최근, 정밀 측정 연구소(IPM)의 샤오-준 류(Xiao-Jun Liu) 연구팀은 아토초 물리학 분야에서 중요한 진전을 이루었습니다. 이 팀은 강력한 레이저 구동 원자 이온화에서 전자 상관 역학의 초고속 감지를 실현하는 "편광 게이트 아토초"라는 새로운 방식을 제안했습니다. 이 결과는 주요 물리학 저널인 Physical Review Letters에 게재되었고, 편집자 제안으로 선정되었습니다.
아토초 시간 척도에서 물질 내의 전자 역학 법칙을 밝히는 것은 자연에서 일어나는 많은 초고속 광물리적 및 광화학적 과정을 인식하고 이해하기 위한 중요한 물리적 기초입니다. 이러한 이유로 2023년 노벨 물리학상은 아토초 물리학 분야 연구에 뛰어난 기여를 한 세 명의 과학자에게 수여되었습니다. 아토초 측정을 위한 많은 분광 기술 중에서 아토초 각 스트릭 기술(일명 "아토초")은 자체 참조 특성으로 인해 아토초 전자 역학적 과정을 조사하는 고유한 수단을 제공합니다. 아토초 시간 분해능은 아토초 광 펄스를 사용하지 않고 펨토초 레이저 펄스를 사용하여 달성할 수 있습니다. "아토초"는 아토초 전자 과정의 역학을 심층적으로 조사하는 고유한 수단을 제공합니다. "아토초" 기술은 강전계 전자 터널링 시간, 순차적 이중 이온화에서의 2전자 이온화 시간 지연 등의 측정에 성공적으로 적용되었습니다. 그러나 기존의 "아토초" 기술은 타원 편광 광 펄스를 사용하기 때문에 전자-전자 상관 관계와 같은 더 복잡한 물리적 프로세스에 직접 적용할 수 없습니다. -전자 상관 관계 및 기타 더 복잡한 물리적 프로세스.
이러한 문제를 극복하기 위해, 샤오쥔 류의 연구팀은 "편광 게이트" 레이저 펄스를 기반으로 한 "아토초" 방식을 제안하고, 강장 원자 이중 이온화 공정에서 전자-전자 상관 역학의 실시간 검출에 성공적으로 적용했습니다. 강장 원자 이중 이온화에서 전자-전자 상관 역학의 실시간 검출. 연구팀은 이전에 확립되고 개발된 캐리어-포락선 위상 안정화 펨토초 레이저 시스템을 기반으로, 좌회전 및 우회전 원형 편광 펨토초 레이저 펄스의 두 빔의 시간 지연 및 캐리어-포락선 위상을 정밀하게 제어하여 "편광 게이트" 초단 광 펄스를 성공적으로 합성하여 아토초 시간 정확도와 정밀 제어로 레이저 펄스의 타원 편광을 실현했습니다. 레이저 펄스 타원 편광 상태는 아토초 시간 정밀도로 정밀하게 제어할 수 있습니다. 기존의 아토초 기술에서 일반적으로 사용되는 단일 타원 편광 광 펄스와 비교했을 때, "편광 게이트" 초단 펄스는 전자 상관 상태를 효과적으로 준비하고 중심 근처의 편광 영역에서 전자 상관 방출을 구동할 수 있을 뿐만 아니라 아토초 각 줄무늬에서 전자 방출 시간을 고정밀로 샘플링하는 특징을 유지합니다. 연구팀은 아르곤 원자의 강장을 사용하여 전자 방출 시간을 샘플링했습니다. 연구팀은 아르곤 원자의 강장 이중 이온화 공정에 의해 생성된 이중 여기 상태 간의 상관 전자 방출 시간 차이를 예로 들어 "편광 게이트 아토초" 기술을 성공적으로 시연했습니다. 이 연구는 이중 여기 상태에서 두 개의 연관된 전자의 이온화가 주로 두 개의 다른 채널을 통해 수행되고 "편광 게이트 1초" 기술은 각각 234(±22)arsec 및 1043(±73)arsec인 다른 채널에 해당하는 두 개의 연관된 전자 간의 이온화 시간 차이를 정확하게 측정한다는 것을 보여줍니다.
