La cuestión de cuánto tarda una partícula en hacer un túnel a través de una barrera de potencial ha suscitado un debate de larga data desde los primeros días de la mecánica cuántica. Para resolver este problema, los científicos en China han propuesto y demostrado un nuevo método de formación de rayas a escala de attosegundos para determinar con precisión el tiempo de tunelización de un electrón de un átomo. Los resultados experimentales han demostrado que el tiempo de tunelización es cercano a cero con una precisión de unos pocos attosegundos.

La fotoionización de tiempo es esencial para nuestra comprensión de cómo la luz y la materia interactúan en el nivel más fundamental. El advenimiento de las metrologías de attosegundos nos permite acceder a la información de tiempo en la escala natural de electrones en átomos y moléculas. El attoclock es una herramienta poderosa que puede acceder a una escala de tiempo corta y en la que se usa un campo láser polarizado casi circularmente para mapear el tiempo de tunelización de un electrón al ángulo de compensación del espectro de momento fotoelectrónico en el plano de polarización láser.

Sin embargo, la reconstrucción precisa del tiempo de ionización desde el ángulo de compensación presenta una tarea teórica formidable, que incluye el tratamiento del efecto del potencial de Coulomb y la correlación multielectrónica. Por lo tanto, la conclusión experimental del problema del tiempo de tunelización depende del modelado teórico de la interacción de Coulomb. Hasta el momento, la cuestión de si el tiempo de tunelización es finito o no sigue siendo objeto de debate.

En un nuevo artículo publicado en Light:Science &Applications , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Min Li, el profesor Yueming Zhou y el profesor Peixiang Lu del Laboratorio Nacional de Optoelectrónica y la Facultad de Física de Wuhan, Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, China, ha propuesto y demostrado un esquema para determinar experimentalmente la tiempo de tunelización en un attoclock sin ningún cálculo teórico. En este esquema, se agregó un campo de segundo armónico perturbativo al campo impulsor fundamental. Al analizar la dependencia de fase relativa del rendimiento de fotoelectrones en los PMD, se midió con precisión el tiempo de tunelización.

El equipo aplicó el esquema para estudiar el tiempo de ionización del túnel de campo fuerte del átomo de argón y determinó que el tiempo de túnel es cercano a cero con una precisión de unos pocos attosegundos.

Usando el esquema actual, el equipo recuperó aún más el tiempo de ionización de los electrones con diferentes energías. Descubrieron que el tiempo de ionización de túnel extraído de la medición en el ángulo de emisión más probable disminuye con el aumento de la energía de los electrones, lo que contradice la predicción del modelo de trayectoria clásico. Este sigue siendo un tema interesante para una mayor investigación.

El esquema es autorreferencial e independiente del modelado teórico del efecto Coulomb. Extender este método a moléculas e incluso sólidos puede proporcionarnos no solo la dinámica fundamental de la interacción láser-materia, sino también el potencial de recuperación de información geométrica de los objetivos. + Explora más

Decodificación de la dinámica de electrones