Quando os fótons de luz interagem com partículas de matéria, uma grande variedade de processos físicos pode se desdobrar em escalas de tempo ultrarrápidas. Para explorá-los, físicos atualmente usam experimentos de 'sondas de duas cores', em que um ultracurto, pulso de laser infravermelho é disparado primeiro em um material, fazendo com que seus elétrons constituintes se movam. Após um atraso controlável, este pulso é seguido por uma seqüência de curtos semelhantes, pulsos ultravioleta extremos, ionizando o material.

Ao medir a ionização total seguindo os pulsos junto com os espectros de energia de elétrons resultantes, os físicos podem teoricamente aprender mais sobre ultrarrápido, interações luz-matéria. Em nova pesquisa publicada em EPJ D , uma equipe internacional de físicos, liderado por Eric Suraud da Universidade de Toulouse, descobriram que esses sinais são de fato dominados pela interação menos interessante entre os elétrons e o laser infravermelho inicial. Eles mostram que informações mais úteis estão enterradas mais profundamente nesses sinais, e requer técnicas sofisticadas para desembaraçá-lo.

As descobertas da equipe podem permitir que os físicos aprendam mais sobre processos como visão e fotossíntese, bem como tecnologias como painéis solares; todos os quais são impulsionados por interações ultrarrápidas entre a luz e a matéria. Suas análises analíticas e numéricas oferecem as primeiras indicações das técnicas matemáticas que podem ser usadas para extrair informações fisicamente úteis do bruto, dados da sonda de bomba. Eles também fornecem uma ideia inicial sobre como essa informação pode ser distinguida das assinaturas originadas do laser infravermelho inicial.

Suraud e colegas obtiveram essas descobertas considerando as respostas dos sistemas, incluindo átomos de hélio, moléculas de nitrogênio diatômico, e aglomerados ionizados de sódio, para experimentos com bomba de sondagem de duas cores. A equipe afirma que seus resultados exigem melhorias nas abordagens experimentais e teóricas da técnica. No futuro, isso poderia permitir que os físicos desenvolvessem conjuntos de ferramentas analíticas e numéricas robustas para estudar as interações ultrarrápidas entre a luz e a matéria.