Recientemente, el equipo de investigación de Xiao-Jun Liu en el Instituto de Medición de Precisión (IPM) ha logrado importantes avances en el campo de la física de attosegundos. El equipo propuso un nuevo esquema llamado "puerta de polarización de attosegundos", que permite la detección ultrarrápida de la dinámica de correlación de electrones en la ionización atómica intensa impulsada por láser. Los resultados se publicaron en Physical Review Letters, una importante revista de física, y fueron seleccionados como una sugerencia de los editores.
Revelar las leyes de la dinámica electrónica dentro de la materia en la escala de tiempo de attosegundos es una base física importante para reconocer y comprender los numerosos procesos fotofísicos y fotoquímicos ultrarrápidos de la naturaleza. Por este motivo, el Premio Nobel de Física 2023 se ha otorgado a tres científicos que han realizado contribuciones destacadas a la investigación en el campo de la física de attosegundos. Entre las muchas técnicas espectroscópicas para mediciones de attosegundos, la técnica de la raya angular de attosegundos (también conocida como "attosegundo") ofrece un medio único para investigar los procesos dinámicos electrónicos de attosegundos debido a su propiedad de autorreferencia: la resolución temporal de attosegundos se puede lograr utilizando pulsos láser de femtosegundos sin el uso de pulsos de luz de attosegundos. El "attosegundo" proporciona un medio único para investigar en profundidad la dinámica de los procesos electrónicos de attosegundos. La técnica del "attosegundo" se ha aplicado con éxito a la medición del tiempo de tunelización de electrones de campo fuerte, el retardo del tiempo de ionización de dos electrones en la doble ionización secuencial, etc. Sin embargo, la técnica tradicional del "attosegundo" no se puede aplicar directamente a procesos físicos más complejos como la correlación electrón-electrón, debido al pulso óptico polarizado elípticamente utilizado. correlación electrón-electrón y otros procesos físicos más complejos.
Para superar este problema, el equipo de investigación de Xiaojun Liu ha propuesto un esquema de "attosegundos" basado en pulsos láser de "puerta de polarización", y lo ha aplicado con éxito a la detección en tiempo real de la dinámica de correlación electrón-electrón en procesos de doble ionización atómica de campo fuerte. Detección en tiempo real de la dinámica de correlación electrón-electrón en procesos de doble ionización atómica de campo fuerte. Basándose en el sistema láser femtosegundo estabilizado por fase de envolvente portadora establecido y desarrollado previamente, el equipo de investigación sintetizó con éxito pulsos ópticos ultracortos de "puerta de polarización" controlando con precisión el retardo de tiempo y la fase de envolvente portadora de dos haces de pulsos láser femtosegundos polarizados circularmente de rotación izquierda y rotación derecha, logrando la polarización elíptica de los pulsos láser con la precisión de tiempo de attosegundos y un control preciso. El estado de polarización elíptica del pulso láser se puede controlar con precisión en la precisión de tiempo de attosegundos. En comparación con el pulso óptico polarizado elípticamente único que se usaba comúnmente en la tecnología de attosegundos anterior, el pulso ultracorto de "puerta de polarización" no solo puede preparar eficazmente el estado de correlación de electrones e impulsar la emisión de correlación de electrones en la región de polarización cerca de su centro, sino que también conserva la característica de muestreo de alta precisión del tiempo de emisión de electrones en franjas angulares de attosegundos. El equipo de investigación utilizó un campo fuerte de átomos de argón para muestrear el tiempo de emisión de electrones. El equipo de investigación ha demostrado con éxito la técnica de "puerta de polarización de attosegundos" al estudiar la diferencia de tiempo de emisión de electrones correlacionados entre los estados doblemente excitados generados por el proceso de doble ionización de campo fuerte de átomos de argón como ejemplo. El estudio muestra que la ionización de dos electrones asociados en el estado doblemente excitado se lleva a cabo principalmente a través de dos canales diferentes, y la técnica de "puerta de polarización de un segundo" mide con precisión la diferencia de tiempo de ionización entre los dos electrones asociados correspondientes a los diferentes canales, que son 234 (±22) arsec y 1043 (±73) arsec, respectivamente.
