A questão de quanto tempo uma partícula leva para atravessar uma barreira potencial desencadeou um debate de longa data desde os primeiros dias da mecânica quântica. Para resolver esse problema, cientistas na China propuseram e demonstraram um novo método de listras em escala de attossegundos para determinar com precisão o tempo de tunelamento de um elétron a partir de um átomo. Os resultados experimentais mostraram que o tempo de tunelamento é próximo de zero com uma precisão de alguns attosegundos.
O tempo de fotoionização é essencial para nossa compreensão de como a luz e a matéria interagem no nível mais fundamental. O advento das metrologias de attossegundos nos permite acessar as informações de tempo na escala natural de elétrons em átomos e moléculas. O attoclock é uma ferramenta poderosa que pode acessar uma escala de tempo curta e na qual um campo de laser polarizado quase circularmente é usado para mapear o tempo de tunelamento de um elétron para o ângulo de deslocamento do espectro de momento do fotoelétron no plano de polarização do laser.

No entanto, a reconstrução precisa do tempo de ionização a partir do ângulo de deslocamento apresenta uma tarefa teórica formidável, que inclui o tratamento do efeito do potencial de Coulomb e da correlação multieletrônica. Assim, a conclusão experimental do problema de tempo de tunelamento depende da modelagem teórica da interação de Coulomb. Até agora, a questão se o tempo de tunelamento é finito ou não ainda está em debate.

Em um novo artigo publicado em Light:Science &Applications , uma equipe de cientistas, liderada pelo Professor Min Li, Professor Yueming Zhou e Professor Peixiang Lu do Laboratório Nacional de Optoeletrônica e Escola de Física de Wuhan, Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong, China, propôs e demonstrou um esquema para determinar experimentalmente o tempo de tunelamento em um attoclock sem qualquer cálculo teórico. Neste esquema, um campo perturbativo de segunda harmônica foi adicionado ao campo de condução fundamental. Ao analisar a dependência de fase relativa do rendimento de fotoelétrons nos PMDs, o tempo de tunelamento foi medido com precisão.

A equipe aplicou o esquema para estudar o tempo de ionização de tunelamento de campo forte do átomo de argônio e determinou que o tempo de tunelamento é próximo de zero com uma precisão de alguns attosegundos.

Usando o esquema atual, a equipe recuperou ainda mais o tempo de ionização de elétrons com diferentes energias. Eles descobriram que o tempo de ionização de tunelamento extraído da medição no ângulo de emissão mais provável diminui com o aumento da energia do elétron, o que contradiz a previsão do modelo de trajetória clássico. Este continua a ser um tema interessante para uma investigação mais aprofundada.

O esquema é auto-referenciado e independente da modelagem teórica do efeito Coulomb. Estender esse método para moléculas e até sólidos pode nos fornecer não apenas a dinâmica fundamental da interação laser-matéria, mas também o potencial de recuperação de informações geométricas dos alvos. + Explorar mais

Dinâmica de decodificação de elétrons