p As reações químicas são determinadas em seu nível mais fundamental por suas respectivas estruturas eletrônicas e dinâmicas. Orientado por um estímulo, como irradiação de luz, elétrons se reorganizam em líquidos ou sólidos. Este processo leva apenas algumas centenas de attossegundos, em que um attosegundo é a bilionésima parte de um bilionésimo de segundo. Os elétrons são sensíveis a campos externos, assim, os pesquisadores podem controlá-los facilmente irradiando os elétrons com pulsos de luz. Assim que eles moldam temporariamente o campo elétrico de um pulso de attossegundo, os pesquisadores podem controlar a dinâmica eletrônica em tempo real. Uma equipe liderada pelo Prof. Dr. Giuseppe Sansone do Instituto de Física da Universidade de Freiburg mostra na revista científica Nature como eles foram capazes de moldar completamente a forma de onda de um pulso de attossegundo. p "Esses pulsos nos permitem estudar o primeiro momento da resposta eletrônica em uma molécula ou cristal, "explica Sansone." Com a capacidade de moldar o campo elétrico, podemos controlar os movimentos eletrônicos - com o objetivo de longo prazo de otimizar processos básicos, como fotossíntese ou separação de carga em materiais. "

p O time, consistindo de teóricos e físicos experimentais de institutos de pesquisa nos EUA, Rússia, Alemanha, Itália, Áustria, Eslovênia, Hungria, Japão e Suécia, realizaram seu experimento no Free-Electron Laser (FEL) FERMI em Trieste / Itália. Este laser é o único que oferece a capacidade única de sintetizar radiação com diferentes comprimentos de onda na faixa espectral ultravioleta extrema com fases relativas totalmente controláveis.

p O pulso de attossegundo resulta da sobreposição temporal dos harmônicos do laser. Os cientistas geraram grupos de quatro harmônicos de laser de um comprimento de onda fundamental usando os onduladores disponíveis na FERMI. Estes são dispositivos técnicos, que orientam o movimento de um feixe de elétrons relativístico, levando assim à produção de radiação ultravioleta. Um dos principais desafios do experimento foi a medição dessas fases relativas, que foram caracterizados por adquirir os fotoelétrons liberados de átomos de néon pela combinação dos pulsos de attossegundo e um campo infravermelho. Isso leva a estruturas adicionais no espectro de elétrons, geralmente referido como bandas laterais. Os cientistas mediram a correlação entre as diferentes bandas laterais geradas para cada disparo de laser. Isso finalmente permitiu que eles caracterizassem totalmente o trem de pulso de attossegundo.

p "Nossos resultados indicam não apenas que os FELs podem produzir pulsos de attossegundo, "diz Sansone, "mas, devido à abordagem implementada para a geração da forma de onda, tais pulsos são totalmente controláveis ​​e atingem altas intensidades de pico. Esses dois aspectos representam as principais vantagens de nossa abordagem. Os resultados também influenciarão o planejamento e projeto de novos Lasers de Eletrons Livres em todo o mundo. "