Billeddannelse af lysbølgeformer i luftplasma

Et internationalt hold, som omfatter fysikere ved LMU, har udviklet en ny metode til at karakterisere den ultrahurtige svingning af de elektriske felter, der er forbundet med lys.

Det elektriske felt, der er forbundet med synligt lys, svinger ved frekvenser i størrelsesordenen hundreder af milliarder gange i sekundet. Dette betyder, at en enkelt oscillation af feltet varer i nogle få femtosekunder (1 fs svarer til 10 ^-15 sek.). Præcise målinger af den ekstraordinært hurtige ændring af det elektriske felt under en enkelt svingning er en væsentlig forudsætning for en forståelse af elektronernes ultrahurtige bevægelser i atomer, molekyler og kondenseret stof.

Et samarbejdsprojekt udført af grupper af fysikere baseret på LMU München, Max Planck Instituttet for Kvanteoptik, og National Research Council of Canadas Joint Attosecond Science Laboratory ved University of Ottawa har resulteret i udviklingen af ​​en ny metode, som gør det muligt at vise udviklingen af ​​det elektriske felt i løbet af enkelte ultrahurtige svingninger på et oscilloskop. Mens den konventionelle teknik udføres under højvakuum, den nye metode virker i den omgivende luft. Den er baseret på brugen af ​​en to-puls sekvens.

En pumpeimpuls fjerner først elektroner fra molekyler i den omgivende luft. Dette følges efter en variabel forsinkelse af den puls, der skal måles. Formen af ​​dens elektriske feltbølgeform afsløres ved at overvåge strømmene induceret af dens interaktion med de frie elektroner i luftplasmaet. Den relative enkelhed af denne tilgang burde gøre et værdifuldt værktøj til udforskningen af ​​ultrahurtig dynamik i det subatomare domæne, og udviklingen af ​​ultrahurtig elektronik med skiftefrekvenser i petahertz-området (10 ¹⁵ Hz).