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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Ultrafast Picoscopy of Solids

Descripción del proyecto

Nueva técnica de imagenología ultrarrápida para desvelar el movimiento de átomos y electrones

Comprender y controlar la materia a escala atómica y electrónica es fundamental para avanzar en campos como la química cuántica, la ciencia de los materiales y la tecnología de la información. Sin embargo, las técnicas de imagenología actuales no logran captar la dinámica ultrarrápida de electrones y átomos, como su movimiento a escalas de femtosegundos y picómetros. En el proyecto ULPIS, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, se desarrollará la picoscopia ultrarrápida: una técnica puntera que utiliza campos láser intensos para impulsar el movimiento coherente de los electrones en cristales. Este proceso genera armónicos de alta frecuencia, lo que revela la disposición espacial de electrones y átomos con precisión subangstrom. La técnica propuesta, combinada con pulsos láser de attosegundos, permitirá visualizar en tiempo real y en 3D los enlaces químicos en materia condensada, los cambios estructurales en materiales cristalinos y el movimiento de electrones en materiales tanto ordinarios como correlacionados.

Objetivo

Material science, quantum chemistry, electrical and quantum engineering in the 21st century focus on manipulating and harnessing the properties of matter at the level of atoms and electrons. Advancing these technological capabilities to their ultimate limit calls for novel imaging techniques that can allow us to peer into matter at the level of valence electrons and follow their dynamics in space (tens of picometers) and time (femtosecond to attoseconds). Here we propose the development and use of ultrafast picoscopy to attain this grand goal of ultrafast and microscopy sciences. Intense laser fields can drive the coherent motion of electrons inside crystals to emit high harmonics of the fundamental whose spectral characteristics embody critical information about the spatial arrangement of electrons and atoms in the sub-angstrom scale. By combining this capability with state-of-the-art laser pulses whose field waveform is confined to a fraction of a femtosecond (optical attosecond pulses), it should be possible to record movies of electrons in solids in picometer space and attosecond time scales. Ultrafast picoscopy aims at enabling the three-dimensional visualization of the chemical bond in condensed matter, the detailed visualization of structural changes in crystalline materials and the real-time tracking of atomic and electron motion in ordinary and correlated materials. We anticipate the technique and the results of this endeavour to yield benefits to a broad range of scientific disciplines ranging from physics and quantum chemistry to material science and information technology.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2022-ADG

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Institución de acogida

UNIVERSITAT ROSTOCK
Aportación neta de la UEn
€ 2 499 000,00
Dirección
UNIVERSITATSPLATZ 1
18055 Rostock
Alemania
Región
Mecklenburg-Vorpommern Mecklenburg-Vorpommern Rostock, Kreisfreie Stadt
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 2 499 000,00

Beneficiarios (1)