使用同步辐射的原子电子云的阿秒控制

SAGA光源,富山大学,广岛大学和分子科学研究所的研究人员展示了一种方法,该方法可以通过在同步加速器辐射的双脉冲中调整阿秒间隔来控制原子中电子云的形状和方向。

作为协作研究团队,Tatsuo Kaneyasu(SAGA光源/分子科学研究所),Yasumasa Hikosaka(富山大学),Masahiro Katoh(广岛大学/分子科学研究所)和同事们发明了一种方法来操纵使用具有同步加速器辐射的相干控制技术,使原子中的电子云的形状变大。这项工作已经发表在《物理评论快报》上,为使用同步加速器辐射实现电子系统的超快控制铺平了道路。

在原子和分子的自然时间尺度上控制和探测原子和分子中的电子运动是原子物理学和阿秒物理学的前沿之一。由于激光技术的进步,使用超短激光脉冲已经进行了许多秒的实验。相反,该研究小组提出了使用同步加速器辐射对电子系统进行亚秒相干控制的新途径。通过在氦原子的光激发中实现种群控制,证明了起伏器辐射作为纵向相干波包的潜在用途[Y. Hikosaka等人,Nature Commun。10, 4988 (2019)].下一个挑战是将同步加速器辐射的偏振特性应用于相干控制。

该小组的最新论文最近发表在《物理评论快报》上,报告成功观察到氦原子中电子云的控制。使用两个螺旋波荡器产生成对的左右圆偏振辐射波包。每个波包对的持续时间为几飞秒,并且使用极紫外辐射来照射氦原子。通过这项技术,他们通过在阿秒级上调整两个波包之间的时间延迟,成功地控制了形成为相干叠加状态的电子云的形状和方向。

与标准激光技术相比,对该方法扩展到越来越短的波长没有技术限制。同步加速器辐射的这一新功能不仅可以帮助科学家研究原子和分子过程中的超快现象,而且将来还可以在功能材料和电子设备的开发中开拓新的应用。

参考:T. Kaneyasu,Y。Hikosaka,M。Fujimoto,H。Iwayama和M. Katoh撰写的“使用交叉圆偏振的极端紫外波包控制原子的轨道对准”,​​《物理评论快报》,2019年12月3日。
10.1103 / PhysRevLett.123.233401

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