Forskare från Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy (MBI) i Berlin kombinerade toppmoderna experiment och numeriska simuleringar för att testa ett grundläggande antagande som ligger bakom starkfältets fysik. Deras resultat förfinar vår förståelse av processer med starkt fält som hög harmonisk generation (HHG) och laserinducerad elektrondiffraktion (LIED).

Forskare från Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy (MBI) i Berlin kombinerade toppmoderna experiment och numeriska simuleringar för att testa ett grundläggande antagande som ligger bakom starkfältets fysik. Deras resultat förfinar vår förståelse av processer med starkt fält som hög harmonisk generation (HHG) och laserinducerad elektrondiffraktion (LIED).

Starka infraröda laserpulser kan extrahera en elektron från en molekyl (jonisering), påskynda det i fritt utrymme, vänd det sedan (förökning), och slutligen kollidera den med molekylen (erinring). Detta är den allmänt använda trestegsmodellen för starkfältsfysik. I minnessteget, elektronen kan, till exempel, rekombineras med moderjonen, ger upphov till hög harmonisk generation, eller strö elastiskt, vilket ger upphov till laserinducerad elektrondiffraktion.

Ett av de vanliga antaganden som ligger till grund för attosekundens fysik är att, i förökningssteget, den initiala strukturen för den joniserade elektronen "tvättas ut", förlorar därmed informationen om den ursprungliga banan. Än så länge, detta antagande verifierades inte experimentellt i molekylära system.

En kombinerad experimentell och teoretisk studie vid Max Born Institute Berlin undersökte den starka fältdrivna elektronminnesdynamiken i 1, 3-trans-butadienmolekyl. I denna molekyl, interaktionen med det starka laserfältet leder främst till jonisering av två yttersta elektroner som uppvisar ganska olika densiteter. De toppmoderna experimenten och simuleringarna gjorde det sedan möjligt för forskarna att mäta och beräkna sannolikheten för högvinkelrescattering för varje elektron separat. Dessa sannolikheter visade sig vara ganska olika både i mätningarna och i simuleringarna. Dessa observationer visar tydligt att de återvändande elektronerna behåller strukturinformation om deras initiala molekylära orbital.

Studien publiceras i Vetenskapliga framsteg .