Untersuchung der Kontinuum-Kontinuum-Phase in Attosekunden-Zeitverzögerungen

• Antragsteller: Professor Dr. Giuseppe Sansone
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 493861873

Der Prozess der Photoionisation wurde lange Zeit als augenblicklicher Prozess angenommen: Ein Photon mit ausreichender Energie trifft auf ein Quantensystem (Atom, Molekül oder Oberfläche) und ein Elektron wird augenblicklich (ohne Zeitverzogerüng) freigesetzt. Die Entwicklung von Attosekunden-Technologien hat es zum ersten Mal ermöglicht, diesen grundlegenden Prozess zeitlich aufzulösen und die Zeitverzögerungen zwischen den Photoelektronen, die von verschiedenen Energieniveaus im gleichen System oder aus verschiedenen Quantensystemen emittiert werden, zu messen. Die Messung dieser Verzögerung ist relevant, da sie Zugang zu den Eigenschaften des Potentials gibt, das die Elektronen auf ihrem Weg nach außen erfahren. Alle Experimente, die sich auf die Charakterisierung von Zeitverzögerungen konzentrieren, basieren auf der Kombination einer Attosekunden-Wellenform im extremen Ultraviolett und (typischerweise) eines Infrarot-Laserpulses. Die Wechselwirkung mit letzterem führt zu einer zusätzlichen Verzögerung (angezeigt als Kontinuum-Kontinuum-(CC)-Verzögerung), die korrigiert werden muss, um die Reaktion des Quantensystems auf das Attosekundenfeld zu isolieren. Die Abschätzung der CC-Verzögerung basiert bisher auf theoretischen Modellen und es wurde noch keine experimentelle Messung berichtet. Das Ziel dieses Projekts ist es, die erste experimentelle Charakterisierung der CC-Verzögerung bereitzustellen, indem die Ergebnisse genutzt werden, die der Antragsteller kürzlich am Freie-Elektronen-Laser FERMI demonstriert hat. Das Projekt basiert auf der Entwicklung eines optisch parametrischen Verstärkers, der in Kombination mit einer Attosekunden-Quelle die Möglichkeit bietet, Photoelektronenspektren zu erzeugen, die direkt die Informationen über die CC-Verzögerung kodieren. Die Ergebnisse werden mit der numerischen Lösung des TDSE und Vorhersagen der Störungstheorie verglichen, die von zwei theoretischen Gruppen geliefert werden, die das Projekt unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation, Schweden, USA
• Kooperationspartner: Professor Alexei N. Grum-Grzhimailo, Ph.D., bis 3/2022; Professor Dr. Johan Mauritsson; Professor Dr. Kenneth J. Schafer