Recentemente, a equipe de pesquisa de Xiao-Jun Liu no Institute of Precision Measurement (IPM) fez um progresso importante no campo da física de attosecond. A equipe propôs um novo esquema chamado "polarization gate attosecond", que realiza a detecção ultrarrápida da dinâmica de correlação de elétrons em ionização atômica acionada por laser forte. Os resultados foram publicados na Physical Review Letters, um periódico de física líder, e selecionados como uma Sugestão dos Editores.
Revelar as leis da dinâmica eletrônica dentro da matéria na escala de tempo de attosegundo é uma base física importante para reconhecer e entender os muitos processos fotofísicos e fotoquímicos ultrarrápidos na natureza. Por esse motivo, o Prêmio Nobel de Física de 2023 foi concedido a três cientistas que fizeram contribuições excepcionais à pesquisa no campo da física de attosegundo. Entre as muitas técnicas espectroscópicas para medições de attosegundo, a técnica de faixa angular de attosegundo (também conhecida como "attosegundo") oferece um meio exclusivo de sondar processos dinâmicos eletrônicos de attosegundo devido à sua propriedade de autorreferência - a resolução de tempo de attosegundo pode ser obtida usando pulsos de laser de femtosegundo sem o uso de pulsos de luz de attosegundo. O "attosegundo" fornece um meio exclusivo para sondar profundamente a dinâmica dos processos eletrônicos de attosegundo. A técnica "attosecond" foi aplicada com sucesso à medição do tempo de tunelamento de elétrons de campo forte, atraso de tempo de ionização de dois elétrons em ionização dupla sequencial, etc. No entanto, a técnica tradicional "attosecond" não pode ser aplicada diretamente a processos físicos mais complexos, como correlação elétron-elétron, devido ao pulso óptico polarizado elipticamente usado. correlação de elétrons e outros processos físicos mais complexos.
Para superar esse problema, a equipe de pesquisa de Xiaojun Liu propôs um esquema de "attosegundo" baseado em pulsos de laser de "porta de polarização" e o aplicou com sucesso à detecção em tempo real da dinâmica de correlação elétron-elétron em processos de ionização dupla atômica de campo forte. Detecção em tempo real da dinâmica de correlação elétron-elétron em ionização dupla atômica de campo forte. Com base no sistema de laser de femtossegundo estabilizado por fase de envelope portadora previamente estabelecido e desenvolvido, a equipe de pesquisa sintetizou com sucesso pulsos ópticos ultracurtos de "porta de polarização" controlando precisamente o atraso de tempo e a fase de envelope portadora de dois feixes de pulsos de laser de femtossegundo polarizados circularmente de rotação à esquerda e rotação à direita, realizando a polarização elíptica dos pulsos de laser na precisão de tempo de attosegundo e controle preciso. O estado de polarização elíptica do pulso de laser é precisamente controlável na precisão de tempo de attosegundo. Comparado com o pulso óptico polarizado elipticamente único comumente usado na tecnologia de attosegundo anterior, o pulso ultracurto de "porta de polarização" pode não apenas preparar efetivamente o estado de correlação de elétrons e conduzir a emissão de correlação de elétrons na região de polarização perto de seu centro, mas também retém a característica de amostragem de alta precisão do tempo de emissão de elétrons em faixas angulares de attosegundo. A equipe de pesquisa usou um campo forte de átomo de argônio para amostrar o tempo de emissão de elétrons. A equipe de pesquisa demonstrou com sucesso a técnica de "porta de polarização attosegundo" estudando a diferença de tempo de emissão de elétrons correlacionada entre os estados duplamente excitados gerados pelo processo de ionização dupla de campo forte de átomos de argônio como um exemplo. O estudo mostra que a ionização de dois elétrons associados no estado duplamente excitado é realizada principalmente por meio de dois canais diferentes, e a técnica de "porta de polarização um segundo" mede com precisão a diferença de tempo de ionização entre os dois elétrons associados correspondentes aos diferentes canais, que são 234 (±22) arsec e 1043 (±73) arsec, respectivamente.
