Äskettäin Xiao-Jun Liun tutkimusryhmä Institute of Precision Measurementissa (IPM) on edistynyt merkittävästi attosekundifysiikan alalla. Ryhmä ehdotti uutta menetelmää nimeltä "polarisaatioportin attosekkunti", joka toteuttaa elektronien korrelaatiodynamiikan ultranopean havaitsemisen voimakkaassa laserohjatussa atomi-ionisaatiossa. Tulokset julkaistiin Physical Review Lettersissä, johtavassa fysiikan aikakauslehdessä, ja ne valittiin toimittajien ehdotukseksi.
Elektronisen dynamiikan lakien paljastaminen aineen sisällä attosekunnin aika-asteikolla on tärkeä fyysinen perusta monien luonnossa esiintyvien ultranopeiden fotofysikaalisten ja fotokemiallisten prosessien tunnistamiselle ja ymmärtämiselle. Tästä syystä vuoden 2023 fysiikan Nobel-palkinto on myönnetty kolmelle tiedemiehelle, jotka ovat tehneet merkittävän panoksen attosekundifysiikan alan tutkimukseen. Monien spektroskooppisten tekniikoiden joukossa attosekuntimittauksia varten attosekunnin kulmaviivatekniikka (tunnetaan myös nimellä "attosekunti") tarjoaa ainutlaatuisen tavan tutkia attosekunnin elektronisia dynaamisia prosesseja sen itseviittausominaisuuden vuoksi - attosekunnin aikaresoluutio voidaan saavuttaa käyttämällä femtosekunnin laseria. pulsseja ilman attosekunnin valopulsseja. "Attosekunti" tarjoaa ainutlaatuisen tavan tutkia syvästi attosekunnin elektronisten prosessien dynamiikkaa. "Attosekunti"-tekniikkaa on sovellettu menestyksekkäästi voimakkaan kentän elektronien tunnelointiajan, kahden elektronin ionisaatioaikaviiveen mittaamiseen peräkkäisessä kaksoisionisaatiossa jne. Perinteistä "attosekkunti"-tekniikkaa ei kuitenkaan voida soveltaa suoraan monimutkaisempiin fysikaalisiin prosesseihin kuten elektroni-elektroni korrelaatio, joka johtuu käytetystä elliptisesti polarisoidusta optisesta pulssista. -elektronikorrelaatio ja muut monimutkaisemmat fysikaaliset prosessit.
Tämän ongelman voittamiseksi Xiaojun Liun tutkimusryhmä on ehdottanut "attosekunnin" menetelmää, joka perustuu "polarisaatioportin" laserpulsseihin, ja soveltanut sitä menestyksekkäästi elektroni-elektroni-korrelaatiodynamiikan reaaliaikaiseen havaitsemiseen vahvan kentän atomin kaksoisionisaatiossa. prosessit. Elektroni-elektroni-korrelaatiodynamiikan reaaliaikainen havaitseminen vahvan kentän atomin kaksoisionisaatiossa. Perustuen aiemmin perustettuun ja kehitettyyn kantoaaltoverhokäyrän vaihestabiloituun femtosekuntilaserjärjestelmään, tutkimusryhmä syntetisoi onnistuneesti "polarisaatioportin" ultralyhyitä optisia pulsseja ohjaamalla tarkasti kahden vasemmalle pyörivän ja oikeanpuoleisen säteen aikaviivettä ja kantoaaltoverhokäyrävaihetta. pyörittää ympyräpolarisoituja femtosekunnin laserpulsseja, mikä toteuttaa laserpulssien elliptisen polarisaation attosekunnin ajan tarkkuudella ja tarkalla ohjauksella. Laserpulssin elliptinen polarisaatiotila on tarkasti säädettävissä attosekunnin ajan tarkkuudella. Verrattuna yhteen elliptisesti polarisoituun optiseen pulssiin, jota yleisesti käytettiin aikaisemmassa attosekuntitekniikassa, "polarisaatioportin" ultralyhyt pulssi ei ainoastaan pysty valmistelemaan tehokkaasti elektronien korrelaatiotilaa ja ohjaamaan elektronikorrelaatioemissioa polarisaatioalueella lähellä sen keskustaa, vaan myös säilyttää elektronien emissioajan suuren tarkkuuden ominaisuus attosekunnin kulmaraidoilla. Tutkimusryhmä käytti argonatomin voimakasta kenttää ottaakseen näytteitä elektronien emissioajasta. Tutkimusryhmä on onnistuneesti demonstroinut "polarisaatioportin attosekkuntia" -tekniikkaa tutkimalla esimerkkinä argonatomien vahvan kentän kaksoisionisaatioprosessin tuottamien kaksinkertaisesti virittyneiden tilojen välistä korreloitua elektronien emissioaikaeroa. Tutkimus osoittaa, että kahden assosioituneen elektronin ionisaatio kaksinkertaisesti viritetyssä tilassa tapahtuu pääasiassa kahden eri kanavan kautta, ja "polarisaatioportti toinen" -tekniikka mittaa tarkasti eri kanavia vastaavien kahden assosioituneen elektronin välisen ionisaatioaikaeron. jotka ovat vastaavasti 234 (±22) arsek ja 1043 (±73) arsek.
