Kręcenie filmów z udziałem cząstek w ruchu
Generowanie wysokich harmonicznych — warunek wstępny attofizyki — oraz lasery na swobodnych elektronach (FEL) emitujące impulsy świetlne w femtosekundowej skali czasu to fundamentalne narzędzia pozwalające na badanie dynamiki świata małych wielkości. Finansowany przez UE projekt "Ultrafast dynamics using attosecond and XUV free electron laser sources" (ATTOFEL) zainicjowano, aby przystąpić do wspólnych badań w tych dwóch dziedzinach. Ułatwienie współpracy i szkolenie młodych badaczy doprowadziły do ważnych przełomów w zrozumieniu roli dynamiki ultraszybkich elektronów w fizyce jądrowej, molekularnej i materiałoznawstwie. Wymiana wiedzy za pośrednictwem licznych spotkań stworzyła nowe możliwości networkingowe w większej społeczności naukowej. Rezultatem była duża liczba wspólnych projektów badawczych i równie imponująca im liczba publikacji. Prace eksperymentalne obejmowały projekt struktury, która umożliwiałaby wyrównanie cząstek indukowanych laserowo, generację promieniowania XUV i staranną charakterystykę spektroskopową. Poza wyrównaniem cząstek partnerzy projektu sondowali ultraszybką dynamikę ponownych zderzeń elektronowo–jonowych, a także dynamikę elektronową w azocie, dwutlenku węgla i etylenie. Zaprojektowano nowatorskie urządzenia do obserwacji ruchu elektronicznego w femto- i attosekundowych skalach czasu. Wykorzystując impulsy attosekundowe, naukowcy dokonali pomiaru ultraszybkich migracji ładunku w biomolekularnym bloku budulcowym. Inne eksperymenty dotyczyły serii policyklicznych węglowodorów aromatycznych. Obrazowanie metodą koherentnej dyfrakcji umożliwiło naukowcom uzyskanie portretów trójwymiarowych obiektów nanometrycznych na magnetycznym pierścieniu rozpraszającym. Zastosowanie bramkowania jonizacyjnego i kształtowanie impulsów o niewielu cyklach optycznych pomogły zwiększyć intensywność wyizolowanych impulsów attosekundowych o kilka rzędów wielkości. W oparciu o nowo opracowany wysokoenergetyczny oscylator laserowy ze stabilizacją CEP (ang. carrier-envelope phase), partnerzy projektu uzyskali imponujące postępy w zakresie precyzji CEP i długoterminowej niezawodności wzmocnionych impulsów laserowych. Zaproponowano także i przetestowano bardziej efektywne mechanizmy generowania wysokich harmonicznych. Działania w ramach projektu przyczyniły się do umocnienia europejskiej pozycji w badaniach attosekundowych i FEL. Wymiana specjalistycznej wiedzy w tych dziedzinach przyniosła ważne korzyści wszystkim uczestniczącym partnerom. Partnerzy przemysłowi natomiast szybko skomercjalizowali nowatorskie technologie.
Słowa kluczowe
Skrajny ultrafiolet, generowanie wysokich harmonicznych, lasery na swobodnych elektronach, ultraszybka dynamika, attosekunda
