Quando le molecole interagiscono con il campo oscillante di un laser, un istantaneo, dipolo tempo-dipendente viene indotto. Questo effetto molto generale è alla base di diversi fenomeni fisici come pinzette ottiche, per il quale Arthur Ashkin ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica nel 2018, così come l'allineamento spaziale delle molecole da un campo laser. Ora gli scienziati del Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy (MBI) riferiscono di un esperimento nel Journal of Physical Chemistry Letters , dove viene rivelata la dipendenza della risposta del dipolo guidato dallo stato legato di un elettrone in una molecola di iodio metilico.

Il lavoro riportato rappresenta il primo esperimento di spettroscopia di assorbimento transitorio ad attosecondi (ATAS) su una molecola poliatomica. In un esperimento ATAS, si studia l'assorbimento di fotoni nella gamma spettrale dell'estremo ultravioletto (XUV) (fornito sotto forma di impulso ad attosecondi isolato o treno di impulsi ad attosecondi) in presenza di un intenso campo laser infrarosso, la cui fase relativa rispetto alla radiazione XUV è controllata. Eseguendo un simile esperimento sulle molecole, i ricercatori MBI potrebbero accedere a un regime spettrale, dove le transizioni dai nuclei atomici al guscio di valenza possono essere confrontate con le transizioni dai nuclei al guscio di Rydberg. "Inizialmente un po' sorprendente, abbiamo scoperto che il campo infrarosso influenza le deboli transizioni core-Rydberg molto più fortemente delle transizioni core-valenza, che dominano l'assorbimento XUV, " dice lo scienziato MBI Lorenz Drescher. Il documento pubblicato fa parte del suo lavoro di dottorato presso MBI.

Le simulazioni teoriche di accompagnamento hanno rivelato che gli stati di Rydberg dominano l'assorbimento XUV vestito da laser a causa della loro elevata polarizzabilità. È importante sottolineare che l'esperimento riportato offre uno sguardo al futuro. "Sintonizzando lo spettro XUV su diversi bordi di assorbimento, la nostra tecnica può mappare le dinamiche molecolari dal punto di vista locale di diversi atomi reporter intramolecolari, " spiega lo scienziato MBI Dr. Jochen Mikosch. "Con l'avvento delle sorgenti di luce XUV ad attosecondi nella finestra dell'acqua, Si prevede che l'ATAS degli accoppiamenti indotti dalla luce nelle molecole diventerà uno strumento per studiare i fenomeni ultraveloci nelle molecole organiche, " aggiunge. In questo regime di lunghezze d'onda, transizioni da core-orbitali in azoto, si trovano gli atomi di carbonio e di ossigeno. MBI è in prima linea nello sviluppo di tali sorgenti luminose, che consentirà ai ricercatori di studiare gli elementi costitutivi della vita.