoj ionizaciji. Rezultati su objavljeni u Physical Review Letters, vodećem časopisu za fiziku, i odabrani kao prijedlog urednika.
Otkrivanje zakona elektronske dinamike unutar materije na vremenskoj skali atosekunde važna je fizikalna osnova za prepoznavanje i razumijevanje mnogih ultrabrzih fotofizičkih i fotokemijskih procesa u prirodi. Iz tog je razloga Nobelova nagrada za fiziku 2023. godine dodijeljena trojici znanstvenika koji su dali izniman doprinos istraživanju u području atosekundne fizike. Među mnogim spektroskopskim tehnikama za mjerenje atosekunde, tehnika kutne pruge atosekunde (također poznata kao "atosekunda") nudi jedinstveni način ispitivanja atosekundnih elektronskih dinamičkih procesa zbog svog svojstva samoreferenciranja - vremenska rezolucija atosekunde može se postići korištenjem femtosekundnog lasera impulse bez upotrebe atosekundnih svjetlosnih impulsa. "Atosekunda" pruža jedinstveno sredstvo za duboko ispitivanje dinamike atosekundnih elektroničkih procesa. Tehnika "atosekunde" uspješno je primijenjena na mjerenje vremena tuneliranja elektrona jakog polja, kašnjenja vremena ionizacije dva elektrona u sekvencijalnoj dvostrukoj ionizaciji, itd. Međutim, tradicionalna tehnika "atosekunde" ne može se izravno primijeniti na složenije fizikalne procese kao što je korelacija elektron-elektron, zbog korištenog eliptično polariziranog optičkog pulsa. -korelacija elektrona i drugi složeniji fizikalni procesi.
Kako bi prevladao ovaj problem, istraživački tim Xiaojun Liua predložio je "atosekundnu" shemu koja se temelji na laserskim impulsima "polarizacijskih vrata" i uspješno ju je primijenio na detekciju dinamike korelacije elektron-elektron u stvarnom vremenu u atomskoj dvostrukoj ionizaciji u jakom polju procesima. Detekcija dinamike korelacije elektron-elektron u stvarnom vremenu u atomskoj dvostrukoj ionizaciji jakog polja. Na temelju prethodno uspostavljenog i razvijenog femtosekundnog laserskog sustava stabiliziranog fazom ovojnice nositelja, istraživački tim uspješno je sintetizirao ultrakratke optičke impulse "polarizacijskih vrata" preciznim kontroliranjem vremenskog kašnjenja i faze ovojnice nositelja dvaju zraka rotacije ulijevo i udesno rotacijski cirkularno polarizirani femtosekundni laserski impulsi, ostvarujući eliptičnu polarizaciju laserskih impulsa u attosekundnoj vremenskoj točnosti i preciznoj kontroli. Stanje eliptične polarizacije laserskog pulsa može se precizno kontrolirati u attosekundnoj vremenskoj preciznosti. U usporedbi s jednim eliptično polariziranim optičkim pulsom koji se obično koristi u prethodnoj tehnologiji atosekunde, ultrakratki puls "polarizacijskih vrata" ne samo da može učinkovito pripremiti korelacijsko stanje elektrona i potaknuti korelacijsku emisiju elektrona u polarizacijskom području blizu središta, nego također zadržava značajka visoke preciznosti uzorkovanja vremena emisije elektrona u atosekundnim kutnim trakama. Istraživački tim koristio je jako polje atoma argona za uzorkovanje vremena emisije elektrona. Istraživački tim je uspješno demonstrirao tehniku "polarization gate attosecond" proučavajući koreliranu vremensku razliku emisije elektrona između dvostruko pobuđenih stanja generiranih dvostrukim ionizacijskim procesom jakog polja atoma argona kao primjer. Studija pokazuje da se ionizacija dva pridružena elektrona u dvostruko pobuđenom stanju uglavnom provodi kroz dva različita kanala, a tehnika "polarization gate a second" precizno mjeri vremensku razliku ionizacije između dva pridružena elektrona koji odgovaraju različitim kanalima, koji su 234 (±22) arseka odnosno 1043 (±73) arseka.
