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Photoemission Orbital Cinematography: An ultrafast wave function lab

Descrizione del progetto

Catturare il movimento degli elettroni al rallentatore

Per decenni gli scienziati hanno sognato di osservare direttamente il movimento degli elettroni all’interno degli orbitali della meccanica quantistica, un’impresa particolarmente impegnativa che risulterebbe fondamentale per la comprensione del nanocosmo. La sfida in tal ambito consiste nel catturare questo movimento con la risoluzione temporale ultraveloce necessaria per rivelare i complessi dettagli degli orbitali elettronici. Il progetto Orbital Cinema, finanziato dal CER, si propone di trasformare questo sogno in realtà. Combinando tecniche avanzate come la tomografia orbitale a fotoemissione e la spettroscopia fotoelettronica ultraveloce, il progetto creerà filmati al rallentatore degli orbitali molecolari su scale che vanno dai femtosecondi agli attosecondi, producendo un’innovazione che rivoluzionerà campi come l’optoelettronica e la fotochimica e offrirà intuizioni senza precedenti sui processi quantistici, con il potenziale di trasformare il futuro della tecnologia.

Obiettivo

Directly watching in slow-motion videos how electrons move in quantum mechanical orbitals and how this motion shapes the functionalities of condensed matter has been a dream shared by all natural and life sciences. Yet, this vision comes with the daunting challenge of mapping the microscopic structure of electronic orbitals with simultaneous ultrafast time resolution. We will turn orbital cinematography into reality. This seminal breakthrough will rely on the unique synergies between photoemission orbital tomography (POT), ultrafast photoelectron spectroscopy, lightwave electronics and advanced theory, developed and pioneered by us. Secured by our recent proof-of-principle studies, we will combine these aspects to transform POT to a cinematography at unprecedented time scales, faster than a single oscillation period of light. This will allow us to systematically explore the nanocosmos on its intrinsic femto- to attosecond (the billionth part of a billionth of a second) scales. We will take actual slow-motion movies of molecular orbitals during charge transfer processes, surface chemical reactions, and wave packet motion driven by lightwaves. Orbital Cinema will thus resolve key questions related to a wide range of applications, from next-generation optoelectronics, energy conversion, photochemistry and catalysis to prospective electronics at optical clock rates. We expect it to revolutionize our understanding of the nanocosmos by elucidating–on elementary spatio-temporal scales–the inner structure of quantum leaps, strong-field control of electrons, charge transfer processes, and chemical reactions as well as their control by electric fields and light. Since the dawn of quantum mechanics, the temporal evolution of electronic orbitals has been among the most sought-after, yet elusive quantum processes. Our model-free observation of orbital motion establishes an unprecedented ultrafast wave function lab that will carry us to the very foundations of quantum science.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-SYG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

FORSCHUNGSZENTRUM JULICH GMBH
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 2 714 366,25
Indirizzo
WILHELM JOHNEN STRASSE
52428 JULICH
Germania

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Regione
Nordrhein-Westfalen Köln Düren
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 2 714 366,25

Beneficiari (3)

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