Cuando los fotones de luz interactúan con partículas de materia, una variedad diversa de procesos físicos puede desarrollarse en escalas de tiempo ultrarrápidas. Para explorarlos, Los físicos utilizan actualmente experimentos de 'bomba-sonda de dos colores', en el que un ultracorto, El pulso de láser infrarrojo se dispara primero a un material, haciendo que sus electrones constituyentes se muevan. Después de un retraso controlable, este pulso es seguido por un tren de igualmente corto, pulsos ultravioleta extremos, ionizando el material.

Midiendo la ionización total que sigue a los pulsos junto con los espectros de energía de electrones resultantes, Los físicos teóricamente pueden aprender más sobre ultrarrápidos, interacciones luz-materia. En una nueva investigación publicada en EPJ D , un equipo internacional de físicos, dirigido por Eric Suraud en la Universidad de Toulouse, descubrió que estas señales están de hecho dominadas por la interacción menos interesante entre los electrones y el láser infrarrojo inicial. Muestran que hay más información útil enterrada más profundamente dentro de estas señales, y requiere técnicas sofisticadas para desenredarlo.

Los descubrimientos del equipo podrían permitir a los físicos aprender más sobre procesos como la visión y la fotosíntesis, así como tecnologías como paneles solares; todos ellos impulsados ​​por interacciones ultrarrápidas entre la luz y la materia. Sus análisis analíticos y numéricos ofrecen las primeras indicaciones de las técnicas matemáticas que se pueden utilizar para extraer información físicamente útil a partir de datos en bruto, datos de la sonda de la bomba. También proporcionan una idea inicial sobre cómo se puede distinguir esta información de las firmas que surgen del láser infrarrojo inicial.

Suraud y sus colegas obtuvieron estos hallazgos al considerar las respuestas de sistemas que incluyen átomos de helio, moléculas de nitrógeno diatómico, y racimos ionizados de sodio, a experimentos de sonda de bomba de dos colores. El equipo dice que sus resultados requieren mejoras tanto en los enfoques experimentales como teóricos de la técnica. En el futuro, esto podría permitir a los físicos desarrollar robustos conjuntos de herramientas analíticas y numéricas para estudiar interacciones ultrarrápidas entre la luz y la materia.