Von der Quantenkontrolle der Elektronen-Loch-Dynamik in polyatomigen Molekülen zur Attosekunden -Laserpuls-Formung

• Antragstellerin: Professorin Dr. Olga Smirnova
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 178262358

Die Hohe-Harmonische-Erzeugung spielt eine fundamentale Rolle in der Attosekunden-Spektroskopie. Zum einen wird sie genutzt um Attosekunden-Lichtpulse für zeitaufgelöste Experimente zu erzeugen. Zum anderen überliefert das ultrabreitbandige Spektrum der kohärenten harmonischen Emission Attosekunden-Informationen über die zugrunde liegende nichtlineare Reaktion, die gewonnen werden können. Unsere Arbeit trägt zu beiden Anwendungen bei. Erstens, wir haben gezeigt, dass zweifarbige Felder mit senkrechter Ausrichtung die Polarisationseigenschaften von Attosekunden-Pulsen dramatisch beeinflussen können. Die Kontrolle darüber ergibt sich aus unserer Fähigkeit sowohl die Dynamik des Lochs als auch die des Kontinuumelektrons zu beeinflussen, wobei wir uns die Mehrelektroneneigenschaft der molekularen Reaktion auf der Subfemtosekunden-Zeitskala zu Nutze machen. Zweitens haben wir auch gezeigt, dass ein stark zirkular polarisiertes Feld die Spin-Polarisationseigenschaften der freigesetzten Elektronen beeinflusst, was die Möglichkeit bietet kurze spinpolarisierte Elektronen- und Ionenstrahlen zu erzeugen. Wir haben die Dualität von Kontrolle und Imaging zur Auflösung der Attosekunden Mehrelektronendynamik genutzt und eine ~ 40 as lange Verzögerung beim Tunneln aus zwei verschiedenen Orbitalen des CO2 Moleküls festgestellt. Die entwickelten Methoden werden zur HHG-Spektroskopie und zur Attosekunden Angular-Streaking-Spektroskopie der Mehrelektronendynamik beitragen. Die Anwendung von speziell geformten Attosekunden-EUV-Pulsen und von spinpolarisierten Elektronenstrahlen sollte neue Wege eröffnen, um Materie auf einer Attosekunden-Zeitskala zu untersuchen und zu steuern.Für die Arbeit die durch dieses Projekt finanziert wurde, wurde Dr. I. Barth von dem Deutschen Hochschulverband zusammen mit academics.com und Die Zeit als Nachwuchswissenschaftler des Jahres 2012 ausgezeichnet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen