Мерење на времето без стоперка
Зависност од целосен работен век на одговор на атом на силни ласерски полиња извлечени со спектрална анализа
Осцилацијата на електроните управувана од силен ласерски пулс може да се реконструира од едно мерење на апсорпциониот спектар. Не се потребни пумпи и тест-импулси како сигнали за почеток и запирање за ова. Новиот концепт ветува идни апликации за ултра брзи процеси во хемијата и биолошките реакции. [Писма за физички прегледи, 26 октомври 2018 година]
Разбирањето и контролирањето на брзата квантна динамика во материјата е еден од централните предизвици во модерната физика. Во повеќето случаи, одговорот на системот што се изучува на надворешно нарушување, на пр. Б. возбуда, измерена во шема на пумпа-сонда. Првиот ласерски пулс започнува динамичен процес, кој потоа се испитува со втор ласерски пулс со променливо задоцнување. Во моментов, ова овозможува мерење на ултра-брзи движења до временски скали на фемто и атосекунди, што е милионити и милијардити милијардити дел од секундата. Сепак, сè уште е тешко да се измери динамиката на врзани електрони под влијание на интензивни ласерски полиња во реално време. Еден начин да го направите ова е да се извлече бран-како осцилација на полнежот на електронот, наречена „диполен одговор“, од мерењата.
Општо, бранот и неговиот комплементарен спектар, кои и двајцата се математички поврзани преку Фуриева трансформација, се опишани со сложени броеви со по две реални величини: амплитуда и фаза. Првиот е поврзан со интензитетот, вториот со времето. Ако системот е возбуден од многу краток ласерски пулс, едноставната Фуриева трансформација на измерениот спектар на апсорпција овозможува да се реконструира временската еволуција на одговорот на диполот. Ова веќе беше познато по режимот на слаби светлосни полиња под терминот „линеарен одговор“.
Физичарите од Институтот за нуклеарна физика Макс Планк и Техничкиот универзитет во Виена (TUW) сега покажаа дека овој концепт може да се генерализира во случај на силен дополнителен ласерски пулс кој управува со диполниот одговор на електроните. Сл. 1 ја илустрира експерименталната постапка спроведена од Веит Стоу во групата на Кристијан От и Томас Фајфер на МПИК: Ултра-краток (атосекунден) ултравиолетовиот ласерски пулс (УВ, сина) е директно проследен со интензивен фемтосекунден инфрацрвен пулс (IR, црвена), диполниот одговор (виолетова) на примерокот - тука атом на хелиум - модифициран. Анализиран е спектарот на УВ апсорпција, на кој придонесува зрачениот атосекунден пулс и одговорот на диполот (десно). Функцијата на одговор зависен од времето управувано од силното IR поле може да се реконструира од измерениот спектар со употреба на Фуриевата трансформација.
Пристапот на временската реконструкција прикажан овде не дава претпоставки за испитуваниот примерок и затоа генерално треба да биде применлив за комплексни системи како што се големи молекули во раствори или за експерименти со ласери со слободни електрони, во кои целосните информации се запишуваат во еден истрел. Понатаму, концептот не е ограничен само на ласерски полиња, туку може да се примени на секаков вид интеракција.
Научен контакт:
Проф. Томас Фајфер
MPI за нуклеарна физика
Е-пошта: [email protected]
Тел.: +49 6221 516-380
Почитувам.-Проф. Д-р Кристоф Х. Кејтел
MPI за нуклеарна физика
Е-пошта: [email protected]
Тел.: +49 6221 516-150
Проф. Јоаким Бургдирфер
технички универзитет во Виена
Е-пошта: joachim.burgdö[email protected]
Тел.: +43 1-58801-13610
Оригинална публикација:
Реконструкција на реално време на одговор на диполите управувано од реално време
V. Stooß, S. M. Cavaletto, S. Donsa, A. Blättermann, P. Birk, C. H. Keitel, I. Březinová, J. Burgdörfer,
C. Ott и T. Pfeifer
Писма за физички преглед 121, 173005 (2018), ДОИ: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.173005
Понатамошна информација:
https://www.mpi-hd.mpg.de/mpi/de/pfeifer Одделение „Квантна динамика и контрола“ на МПИК
https://www.mpi-hd.mpg.de/keitel Катедра „Теоретска квантна динамика и квантна електродинамика“ на МПИК
https://tqd.itp.tuwien.ac.at Работна група „Теоретска квантна динамика“ на TUW
Карактеристики на ова соопштение за печатот:
Новинари, наставници/ученици, студенти, научници
Физика/астрономија
надрегионални
Резултати од истражувањето, научни публикации
Германски