Descrizione del progetto
Un nuovo approccio agli esperimenti di ottica quantistica
Gli atomi e le molecole eccitati con impulsi luminosi ultracorti possono svelare nuove informazioni in merito al loro meccanismi interni. I ricercatori del progetto QPAP, finanziato dall’UE, faranno un passo avanti verso una nuova direzione, addentrandosi più a fondo nel mondo della meccanica quantistica. Nell’ottica quantistica gli esperimenti vengono spesso svolti impiegando fotoni o ioni singoli. Il team di QPAP si avvarrà invece dei «pacchetti di onde» di elettroni formati dall’assorbimento di impulsi basati su laser della durata di attosecondi. I ricercatori hanno in programma di creare onde di elettroni in modo controllato e di studiare con che efficacia e quanto a lungo si possano far interferire tra loro. Verranno inoltre create coppie di elettroni correlati che saranno studiate dal punto di vista del tempo. Questa ricerca è interessante non solo nell’ambito della scienza ad attosecondi e della fisica atomica e molecolare in generale, ma potrebbe chiarire in modo migliore alcuni aspetti della fisica quantistica fondamentale.
Obiettivo
This project lies at the crossing of attosecond science, photoionization of atoms and molecules and quantum optics. Progress in the performances of the attosecond sources, in particular regarding repetition rate, now enables us to perform photoionization studies of atoms and molecules using advanced coincidence/three dimensional momentum techniques. Adding an additional dimension, the phase, which is accessible by attosecond interferometric techniques, we will able to follow in time the quantum properties of the studied processes.
The aim of the present application is to perform quantum optics experiments, not with photons as in conventional quantum optics, but with electron wave-packets created by absorption of attosecond light pulses.
Our objectives are
- to characterize and study in the time domain the quantum coherence of attosecond electron wavepackets,
- to control quantum interferences of electron wavepackets using a small number of attosecond pulses and
- to create and follow in time entangled two-electron attosecond wavepackets.
The experiments will use advanced laser systems, attosecond sources and electron detectors. A unique 200-kHz repetition rate laser system based on optical parametric chirped pulse amplification technology, combined with an efficient attosecond source and a three-dimensional momentum electron detector will open the door to attosecond experiments where the kinematics of the light-matter interaction can be recorded.
The success in achieving the above objectives will not only lead to a major leap forward in attosecond science and atomic and molecular physics in general; it might shed new lights in fundamental quantum physics, given the originality of the studied systems, attosecond electron wave packets and the versatility of the tools, providing four dimensional information (momentum and time) for multiple particles.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-ADG - Advanced GrantIstituzione ospitante
22100 Lund
Svezia