Las reacciones químicas están determinadas en su nivel más fundamental por su respectiva estructura electrónica y dinámica. Dirigidos por un estímulo como la irradiación de luz, los electrones se reorganizan en líquidos o sólidos. Este proceso toma solo unos pocos cientos de attosegundos, por lo que un attosegundo es elmil millonésima parte de una mil millonésima de segundo. Los electrones son sensibles a los campos externos, por lo que los investigadores pueden controlarlos fácilmente irradiando los electrones con pulsos de luz. Tan pronto como modelen temporalmente el campo eléctrico de un pulso de attosegundos, los investigadores pueden controlar la electrónicadinámica en tiempo real. Un equipo dirigido por el Prof.Dr. Giuseppe Sansone del Instituto de Física de la Universidad de Friburgo muestra en la revista científica Naturaleza cómo pudieron dar forma completamente a la forma de onda de un pulso de attosegundos.
"Estos pulsos nos permiten estudiar el primer momento de la respuesta electrónica en una molécula o cristal", explica Sansone. "Con la capacidad de dar forma al campo eléctrico nos permite controlar los movimientos electrónicos, con el objetivo a largo plazo deoptimizar procesos básicos como la fotosíntesis o la separación de cargas en los materiales ". El equipo, formado por teóricos y físicos experimentales de institutos de investigación de EE.UU., Rusia, Alemania, Italia, Austria, Eslovenia, Hungría, Japón y Suecia, llevó a cabo su experimento enel Láser de Electrones Libres FEL FERMI en Trieste / Italia. Este láser es el único que ofrece la capacidad única de sintetizar radiación con diferentes longitudes de onda en el rango espectral ultravioleta extremo con fases relativas totalmente controlables.
El pulso de attosegundos resulta de la superposición temporal de los armónicos del láser. Los científicos generaron grupos de cuatro armónicos del láser de una longitud de onda fundamental utilizando los onduladores disponibles en FERMI. Estos son dispositivos técnicos que dirigen el movimiento de un grupo de electrones relativista, lo que lleva aa la producción de radiación ultravioleta. Uno de los principales desafíos del experimento fue la medición de estas fases relativas, las cuales se caracterizaron por adquirir los fotoelectrones liberados de los átomos de neón por la combinación de los pulsos de attosegundos y un campo infrarrojo.estructuras en los espectros de electrones, generalmente conocidas como bandas laterales. Los científicos midieron la correlación entre las diferentes bandas laterales generadas para cada disparo de láser. Esto finalmente les permitió caracterizar completamente el tren de pulsos de attosegundos.
"Nuestros resultados indican no solo que los FEL pueden producir pulsos de attosegundos", dice Sansone, "sino que, debido al enfoque implementado para la generación de formas de onda, dichos pulsos son totalmente controlables y alcanzan altas intensidades de pico. Estos dos aspectos representan ventajas clave denuestro enfoque. Los resultados también influirán en la planificación y el diseño de nuevos láseres de electrones libres en todo el mundo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Friburgo . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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