Descrizione del progetto
Esaminare in che modo le particelle quantistiche attraversano barriere fisiche tridimensionali apparentemente impossibili da penetrare
Nella meccanica quantistica, gli elettroni possono essere liberati attraverso potenziali atomici e molecolari che vengono piegati da forti impulsi laser. Questo processo è noto come ionizzazione a tunnel e non ha analoghi classici. Il campo elettrico degli impulsi laser era finora limitato a una linea unidimensionale o a un piano bidimensionale. Nel corso del progetto 3DTunneling, finanziato dal CER, si prevede la realizzazione di una configurazione sperimentale in grado di sintetizzare campi di luce 3D e lo sviluppo di un nuovo sistema di rilevamento 3D per studiare la ionizzazione a tunnel da atomi, molecole biatomiche e molecole chirali. Questa nuova piattaforma di rilevamento 3D/luce 3D aumenterà la sensibilità del tunnelling a campo forte alle proprietà 3D degli orbitali atomici e molecolari con una risoluzione sub-nanometrica e ad attosecondi.
Obiettivo
Tunneling is a non-resonant, quantum mechanical process without any classical analog. The electric field of a strong laser pulse can bend atomic and molecular potentials such that an electron can be liberated via tunneling. This allows for probing properties of atomic and molecular orbitals with subnanometer and attosecond resolution (like a tunneling microscopes tip probes properties of the investigated surface). So far, the electric field vector is restricted to a one-dimensional line (1D, e.g. linearly polarized light) or a two-dimensional plane (2D, e.g. circularly polarized light). Since tunneling acts like a filter to the same 1D or 2D subspace in position space, this limits the sensitivity to the 3D structure of the probed orbital. I propose to build an experimental setup that can synthesize 3-dimensional (3D) light fields with peak intensities of up to 1015 W/cm2. 3D light fields will significantly increase the sensitivity of strong field tunneling to the 3D properties of the bound electronic wave function. Further, non-adiabatic dynamics during tunneling and subsequent acceleration, recollision, or recapture of the electronic wave packet will be driven by the time-dependent 3D field as well. This will e.g. allow for the creation of chiral electron distributions in atoms (i.e. chiral atoms), selectively tunnel ionize one enantiomer of a racemic mixture of chiral molecules and enable a new type of pump-probe experiments. The capability to generate 3D light fields will be matched with a 3D detection system, which measures 3D electron momenta in coincidence with ionic fragments. My team and I will use this novel 3D-light-3D-detection-platform to investigate tunnel ionization from atoms, diatomic molecules, and chiral molecules. I anticipate that the proposed experiments will give rise to a new class of experiments on light-matter interaction and provide ground-breaking insight regarding the quantum mechanical process of tunneling itself.
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.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- scienze naturaliscienze fisicheotticamicroscopia
- scienze naturaliscienze fisicheotticafisica dei laser
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-STG
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HORIZON-ERC -Istituzione ospitante
60323 Frankfurt Am Main
Germania