Faire des films de molécules en mouvement
La génération d'harmoniques d'ordre élevé, une condition sine qua non en attophysique, et les lasers à électrons libres (LEL) émettant des impulsions de lumière de l'échelle de la femtoseconde sont des instruments essentiels pour étudier la dynamique du microcosme. Le projet ATTOFEL («Ultrafast dynamics using attosecond and XUV free electron laser sources»), financé par l'UE, a été lancé pour établir une recherche collaborative dans ces deux domaines. Encourager la collaboration et la formation des jeunes chercheurs a entraîné de nombreux progrès dans les connaissances relatives au rôle de la dynamique des électrons ultrarapides dans la physique atomique, la physique moléculaire et les sciences des matériaux. L'échange de connaissances par un nombre de rencontres de projet a créé de nouvelles opportunités pour la mise en réseau dans la communauté scientifique dans son ensemble. Cela s'est reflété par un grand nombre de projets de recherche collaborative et de publications connexes. Les travaux expérimentaux comprenaient la conception d'une configuration qui permettrait un alignement moléculaire induit par laser, la génération de rayonnements d'UVX et la caractérisation spectroscopique poussée. À l'exception des molécules alignées, les partenaires du projet ont sondé la dynamique ultrarapide de recollisions électron-ion ainsi que la dynamique des électrons dans l'azote, le dioxyde de carbone et l'éthylène. Des instruments innovants ont été conçus pour observer le mouvement des électrons aux échelles de temps de la femto- et de l'attoseconde. En utilisant des impulsions attosecondes, les chercheurs ont mesuré la migration de charge ultrarapide dans une base fondamentale de biologie moléculaire. Les autres expériences concernaient une série d'hydrocarbures polycycliques aromatiques. L'imagerie de diffraction cohérente a permis aux chercheurs d'obtenir des portraits en 3D d'objets nanométriques sur un anneau de dispersion magnétique. L'utilisation de l'atténuation d'ionisation et de mise en forme des impulsions de quelques cycles optiques a permis de renforcer l'intensité des impulsions attosecondes isolées par plusieurs ordres de magnitude. Sur la base d'un oscillateur laser stabilisé en phase enveloppe – porteuse (CEP) à haute puissance récemment développé, les partenaires du projet ont accompli d'énormes progrès dans la précision de la CEP et la fiabilité à long terme dans des impulsions lasers amplifiées. Des mécanismes efficaces pour la génération d'harmoniques d'ordre élevé ont également été proposés et testés. Les activités du projet ont contribué au renforcement de la position européenne dans la recherche de l'attoseconde et des lasers à électrons libres. L'échange d'expertise dans ces domaines a créé d'importants avantages pour tous les partenaires participants. De plus, les partenaires industriels ont rapidement commercialisé ces technologies innovantes.
Mots‑clés
Rayonnement extrême ultraviolet, génération d'harmoniques d'ordre élevé, lasers à électrons libres, dynamique ultra-rapide, attoseconde
