Probing extreme light-matter interactions on the attosecond timescale


Project leader


Funding source

Swedish Research Council - Vetenskapsrådet (VR)


Project Details

Start date: 01/01/2013
End date: 31/12/2016
Funding: 3150000 SEK


Description

Det har skett en snabb utveckling av extrema ljuskällor under de senaste åren. Energirik strålning kan nu produceras i så korta pulser att varken molekyler hinner vibrera eller elektroner hinner fly innan pulserna är över. Dessa "ultra-korta" pulser har möjliggjorts via utveckling av två olika tekniker: (1) fri-elektron laser för röntgenstrålning från elektronpulser och (2) övertonsgenerering för ultraviolett strålning från laserpulser. Denna strålning kommer göra det möjligt att studera kemiska reaktioner, så som katalytiska processer, genom att initiera och kontrollera förloppen via flera olika pulser i sekvens. Detta kan ske genom att en kort pump-puls först startar en reaktion i molekylen, medan en andra puls används för att avläsa (sondera) det tidsberoende förloppet. Projektet kommer att bidra till den teoretiska hanteringen av experiment med extrema ljuspulser. Av speciellt intresse är hur elektronerna växelverkar med varandra i samband med den intensiva strålningen och hur detta kan påverka mätresultaten. Är det, till exempel, möjligt att hinna ta en bild av en molekyl innan den exploderar om pulsen bara är kort nog? Och i så fall, är det möjligt att ta motsvarande bilder innan elektronerna själva hinner reagera med hjälp av ännu kortare pulser, så kallade attosekundspulser (1 as = 10-18 s)? Vidare, genom att analysera hur röntgenstrålningen studsar inelastiskt mot molekylerna, hoppas vi kunna visa hur molekylernas kemiska funktioner förändras över tiden. För att hålla jämna steg med den snabba teknologiska utvecklingen av laserstrålning mot kortare våglängder finns det en mängd utmaningar som måste angripas av teoretiker. Dessa kommer leda till mer tillförlitliga tolkningar av experimentella metoder och även nya tillämpningar av de extrema pulserna. Då de grundläggande processerna kan beskrivas med hög noggrannhet öppnas nya möjligheter av multidiciplinär natur, så som undersökning av enstaka biologiska proteiner och utveckling av effektiva sol-celler med hjälp av tidsupplösta mätningar.

Last updated on 2017-31-03 at 12:57