Fig. 1:Mudança transitória medida da absorbância XUV na região espectral 4d-core-to-valence (σ *) e 4d-core-to-Rydberg em moléculas CH3I. As oscilações pronunciadas do subciclo com o dobro da frequência do laser NIR são observadas na região das transições core-to-Rydberg, enquanto as transições do núcleo para a valência são afetadas apenas fracamente pelo campo. O efeito observado remonta à maior polarizabilidade dos estados de Ryberg, o que os torna mais suscetíveis à interação com o campo de laser. Crédito:MBI Berlin
Quando as moléculas interagem com o campo oscilante de um laser, um instantâneo, dipolo dependente do tempo é induzido. Este efeito muito geral está subjacente a diversos fenômenos físicos, como pinças ópticas, pelo qual Arthur Ashkin recebeu o Prêmio Nobel de Física em 2018, bem como o alinhamento espacial das moléculas por um campo de laser. Agora, cientistas do Instituto Max Born de Óptica Não Linear e Espectroscopia de Pulso Curto (MBI) relatam um experimento no Journal of Physical Chemistry Letters , onde a dependência da resposta dipolo dirigida no estado ligado de um elétron em uma molécula de metil iodo é revelada.
O trabalho relatado representa o primeiro experimento de espectroscopia de absorção transiente de attossegundo (ATAS) em uma molécula poliatômica. Em um experimento ATAS, a absorção de fótons na faixa espectral ultravioleta extrema (XUV) (fornecida na forma de um pulso de attossegundo isolado ou uma seqüência de pulso de attossegundo) é estudada na presença de um campo de laser infravermelho intenso, cuja fase relativa com respeito à radiação XUV é controlada. Ao realizar tal experimento em moléculas, os pesquisadores do MBI poderiam acessar um regime espectral, onde as transições dos núcleos atômicos para a camada de valência podem ser comparadas com as transições dos núcleos para a camada Rydberg. "Inicialmente algo surpreendente, descobrimos que o campo infravermelho afeta as transições fracas de núcleo para Rydberg muito mais fortemente do que as transições de núcleo para valência, que dominam a absorção XUV, "diz o cientista da MBI Lorenz Drescher. O artigo publicado é parte de seu trabalho de Ph.D. na MBI.
Simulações de teoria que acompanham revelaram que os estados de Rydberg dominam a absorção de XUV revestida a laser devido à sua alta polarizabilidade. Mais importante, o experimento relatado oferece um vislumbre do futuro. "Ajustando o espectro XUV para diferentes bordas de absorção, nossa técnica pode mapear a dinâmica molecular da perspectiva local de diferentes átomos repórter intramoleculares, "explica o cientista do MBI Dr. Jochen Mikosch." Com o advento das fontes de luz attosecond XUV na janela de água, Antecipa-se que o ATAS de acoplamentos induzidos pela luz em moléculas se tornará uma ferramenta para estudar fenômenos ultrarrápidos em moléculas orgânicas, "acrescenta. Neste regime de comprimento de onda, transições de orbitais centrais em nitrogênio, átomos de carbono e oxigênio estão localizados. MBI está na vanguarda do desenvolvimento de tais fontes de luz, que permitirá aos pesquisadores estudar os blocos de construção da vida.
