Os físicos da Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) geraram com sucesso pulsos de elétrons controlados na faixa dos attossegundos. Eles usaram ondas ópticas formadas por pulsos de laser de comprimentos de onda variados. Os movimentos dos elétrons nos átomos foram revelados usando pulsos de elétrons livres de attossegundos. As descobertas dos pesquisadores de Erlangen foram publicadas na aclamada revista. Cartas de revisão física .

Os cientistas têm pesquisado maneiras de gerar pacotes de elétrons em escalas de tempo extremamente curtas há vários anos. Esses pulsos permitem que movimentos ultrarrápidos sejam rastreados, por exemplo, vibrações em redes atômicas, transições de fase em materiais ou ligações moleculares em reações químicas. "Quanto mais curto o pulso, quanto mais rápidos os movimentos que podem ser mapeados, "explica o Prof. Dr. Peter Hommelhoff, Cadeira de Física do Laser da FAU. "Contudo, isso também envolve o desafio especial de como controlar os pacotes de elétrons. "No ano passado, Hommelhoff e sua equipe geraram com sucesso pulsos de elétrons periódicos com uma duração de 1,3 femtossegundos - um femtossegundo é um quatrilionésimo de segundo. Para fazer isso, eles direcionaram um feixe contínuo de elétrons sobre uma rede de silício e o sobrepuseram com o campo óptico de pulsos de laser.

Os pesquisadores da FAU agora se saíram melhor e geraram pulsos de elétrons de 0,3 femtossegundos ou 300 attossegundos. Lasers também foram usados ​​para este método. Em primeiro lugar, pacotes de elétrons são emitidos de uma fonte de elétrons usando pulsos de laser ultravioleta. Esses pacotes, então, interagem com ondas ópticas viajantes que são formadas no vácuo por dois pulsos de laser infravermelho de comprimentos de onda variados. "A interação ponderomotriz causa uma mudança na densidade do elétron, "explica Norbert Schönenberger, pesquisador da cadeira do Prof. Hommelhoff e co-autor do estudo. “Dividimos o pacote de elétrons até certo ponto em pacotes ainda menores para gerar pulsos de elétrons na faixa de attossegundos. O atraso de tempo na chegada dos feixes de laser nos permite gerar ondas específicas e, assim, controlar com precisão os trens de pulsos. "

Este método desenvolvido pelos físicos da FAU pode revolucionar experimentos em difração de elétrons e microscopia. No futuro, os pulsos de attossegundo não só serão capazes de ser usados ​​para rastrear os movimentos dos átomos, mas também para mostrar a dinâmica dos elétrons dentro dos átomos, moléculas e corpos sólidos. Os resultados foram publicados sob o título "Ponderomotive Generation and Detection of Attosecond Free-Electron Pulse Trains 'no renomado jornal Cartas de revisão física .