Pesquisadores da Chalmers University of Technology e da University of Gothenburg, Suécia, propuseram uma maneira de criar uma fonte completamente nova de radiação. Pulsos de luz ultra-intensos consistem no movimento de uma única onda e podem ser descritos como um tsunami de luz. A onda forte pode ser usada para estudar as interações entre a matéria e a luz de uma maneira única.

"Esta fonte de radiação nos permite olhar para a realidade através de um novo ângulo - é como torcer um espelho e descobrir algo completamente diferente, "diz Illia Thiele, um físico teórico na Chalmers University of Technology.

Junto com o Dr. Evangelos Siminos da Universidade de Gotemburgo, e Tünde Fülöp, Professor de Física na Chalmers, Illia Thiele apresentou um método teórico para criar o movimento de onda única mais rápido possível. Este tipo de radiação nunca foi observada no universo ou mesmo no laboratório.

A fonte de radiação é interessante para a compreensão das propriedades dos materiais. Uma vez que oferece uma comutação ultrarrápida de interações de matéria leve, pode ser útil em ciência de materiais ou pesquisa relacionada a sensores, por exemplo. Além disso, ele pode ser usado como um driver para outros tipos de radiação e para empurrar os limites de quão curto um pulso de luz poderia ser.

"Um pulso ultra-intenso é como um grande tsunami de luz. A onda pode puxar um elétron de um átomo, acelerando-o até quase a velocidade da luz, criando estados quânticos exóticos. Esta é a opção mais rápida e forte possível, e abre caminho para avanços na pesquisa fundamental, "diz a Dra. Illia Thiele.

Os novos pulsos podem ser usados ​​para sondar e controlar a matéria de maneiras exclusivas. Enquanto outros pulsos de luz com múltiplos períodos de onda impõem mudanças nas propriedades do material gradualmente, pulsos com um único período de onda forte causam reações repentinas e inesperadas. Pesquisadores de todo o mundo tentaram criar esta fonte de radiação, uma vez que é de grande interesse para as comunidades científicas dentro da física e da ciência dos materiais.

"Agora, esperamos poder trazer nossa configuração teórica para o laboratório. Nosso método pode ajudar a fechar as lacunas existentes no panorama científico das fontes de luz, "diz Tünde Fülöp.

O papel, "Geração conduzida por feixe de elétrons de pulsos de subciclo relativísticos isolados sintonizáveis ​​em frequência" é publicado em Cartas de revisão física .

O novo método para criar pulsos de luz ultra-intensos

Os pesquisadores propõem um método para a geração de pulsos de luz ultra-intensos contendo menos de uma única oscilação do campo eletromagnético. Esses chamados pulsos de subciclo podem ser usados ​​para sondar e controlar a matéria de maneiras exclusivas. Os métodos convencionais só podem produzir pulsos de subciclo de intensidade de campo limitada:acima de um certo limite, o meio amplificador seria ionizado pelos campos intensos. Os pesquisadores propõem o uso de um feixe de elétrons em um plasma, que não está sujeito a um limite de dano, como um meio de amplificação para um pulso eletromagnético semente.

Para garantir que a energia seja transferida do feixe de elétrons para o pulso de forma que um pulso de subciclo seja produzido, o feixe precisa ser introduzido em uma fase apropriada da oscilação do campo eletromagnético. Isso pode ser conseguido usando um espelho para refletir o pulso de semente enquanto o feixe de elétrons está sendo injetado. Este cenário leva a uma amplificação significativa do pulso de semente e à formação de um intenso, isolado, pulso de subciclo. Pulsos de semente de terahertz prontamente disponíveis e feixes de elétrons de aceleradores de plasma a laser poderiam gerar pulsos de subciclo de infravermelho médio com energias de nível de milijoule, que são altamente desejáveis ​​como sondas de matéria, mas não são possíveis de produzir com fontes convencionais.