Credito:Miao Yu et al.
La questione di quanto tempo impiega una particella per scavalcare una potenziale barriera ha acceso un dibattito di lunga data sin dagli albori della meccanica quantistica. Per risolvere questo problema, gli scienziati in Cina hanno proposto e dimostrato un nuovo metodo di striatura su scala di attosecondi per determinare con precisione il tempo di tunneling di un elettrone da un atomo. I risultati sperimentali hanno mostrato che il tempo di tunneling è prossimo allo zero con una precisione di pochi attosecondi.
La fotoionizzazione temporale è essenziale per la nostra comprensione di come la luce e la materia interagiscono al livello più fondamentale. L'avvento delle metrologie ad attosecondi ci consente di accedere alle informazioni temporali sulla scala naturale degli elettroni negli atomi e nelle molecole. L'attoclock è uno strumento potente che può accedere a una scala temporale breve e in cui un campo laser polarizzato quasi in modo circolare viene utilizzato per mappare il tempo di tunneling di un elettrone sull'angolo di offset dello spettro del momento fotoelettronico nel piano di polarizzazione del laser.
Tuttavia, la ricostruzione accurata del tempo di ionizzazione dall'angolo di offset presenta un compito teorico formidabile, che include il trattamento dell'effetto del potenziale di Coulomb e della correlazione multielettronica. Pertanto, la conclusione sperimentale del problema del tempo di tunneling dipende dalla modellizzazione teorica dell'interazione di Coulomb. Finora, la questione se il tempo di tunneling sia finito o meno è ancora in discussione.
In un nuovo articolo pubblicato su Light:Science &Applications , un team di scienziati, guidato dal professor Min Li, dal professor Yueming Zhou e dal professor Peixiang Lu del Wuhan National Laboratory for Optoelectronics and School of physics, Huazhong University of Science and Technology, Cina, ha proposto e dimostrato uno schema per determinare sperimentalmente il tempo di tunneling in un attoclock senza alcun calcolo teorico. In questo schema, al campo guida fondamentale è stato aggiunto un campo perturbativo di seconda armonica. Analizzando la dipendenza relativa dalla fase della resa dei fotoelettroni nei PMD, è stato misurato con precisione il tempo di tunneling.
Credito:Miao Yu et al.
Il team ha applicato lo schema per studiare il forte tempo di ionizzazione del tunneling di campo dell'atomo di argon e ha determinato che il tempo di tunneling è vicino allo zero con una precisione di pochi attosecondi.
Utilizzando il presente schema, il team ha ulteriormente recuperato il tempo di ionizzazione di elettroni con energie diverse. Hanno scoperto che il tempo di ionizzazione del tunneling estratto dalla misurazione all'angolo di emissione più probabile diminuisce con l'aumento dell'energia degli elettroni, il che contraddice la previsione del modello di traiettoria classico. Questo rimane un argomento interessante per ulteriori indagini.
Lo schema è autoreferenziale e indipendente dalla modellizzazione teorica dell'effetto Coulomb. Estendere questo metodo alle molecole e persino ai solidi può fornirci non solo le dinamiche fondamentali dell'interazione laser-materia, ma anche il potenziale di recupero delle informazioni geometriche dei bersagli. + Esplora ulteriormente
